麋鹿小腸的組織學(xué)觀察

郭青云,白加德,單云芳,王麗斌,李俊芳,劉 田,鐘震宇

(北京麋鹿生態(tài)實(shí)驗(yàn)中心,北京 大興 100076)

麋鹿(Elaphurus davidianus)是我國(guó)特有的鹿科動(dòng)物,在我國(guó)曾經(jīng)滅絕,經(jīng)重引進(jìn)后其種群數(shù)量明顯增長(zhǎng)。腸道是動(dòng)物消化和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要部位,其功能與機(jī)體健康息息相關(guān)。麋鹿最常見(jiàn)的疾病為出血性腸炎,此病發(fā)病急,病死率高,主要病理表現(xiàn)為小腸黏膜彌漫性出血等[1]。由于麋鹿是我國(guó)一級(jí)保護(hù)動(dòng)物的特殊性,杜炎炎等報(bào)道了麋鹿空腸、盲腸、結(jié)腸及直腸的組織結(jié)構(gòu)[2],但十二指腸和回腸的結(jié)構(gòu)未見(jiàn)報(bào)道,因此,本試驗(yàn)麋鹿通過(guò)組織學(xué)方法系統(tǒng)地研究了麋鹿小腸的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以期為鹿科動(dòng)物腸道疾病的診斷、防治和相關(guān)研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及材料采集 北京麋鹿生態(tài)實(shí)驗(yàn)中心的死亡1 歲麋鹿,取其十二指腸、空腸、回腸浸入甲醛固定。

1.2 試驗(yàn)方法 各段腸道組織經(jīng)脫水、透明,石蠟包埋,制作5 μm 厚切片,H.E.染色,Zeiss 顯微鏡下觀察麋鹿小腸腸壁結(jié)構(gòu)。每段小腸各取5 張不連續(xù)切片,每張切片選6 個(gè)視野,拍照,應(yīng)用Image-Pro Plus 6.0 圖像分析系統(tǒng)測(cè)量小腸各段的黏膜厚度、絨毛高度(Villus height)(腸絨毛基部到絨毛頂端為準(zhǔn))、隱窩深度(Crypt depth),其中腸絨毛以每張切片上最長(zhǎng)的5 根為準(zhǔn)。

1.3 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,用SPSS 22 軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),使用Duncan 法進(jìn)行兩兩比較,P＜0.05 為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 麋鹿小腸的組織形態(tài)結(jié)構(gòu) 經(jīng)H.E.染色后,在顯微鏡下可見(jiàn)麋鹿十二指腸、空腸和回腸腸壁由內(nèi)向外分為黏膜層、黏膜下層、肌層和漿膜層(見(jiàn)中插彩版圖1)?？漳c黏膜和部分黏膜下層向腸腔隆起形成環(huán)形皺襞。黏膜層由內(nèi)向外分為黏膜上皮、固有層和黏膜肌層,黏膜上皮和固有層向腸腔內(nèi)突起形成腸絨毛,上皮下陷至固有層形成腸隱窩,且腸絨毛在十二指腸和空腸高而密集,靠近回腸端則短而疏(見(jiàn)中插彩版圖1)。黏膜下層含有腸腺、血管和結(jié)締組織。肌層分為明顯的兩層,包括內(nèi)層的環(huán)形肌和外層的縱形肌,環(huán)形肌相對(duì)較厚。漿膜為結(jié)締組織膜。

圖1 麋鹿十二指腸(A)、空腸(B)和回腸(C)的組織學(xué)結(jié)構(gòu)

2.2 小腸黏膜變化 經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),麋鹿十二指腸黏膜厚度比空腸高1.92%(P＞0.05),比回腸高9.65%(P＜0.05),其中空腸黏膜厚度比回腸高7.58%(P＜0.05)(見(jiàn)圖2A)。

麋鹿小腸的絨毛高度和隱窩深度從十二指腸到回腸均逐漸降低(見(jiàn)圖2B、2C)。十二指腸和空腸的絨毛高度分別比回腸高46.26%(P＜0.05)和40.95%(P＜0.05),而回腸的隱窩深度比十二指腸低32.89%(P＜0.05),比空腸低19.17%(P＜0.05)。十二指腸與空腸間絨毛高度和隱窩深度均差異不顯著(P＞0.05)。從十二指腸到回腸絨毛高度/隱窩深度(V/C)的比值呈倒“V”型趨勢(shì)(見(jiàn)圖2D),但不同腸段間絨毛高度/隱窩深度的比值均差異不顯著(P＞0.05)。

圖2 麋鹿十二指腸、空腸和回腸的黏膜厚度(A)、絨毛高度(B)、隱窩深度(C)及絨毛高度/隱窩深度(V/C)比值(D)

3 討論

麋鹿是我國(guó)一級(jí)保護(hù)動(dòng)物,自重引進(jìn)以來(lái),其種群擴(kuò)大長(zhǎng)期受腸道疾病的困擾,尤其是1996 年和1999 年暴發(fā)的出血性腸炎對(duì)其造成了極大的危害[1],因此,研究麋鹿腸道的組織結(jié)構(gòu)非常重要。本試驗(yàn)所用麋鹿死亡前精神沉郁、消瘦,死亡后剖檢發(fā)現(xiàn)肺輕度出血,肝臟輕度萎縮,并在消化道發(fā)現(xiàn)寄生蟲(chóng)蟲(chóng)卵,但僅在空腸黏膜發(fā)現(xiàn)少量出血點(diǎn),其他腸段無(wú)明顯肉眼可見(jiàn)病變。顯微鏡下可觀察到腸道黏膜上皮細(xì)胞有輕微脫落,但麋鹿小腸結(jié)構(gòu)仍清晰。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)麋鹿小腸的腸壁由內(nèi)向外依次為黏膜層、黏膜下層、肌層和漿膜層構(gòu)成,這與麋鹿空腸、盲腸、結(jié)腸和直腸的報(bào)道一致[2],也與雞、豬、牛、羊、羊駝等動(dòng)物的腸壁結(jié)構(gòu)相同[3-5]。

良好的黏膜結(jié)構(gòu)是保證小腸發(fā)揮消化和吸收功能的生理基礎(chǔ),同時(shí)也是腸黏膜機(jī)械屏障的重要組成部分,其完整性對(duì)防止腸道細(xì)菌移位起著重要作用。小腸黏膜厚度與小腸的節(jié)律性收縮和食糜的機(jī)械消化密切相關(guān),因此,黏膜厚度直接影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程[7-8]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),麋鹿十二指腸的黏膜最厚,回腸最薄。而1 日齡、30 日齡、180 日齡及成年牦牛和黃牛則是空腸的黏膜最厚,十二指腸黏膜最薄[5]。

小腸黏膜上皮和固有層形成的腸絨毛使黏膜表面積增加,其發(fā)育狀況在很大程度上決定了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用效率。試驗(yàn)表明,絨毛高度下降或形狀變化均會(huì)影響腸絨毛消化吸收面積和單位面積內(nèi)腸上皮細(xì)胞的數(shù)量,從而降低機(jī)體消化吸收的能力,導(dǎo)致動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育受阻[3,9-10]。而隱窩深度的變化在功能上也能影響機(jī)體的消化吸收機(jī)能。絨毛高度與隱窩深度的比值(V/C)能綜合反應(yīng)出小腸的功能狀態(tài),該比值下降,表示小腸的消化吸收能力下降,常伴隨腹瀉發(fā)生;該比值上升,表示其消化吸收功能增強(qiáng),腹瀉率下降,生長(zhǎng)發(fā)育加快[3,10]。本試驗(yàn)顯示,十二指腸和空腸的絨毛高度和隱窩深度明顯高于回腸,但V/C 比值在不同腸段間差異不顯著。而成年牦牛和黃牛均是空腸絨毛高度和V/C 比值顯著大于十二指腸和回腸,隱窩深度從十二指腸到回腸差異不顯著;成年羊駝的絨毛高度和V/C 比值則是十二指腸和空腸顯著高于回腸,隱窩深度差異不顯著[5-6]。造成這些結(jié)果差異的原因可能有三點(diǎn)：一是動(dòng)物種類(lèi)不同;二是動(dòng)物所處的生活環(huán)境、飼養(yǎng)管理等多方面因素;三是該麋鹿腸道內(nèi)存在大量蟲(chóng)卵,寄生蟲(chóng)感染使腸黏膜上皮細(xì)胞脫落。

除消化和吸收功能外,腸道黏膜內(nèi)還有大量的免疫相關(guān)細(xì)胞,如上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞、杯狀細(xì)胞等,他們對(duì)抗感染及外來(lái)抗原的免疫應(yīng)答等具有重要作用,是腸黏膜免疫系統(tǒng)的重要防御屏障。研究發(fā)現(xiàn),CD11c 特異性缺失IL-10R α小鼠的小腸隱窩增生,上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞和固有層T 細(xì)胞數(shù)量增加并伴隨著T 細(xì)胞分泌的IFN γ和IL-17A 水平升高[11],肥大細(xì)胞參與了吲哚美辛誘導(dǎo)的大鼠腸炎[12],這表明這些免疫相關(guān)細(xì)胞的數(shù)量可以在一定程度上反映小腸局部黏膜免疫屏障的完整性及免疫防御功能的完善程度。斷奶應(yīng)激、飼料改變、飼養(yǎng)模式、疾病等都會(huì)影響腸道黏膜厚度、絨毛高度、隱窩深度和V/C 比值,從而影響動(dòng)物的健康。本試驗(yàn)所用麋鹿有寄生蟲(chóng)感染導(dǎo)致腸黏膜上皮細(xì)胞脫落,相應(yīng)地黏膜免疫相關(guān)細(xì)胞數(shù)量減少,從而造成機(jī)體免疫功能降低。

麋鹿目前在我國(guó)主要是半散養(yǎng)方式,其飼料變化受季節(jié)改變明顯,因此,隨著季節(jié)變化科學(xué)的改變麋鹿的飼料配比能使麋鹿平穩(wěn)地度過(guò)飼料改變給腸道帶來(lái)的應(yīng)激,進(jìn)一步深入地研究麋鹿腸道黏膜屏障對(duì)研究其消化道疾病及防控具有重要意義。