大口黑鱸消化道組織結(jié)構(gòu)及黏液細胞的類型和分布

趙柳蘭，陳僑蘭，楊 淞*，符紅梅，葉 星，李勝杰，楊世勇，杜宗君

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，成都 611130；2.農(nóng)業(yè)部熱帶亞熱帶水產(chǎn)資源利用與養(yǎng)殖重點實驗室/中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所，廣州 510380）

魚類對食物的消化和吸收與消化道直接相關(guān)，消化道是實現(xiàn)能量攝入和分配的功能性紐帶，對魚類命活動具有重要作用。消化道的組織學(xué)研究是認識和探討魚類攝食、消化和吸收生理機制的基礎(chǔ)與途徑之一[1]。

黏液細胞是普遍存在于魚類上皮中的一種腺體細胞，能夠分泌大量黏液[2]，黏液中含有黏多糖、免疫球蛋白及各種水解性酶類等多種活性物質(zhì)[3]，對魚類的消化生理有著重要的影響，如免疫防護，消化吸收等[4-5]。早在1968年，對黏液細胞的染色采用過碘酸雪芙（periodie acid Schiff，PAS）染色技術(shù)，將黏液細胞按照顏色深淺分類[6]。由于顏色界定的局限性，AB-PAS染色逐漸成為主流[7]。AB-PAS染色后黏液細胞分型雖然存在差異，如安利國等[8]和劉亞秋等[9]用AB-PAS法染色，將黏液細胞歸為4種類型；李學(xué)軍等[10]結(jié)合細胞形態(tài)和黏液細胞分布特點將黏液細胞分為5種類型；而喬志剛等[11]則僅分為3種類型，但是大多數(shù)學(xué)者按照安利國等[8]的分型方法對魚類黏液細胞進行分類，本文也采納這種分類方式，即Ⅰ型為紅色，含中性黏多糖；Ⅱ型為藍色，含酸性黏多糖；Ⅲ型為紫紅色，主要含中性黏多糖，同時含有少量酸性黏多糖；Ⅳ型為藍紫色，主要含酸性黏多糖，同時含有少量中性黏多糖。

大口黑鱸（Micropterus salmoides）俗稱加州鱸，隸屬鱸形目鱸亞目太陽魚科黑鱸屬，是國內(nèi)主要淡水養(yǎng)殖品種之一。目前，大口黑鱸大部分尚以冰鮮野雜魚為餌料，其人工配合飼料的研制仍未成熟[12]。而消化道是營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的主要場所，黏液在其消化生理上發(fā)揮著重要作用[7]，因此，研究大口黑鱸消化道的組織結(jié)構(gòu)及其黏液細胞的分布及類型，有助于深入開展大口黑鱸消化生理學(xué)及營養(yǎng)飼料的研究。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

健康大口黑鱸共12尾，其體重（63.61±12.25）g，體長（14.97±0.76）cm，均為雄性，購自四川成都市崇州漁場。取口咽腔、食道、胃、幽門盲囊、腸道組織，Bouin's液固定24 h，用于石蠟切片。

1.2 實驗方法

1.2.1 H.E染色

常規(guī)石蠟切片，H.E染色，脫水透明，封片，尼康顯微鏡（Eclipse 50i）觀察、拍照。每尾魚每個部位連續(xù)5張切片，每張片取6～8個視野，n=6，用Image-Pro Plus 6.0軟件測量消化道的直徑、皺襞高度、皺襞寬度和肌層厚度，并統(tǒng)計皺襞根數(shù)，各數(shù)據(jù)取平均值。

1.2.2 AB-PAS染色

常規(guī)石蠟切片，AB-PAS染色（pH=2.5），脫水透明，封片，尼康顯微鏡觀察、拍照。中性黏液物質(zhì)呈紅色，酸性黏液物質(zhì)呈藍色，偏中性黏液物質(zhì)呈紫紅色，偏酸性黏液物質(zhì)呈藍紫色。消化道的黏液細胞數(shù)目為同一切片取6～8個不同計數(shù)視野下黏液細胞數(shù)目的平均值，在每個視野下隨機地沿腸黏膜層邊緣對黏液細胞數(shù)目計數(shù)，黏液細胞數(shù)量表示為單位長度（1 mm）黏膜上皮中的細胞個數(shù)[5]，每一尾魚每個部位5張切片，n=6。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS18.0軟件對測定所得數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，結(jié)果用平均值±標準差表示，P＜0.05表示具有顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 大口黑鱸消化道組織學(xué)觀察

大口黑鱸消化道分為口咽腔、食道、胃、幽門盲囊和腸道。各部位組織結(jié)構(gòu)由內(nèi)而外由黏膜層、黏膜下層、肌層和外膜組成（圖1）。幽門盲囊和腸道顯微測量結(jié)果見表1。

2.1.1 口咽腔

大口黑鱸口咽腔位于食道前部，呈漏斗狀。組織結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外分為黏膜層、黏膜下層、肌層和外膜。其中，黏膜向腔內(nèi)突出形成數(shù)根皺襞，皺襞短且寬（圖1a）。皺襞由上皮和固有膜組成，上皮形成黏膜表面，為復(fù)層扁平上皮，內(nèi)含杯狀細胞和大量黏液細胞；固有膜由致密結(jié)締組織構(gòu)成。黏液細胞多呈球形或橢圓形，且排列緊密，多層分布（圖1b）。黏膜下層由疏松結(jié)締組織構(gòu)成，內(nèi)含分散的橫紋肌束。肌層由橫紋肌構(gòu)成，外膜極薄。

圖1 大口黑鱸消化道組織學(xué)及黏液細胞的類型和分布Figure1 Histology，types and distribution of mucous cells of digestive tract in largemouth bass

表1 大口黑鱸腸道和幽門盲囊的組織結(jié)構(gòu)（平均值±標準差）Table1 The organization structure of pyloric caeca and intestine in largemouth bass(Mean±SD)

2.1.2 食道

大口黑鱸的食道位于胃和口咽腔之間，呈管狀。組織結(jié)構(gòu)與口咽腔類似，但皺襞發(fā)達，長且寬，含次級褶皺（圖1c）；復(fù)層上皮的黏液細胞比口咽腔少，黏液細胞形態(tài)多樣，有球形、杯狀和棒狀，排列緊密；肌層發(fā)達，分為內(nèi)環(huán)行肌和外縱行肌兩層，環(huán)肌層較厚，縱肌層較薄。外膜主要由結(jié)締組織構(gòu)成，極薄。

2.1.3 胃

大口黑鱸的胃位于食道和幽門盲囊之間，呈Y形。分為賁門部、胃體部和幽門部，賁門部與食道分界不明顯，胃體膨大易于區(qū)分，幽門部與幽門盲囊相接。胃組織結(jié)構(gòu)與食道類似。胃黏膜層形成皺襞，寬大呈網(wǎng)狀，皺襞由上皮、固有膜和黏膜肌組成。胃上皮為單層柱狀細胞，含發(fā)達的胃小凹，呈U形，固有膜含大量胃腺細胞（圖1d）。胃中未見杯狀細胞分布。肌層由平滑肌構(gòu)成。

2.1.4 幽門盲囊及腸

大口黑鱸的幽門盲囊位于腸的起始端，呈管狀，約23個。腸位于幽門盲囊之后，呈管狀。腸是消化道最長的一部分，約9 cm，分為前腸、中腸和后腸。幽門盲囊與腸道總體組織結(jié)構(gòu)非常類似（圖1e，f），其皺襞根數(shù)較少，管道直徑和肌層厚度較小，與前中后腸對應(yīng)指標均具有顯著差異（P＜0.05）（表1）。幽門盲囊的皺襞高度與腸道相比也是最短的，且與前腸和中腸差異顯著（P＜0.05）。腸道從前腸至后腸，腸道的直徑、皺襞數(shù)目、皺襞高度和肌層厚度逐漸下降，其中，后腸直徑為前腸的78.9%，后腸皺襞根數(shù)為前腸的60.2%，后腸皺襞高度為前腸的69.5%，均差異顯著（P＜0.05）（表1）。幽門盲囊和腸道均為單層上皮，且上皮黏液細胞單層分布，游離面具明顯紋狀緣。不同之處在于：幽門盲囊皺襞窄且長，呈指狀；前腸皺襞密集而細長（圖1f）；中腸皺襞較矮，根數(shù)較少，偶見分支；后腸皺襞短而稀疏，大量分支（圖 1g）。

2.2 大口黑鱸消化道黏液細胞類型及分布特性

大口黑鱸消化道中各部位分布黏液細胞，但不同部位黏液細胞類型存在差異，數(shù)量也不同。

2.2.1 口咽腔

大口黑鱸口咽腔的復(fù)層上皮分布黏液細胞，與其他部位相比數(shù)量最多（表2）。該部位4種類型黏液細胞均有（圖1h），Ⅳ型黏液細胞最多，Ⅰ型最少，僅為Ⅳ型黏液細胞的2.8%。且該部位Ⅱ型和Ⅳ型黏液細胞密度顯著高于消化道其他部位（P＜0.05）。因此口咽腔酸性及偏酸性的黏液細胞居多。

2.2.2 食道

大口黑鱸食道復(fù)層上皮分布黏液細胞，數(shù)量僅次于口咽腔，且與口咽腔黏液細胞密度相差不大。黏液細胞分為4種類型（圖1i），食道的Ⅲ型黏液細胞最多，Ⅱ型黏液細胞最少，僅為Ⅲ型黏液細胞的10.0%。且Ⅰ型黏液細胞在食道上的密度顯著高于消化道其他部位（P＜0.05），該部位Ⅲ型黏液細胞明顯比其他3種類型多。因此食道中偏中性黏液細胞居多。

2.2.3 胃

大口黑鱸的胃分為賁門部、胃體部和幽門部，其單層上皮均分布黏液細胞。該部位較為特殊，僅見Ⅰ型黏液細胞。黏液細胞呈線條狀，密集排列，細胞分界不清，在黏膜上皮層形成連續(xù)的淺紅色邊緣，無法計數(shù)（圖1j，k）。胃含中性黏液細胞。

2.2.4 幽門盲囊

大口黑鱸的幽門盲囊是整個消化道分布黏液細胞密度最低的部位。黏液細胞分為4種類型（圖1l），其中Ⅱ型黏液細胞最多，Ⅰ型黏液細胞最少，僅為Ⅱ型黏液細胞的8.7%，且Ⅱ型和Ⅳ型黏液細胞明顯較該部位其他類型多，因此幽門盲囊酸性和偏酸性的黏液細胞居多。

表2 大口黑鱸消化道黏液細胞的密度Table2 The density of mucous cells of digestive tract in largemouth bass cell/mm

2.2.5 腸道

大口黑鱸的腸道分布黏液細胞，且從前腸到后腸黏液細胞密度逐漸增多。黏液細胞含4種類型（圖1m～o）。前腸的黏液細胞Ⅲ型最多，Ⅰ型最少，僅為Ⅲ型黏液細胞的17.2%，且Ⅲ型和Ⅳ型黏液細胞較多，因此前腸偏酸性和偏中性的黏液細胞居多。中腸和后腸的黏液細胞Ⅳ型最多，Ⅰ型黏液細胞密度最少，分別為Ⅳ型黏液細胞的15.8%和9.5%。中腸和后腸的黏液細胞Ⅱ型和Ⅳ型較多，說明中腸和后腸以酸性和偏酸性的黏液細胞居多。

3 討論

大口黑鱸以小魚、小蝦、水生昆蟲幼蟲、底棲動物為食。其消化系統(tǒng)的形態(tài)組織學(xué)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出與消化生理相適應(yīng)的特點。消化道由口咽腔、食道、胃、幽門盲囊和腸道組成?？谘是缓褪车郎掀閺?fù)層上皮，黏液細胞多層分布，分泌的黏液可對食物起到潤滑作用，保護上皮細胞免受機械損傷，同時黏液中的水解酶可防治病原微生物入侵[13]。大口黑鱸的食道的皺襞發(fā)達，長且寬，同時含有次級褶皺，這種結(jié)構(gòu)能夠使其黏膜的表面積增加，增強其擴張能力，便于吞咽，這與大刺鰍（Mastacembelue armatus）[14]的研究結(jié)果相一致。食道與胃交界處不明顯，逐漸過渡到胃區(qū)，黏膜層皺襞的復(fù)層扁平上皮轉(zhuǎn)變?yōu)閱螌又鶢钌掀?，未見杯狀細胞，從而由食道的潤滑功能變?yōu)槲傅南δ躘15]。

幽門盲囊是魚類特有的消化器官，其實質(zhì)是腸道分支，是魚類為了增加腸道表面積所進化的適應(yīng)性結(jié)構(gòu)[16]。一些魚類的幽門盲囊中還存在活性較強的消化酶[17]。本研究發(fā)現(xiàn)大口黑鱸的幽門盲囊皺襞結(jié)構(gòu)與腸道相似，并且其管狀的盲囊數(shù)比較多，約為23個，因此我們推測大口黑鱸的幽門盲囊在食物的消化吸收上占據(jù)重要地位。而不同魚類幽門盲囊個數(shù)存在差異，如銀鯧（Pampus argenteus）約60個，牙鲆（Paralichthys olivaceus）僅含 4 個[18]。對許氏平 鮋 （Sebastes schlegelii）的研究表明，幽門盲囊分布豐富的堿性磷酸酶[19]；一般將堿性磷酸酶活性作為脂類吸收強弱的指示物，且酶活性與脂類的吸收呈正相關(guān)[20]，因此，幽門盲囊數(shù)目與脂類的吸收密切相關(guān)，這可能為以后大口黑鱸人工配合飼料的研制提供基礎(chǔ)資料。

黏液細胞是一種多功能細胞。魚類消化道不同部位的黏液細胞密度和黏液的化學(xué)成分有明顯區(qū)別，且這種差異與其行使的生理功能密切相關(guān)[2]。該研究采用AB-PAS法染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)整個消化道（除胃外）均分布含有中性、酸性、偏中性和偏酸性黏多糖的黏液細胞。腸道對物質(zhì)的消化吸收與黏膜表面結(jié)構(gòu)和腸道分泌能力有關(guān)[21]。大口黑鱸的前腸皺襞密集而細長，與中腸和后腸差異顯著，這將更有利于食物的消化和吸收，且該部位以偏中性黏液細胞最多，中性黏液物質(zhì)可與酶消化相協(xié)作起到將食物轉(zhuǎn)變?yōu)槭趁拥淖饔?，具有消化吸收功能[7]，因此，大口黑鱸前腸很可能是消化主要部位。較前腸和中腸而言，大口黑鱸后腸的黏液細胞密度最大，且以偏酸性黏液細胞為主，而酸性黏液細胞具有潤滑作用，因此其后腸能夠分泌較多酸性黏液，便于食物團通過和糞便的排出[5]。大口黑鱸的胃較為特殊，僅見中性黏液細胞，與褐牙鲆（Paralichthys olivaceus）[22]和花鱸（Lateolabrax japonicus）[23]胃僅分布中性黏液細胞的研究一致。胃的中性黏液細胞具有調(diào)節(jié)其pH的功能，且中性黏液細胞常與堿性磷酸酶共存，不僅發(fā)揮其消化功能[2]，還能防止胃酸和胃蛋白酶對上皮細胞的侵蝕[24]。但也有研究顯示，胃中黏液細胞不止上述一種類型，如黃鰭鯛（Sparus latus）的胃不僅分布中性黏液細胞還分布酸性黏液細胞[25]。因此，不同魚類胃的黏液細胞類型具有差異性。

4 結(jié)論

大口黑鱸的消化道由口咽腔、食道、胃、幽門盲囊和腸道組成，且腸道和幽門盲囊的管道從前至后直徑和皺襞數(shù)目顯著減?。≒＜0.05）。大口黑鱸消化道各個部位均有黏液細胞分布，主要分布在上皮組織中；不同部位黏液細胞類型不同，數(shù)量也存在差異，整個消化道除胃外（僅含有Ⅰ型）均含有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型的黏液細胞，食道和前腸中Ⅲ型黏液細胞數(shù)量最多，而口咽腔、中腸和后腸，則Ⅳ型黏液細胞數(shù)量最多。