蒽對脊尾白蝦存活、免疫和能量分配的影響

鄒易恒 李威 吳越 孟祥實 王興強(qiáng) 曹梅 孫美超

摘 要：以脊尾白蝦（Exopalaemon carinicauda）為試驗對象，探討了蒽對脊尾白蝦存活、免疫和能量分配的影響。將同一批親蝦繁殖的幼蝦放在試驗室暫養(yǎng)7 d，挑選健康活潑和規(guī)格相似的幼蝦作為試驗對象，推算蒽對脊尾白蝦的半致死濃度和安全濃度。試驗設(shè)置8個濃度梯度，每個處理設(shè)3個重復(fù)。在試驗過程中，每個水族箱加入5只白蝦，經(jīng)試驗計算蒽對脊尾白蝦24、48、72和96 h半致死濃度分別為21.53、16.31、11.76和9.06 mg/L，安全濃度為2.81 mg/L。在安全濃度下脅迫192 h，測定血清酚氧化酶和超氧化物歧化酶的活性，發(fā)現(xiàn)蒽對脊尾白蝦免疫有著一定程度的抑制作用。隨后在安全濃度下試驗21 d，設(shè)兩個處理，每個處理設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)投放10只白蝦，待試驗結(jié)束后，選取白蝦的肌肉部分進(jìn)行能量分配測定，計算出蛋白含量、脂肪含量、糖元含量和肌肉的總能量儲備以及對應(yīng)能量分配的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對照組與處理組總能量儲備相差240.67 mJ·mg-1（濕重），能量消耗相差252 mJ·mg-1（濕重），細(xì)胞能量分配相差11.33 mJ·mg-1·h-1（濕重）。以上結(jié)果表明，蒽明顯影響脊尾白蝦的存活、免疫和代謝。

關(guān)鍵詞：蒽;脊尾白蝦（Exopalaemon carinicauda）;半致死濃度;安全濃度;免疫;能量分配

中圖分類號：S949

蒽又稱綠油腦，分子式C14H10或C6H4（CH）2C6H4，分子量178.22。蒽是無色片狀或白色片狀結(jié)晶，具有半導(dǎo)體的性質(zhì)，有藍(lán)色熒光，熔點216 ℃，沸點340 ℃，相對密度1.25（27/4 ℃），1.252（25/4 ℃），閃點（閉口）121.11 ℃，自燃點472 ℃，粘度（222.3 ℃）50.1 mPa·s，折射率1.594 8，不溶于水，難溶于乙醇和乙醚，而能溶于苯、氯仿和二硫化碳等有機(jī)溶劑。蒽的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，暴露在空氣中，在陽光的照射下容易發(fā)生氧化反應(yīng)，略微加熱就會發(fā)生升華。蒽的粉塵與空氣混合可以引起爆炸，爆炸極限為5.04 g/m3。蒽純品基本上無毒，但工業(yè)品因含有雜質(zhì)，故加大了其毒性。由于蒽的蒸氣壓很低，所以一般吸入蒽中毒的可能非常小。蒽對皮膚和黏膜具有一定刺激性，容易引起皮膚炎癥。蒽由于對環(huán)境有危害，屬于有機(jī)污染物，已被各國列為水質(zhì)檢測的必測指標(biāo)之一[1-5]。

脊尾白蝦（Exopalaemon carinicauda）是一種中型的蝦類，體長5～10 cm，體色透明，有藍(lán)色或紅色小斑點，死后呈白色，所以被稱作白蝦。脊尾白蝦額角的側(cè)邊扁且細(xì)長，隆起、雞冠狀。脊尾白蝦腹部不大，它的第一節(jié)側(cè)甲在里，而第二節(jié)側(cè)甲在外。脊尾白蝦普遍分布在岸邊或者河口，一般都在淺?；蛘叩痈浇＜刮舶孜r對環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)，在水溫2～35 ℃內(nèi)均可成活，即便水溫到了零下3 ℃也能存活。在冬天低溫時，有鉆洞冬眠的習(xí)性，喜好群居。脊尾白蝦對鹽度的適應(yīng)范圍較大，咸淡水最為適宜生長，它能適應(yīng)的鹽度范圍在3.87‰～30.00‰。在低氧上，脊尾白蝦的耐受能力很差，它在溶氧1 mg/L的水環(huán)境中會因缺氧窒息死亡。脊尾白蝦屬于雜食性蝦類，它的食性非常雜，范圍廣。在其幼仔蝦階段，吃食浮游植物和有機(jī)碎屑，待其到了成蝦，開始吃食浮游動物。投喂動物性飼料或者人工配合飼料較投喂植物性飼料而言，可以大大提高脊尾白蝦的生長速度[6-11]。

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，海洋環(huán)境問題也日益嚴(yán)峻，環(huán)境污染帶來的問題直接降低了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)量，對我國養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大打擊。另外，全球范圍內(nèi)都越來越嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題，也因為其威脅著人類的健康而受到社會各界的廣泛關(guān)注。在環(huán)境中蒽總體的量雖然相對其他污染物較少，但是由于它在環(huán)境中的分布極廣，并且致癌性極強(qiáng)，所以仍然可通過多種途徑對人體造成危害。關(guān)于蒽對脊尾白蝦毒性的研究，目前還沒有報道。鑒于此，本文探討了蒽對脊尾白蝦存活和能量分配的影響，以期為脊尾白蝦的生態(tài)養(yǎng)殖提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗用脊尾白蝦是大板橋育苗基地培育的親蝦所繁殖幼蝦，放在試驗室暫養(yǎng)7 d，每24 h換1次水，每次換1/3～1/2，并喂2次食。挑選出健康活潑、規(guī)格相似的白蝦作為試驗對象，放入事先準(zhǔn)備好的規(guī)格50 cm×30 cm×30 cm的水族箱中，一共設(shè)置8個濃度，每個處理設(shè)3個重復(fù)，每組水族箱內(nèi)蒽的濃度分別為0、6、9、12、15、18、21、24 mg/L。在每個水族箱中放入5只健康的脊尾白蝦，并對其進(jìn)行96 h的觀察并記錄。在安全濃度下脅迫192 h，一共設(shè)置2個處理，每個處理設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)放養(yǎng)60尾白蝦，分別在0、3、6、12、24、48、96和192 h按照血淋巴與抗凝劑1：2的比例抽取2～3尾白蝦血液測定酶活。在安全濃度下試驗21 d，兩個處理，每個處理設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)投放10尾白蝦，試驗結(jié)束后選取白蝦的肌肉部分，測定和計算能量代謝數(shù)據(jù)。

表2表明，在進(jìn)行實驗觀察后0～3 h之間，由于觸發(fā)了免疫反應(yīng)，所以血清酚氧化酶的活性增強(qiáng);但是隨著時間的推移酶的活性越來越低，在96 h后達(dá)到最低，最后趨于穩(wěn)定。超氧化物歧化酶的活性在0～6 h內(nèi)是呈增加的，直到12 h時才出現(xiàn)明顯下降達(dá)到最低，為187.76 U/mg，隨后在24 h時再次有小幅度上升后，達(dá)到初始SOD的活性。在48 h時SOD活性再次下降，并穩(wěn)定在212 U/mg左右，最終趨于穩(wěn)定水平。

21 d安全濃度的脅迫試驗發(fā)現(xiàn)，白蝦的存活率呈現(xiàn)下降的趨勢（圖1），且試驗結(jié)束時對照組白蝦體重最大。經(jīng)過21 d的試驗處理，對照組與處理組Delta Er（總能量儲備）相差240.67 mJ·mg-1（濕重），Delta Ec（能量消耗）相差252 mJ·mg-1·h-1（濕重），CEA（細(xì)胞能量分配）相差11.33 mJ·mg-1·h-1（濕重），見表3和表4。

3 討論

脊尾白蝦目前在我國的養(yǎng)殖面積非常大，同時也是我國特有的3種經(jīng)濟(jì)蝦類之一。近年來，隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，海洋環(huán)境問題也日益嚴(yán)峻，環(huán)境污染帶來的問題也對人類構(gòu)成了巨大的威脅，同時給我國養(yǎng)殖業(yè)帶來較大影響。蒽屬于多環(huán)芳烴，它是全球有機(jī)污染物，存在于空氣、水和土壤等各個介質(zhì)中。如今多環(huán)芳烴已經(jīng)成為要優(yōu)先處理的有機(jī)污染物，所以對多環(huán)芳烴的研究刻不容緩。近些年，我國的一些研究人員對此類有機(jī)污染物對水生生物的毒性做了一些研究，雖然我們起步較晚，但也同樣有了很深刻的認(rèn)識[3-5]。蒽在生活中應(yīng)用非常廣泛，它是染料的原材料，同時也能合成除草劑。它活潑的化學(xué)性質(zhì)使其成為其它一些復(fù)雜多環(huán)芳烴的母體。蒽普遍存在于自然界的水體中，因為它的毒性會對水生生物的生長發(fā)育造成影響，已被列為環(huán)境監(jiān)測的必須監(jiān)測項目之一。蒽的毒性作用主要表現(xiàn)在能在光促的情況下，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的自由基，會破壞細(xì)胞膜。它還可以降解產(chǎn)生中間產(chǎn)物，再通過共價鍵和細(xì)胞中的大分子結(jié)合。在這次的試驗過程中，我們不斷深入探尋蒽這類有機(jī)污染物對脊尾白蝦能量代謝所造成的影響，發(fā)現(xiàn)蒽明顯影響脊尾白蝦的存活和代謝（表1-表3，圖1-圖2）。

細(xì)胞能量分配可以把生物體的能量消耗（電子傳遞活性）和能量儲備（蛋白質(zhì)、脂肪和糖原儲備）整合成一個總的脅迫指標(biāo)，可以用來測定海洋生物在脅迫過程中能量收支的變化。甲殼動物的體成分主要是蛋白質(zhì)、脂肪和糖原，通過蛋白質(zhì)、脂肪和糖原等的能量換算可以計算出甲殼動物的蛋白、脂肪、糖原及其總的能量儲備，其數(shù)值的變化可以反應(yīng)出體內(nèi)蛋白質(zhì)、脂肪和糖原的供能情況。甲殼動物主要營有氧呼吸，其電子呼吸鏈（ETS）活性可以間接反映其能量消耗情況。通過計算能量儲備和能量消耗的差值或比值，可以將甲殼動物的能量儲備和能量消耗整合成一個數(shù)值，從而能更靈敏地反映出甲殼動物在脅迫條件下能量收支的變化[13-14]。本研究中，細(xì)胞能量分配有一定的變化，但幅度較小，可能與在安全濃度下脅迫有關(guān)（表4）。蒽在環(huán)境中的量不多，但是它分布極廣，且不容易降解，因此仍然可以對生物體造成多種危害。盡管目前已經(jīng)找到了清除蒽的最有效的手段-微生物修復(fù)，但是這一技術(shù)想要應(yīng)用于實際，還需要克服多種因素的限制。研究蒽對脊尾白蝦的毒性影響，科學(xué)準(zhǔn)確評估蒽污染，對保護(hù)脊尾白蝦的生存以及養(yǎng)殖環(huán)境的管理有著重要的意義，還可以為環(huán)境的污染提供早期的預(yù)警。

4 結(jié)論

本文以脊尾白蝦為試驗對象，探討了蒽對脊尾白蝦存活和能量分配的影響，發(fā)現(xiàn)蒽對脊尾白蝦的24、48、72和96 h半致死濃度分別為21.53、16.31、11.76和9.06 mg/L，安全濃度為2.81 mg/L。在進(jìn)行酶活性測定的實驗中，血清酚氧化酶的活性增強(qiáng)，在3 h時達(dá)到最高，為0.023 U/min，但是隨著時間的推移酶的活性越來越低，在96 h后達(dá)到最低，并趨于穩(wěn)定。超氧化物歧化酶的活性在0～6 h內(nèi)是呈增加的，直到12 h時才出現(xiàn)明顯下降，為187.76 U/mg，隨后在24 h時再次有小幅度上升后。在48 h時SOD活性再次下降，并穩(wěn)定在212 U/mg左右，最終趨于穩(wěn)定水平。在安全濃度下試驗21 d，發(fā)現(xiàn)對照組與處理組總能量儲備相差240.67 mJ·mg-1（濕重），能量消耗相差252 mJ·mg-1·h-1（濕重），細(xì)胞能量分配相差11.33 mJ·mg-1·h-1（濕重），表明蒽明顯影響脊尾白蝦的存活和代謝。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周瑤，鮑翠玉，李晶.蒽環(huán)類藥物相關(guān)心臟毒性的發(fā)病機(jī)制及治療研究進(jìn)展[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報（醫(yī)學(xué)版），2019，33（06）：547-549.

[2] 劉楠，王傲，白彥萍.高劑量7，12-二甲基苯并[a]蒽誘發(fā)的小鼠皮膚鱗狀細(xì)胞癌模型建立及評價[J].海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2020，26（02）：92-96.

[3] 吳春雷，豐誠杰，莊大衛(wèi)，等.Cu（OTf）2催化螺環(huán)吲哚氧雜蒽三酮類衍生物的合成[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)），2019，39（3）：73-79.

[4] 喬雪，李士猛，楊紅梅.紫杉醇或吉西他濱聯(lián)合順鉑治療蒽環(huán)類耐藥晚期乳腺癌患者臨床療效及安全性觀察[J].中國腫瘤臨床與康復(fù)，2019，26（12）：1478-1481.

[5] 林滔.不同劑量蒽環(huán)類藥物對乳腺癌術(shù)前化療臨床療效分析體會[J].中國醫(yī)藥科學(xué)，2019，9（23）：48-50.

[6] 李志輝，王玉，李光光，等.溫度和鹽度對脊尾白蝦生長和非特異性免疫的影響[J].海洋湖沼通報，2019（06）：78-82.

[7] 解延年，李法君.地下鹵水養(yǎng)殖脊尾白蝦技術(shù)探索[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2019（20）：144-145.

[8] 馬杭柯，李志輝，賴曉芳，等.不同生物絮團(tuán)對脊尾白蝦高密度養(yǎng)殖水體氨氮的影響[J].水生態(tài)學(xué)雜志，2019，40（05）：68-72.

[9] 仲崇虎，王夢杰，魏星，等.磺胺二甲嘧啶對脊尾白蝦抗氧化酶活性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（15）：205-207.

[10] 陳實，吳旭干，楊豐，等.配合飼料和傳統(tǒng)餌料養(yǎng)殖脊尾白蝦氣味品質(zhì)的比較[J].食品工業(yè)科技，2020，41（01）：189-194+200.

[11] 馬鴻梅，王興強(qiáng)，曹梅，等.脊尾白蝦養(yǎng)殖研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（16）：171-172+175.

[12] 葉建生，閻斌倫，王興強(qiáng).中草藥制劑對凡納濱對蝦非特異性免疫的影響[J].揚州大學(xué)學(xué)報（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2018，39（1）：25-30.

[13] Wang Xingqiang， Wang Lingling， Yao Chen，et al. Alternation of immune parameters and cellular energy allocation of Chlamys farreri under ammonia-N exposure and Vibrio anguillarum challenge[J]. Fish & Shellfish Immunology，2012，32：741-749.

[14] Wang Xingqiang， Wang Lingling， Zhang Huan，et al. Immune response and energy metabolism of Chlamys farreri under Vibrio anguillarum challenge and high temperature exposure[J]. Fish & Shellfish Immunology，2012，33：1016-1026.

Abstract：The effect of anthracene on the survival， immunity and energy allocation of the shrimp Exopalaemon carincauda were studied using anthracene as experimental reagents. E. carincauda were obtained from the same shrimp breeding individuals. The shrimp were cultured in the laboratory for 7 d. The healthy and lively similar shrimps were choosed as the experimental object， determining anthracene lethal and safe concentration. In the experiment， 8 concentration gradients were set up. Each experiment group was set up with three replicates， each aquarium with 5 shrimps. The survival were recorded at 24， 48， 72 and 96 h， calculating the half lethal concentration and safe concentration. The results showed that the anthracene 24 h half lethal concentration was 21.53 mg/L， 48 h half lethal concentration was 16.31 mg/L， 72 h half lethal concentration was 11.76 mg/L， 96 h half lethal concentration was 9.06 mg/L， the safe concentration was 2.81 mg/L. The activity of serum phenol oxidase and superoxide dismutase was determined under the safe concentrations and it was found that the immunity of E. carinicauda was inhibited. Then， the experiments were conducted at a safe concentration for 21 d， three replicates per treatment， and 10 prawns at each replicate. At the end of the experiment， the muscle sections of the white shrimp were selected for energy allocation determination， calculating the total reserves of protein content， fat content， glycogen content and the corresponding changes of energy allocation. Between the control group and the treatment group， total energy reserve difference was 240.67 mJ·mgww-1， energy consumption difference 252 mJ·mgww-1·h-1， cell energy allocation difference 11.33 mJ·mgww-1·h-1， indicating that anthracene obviously affected the survival， immunity and metabolism of E. carincauda.

Key words：anthracene; Exopalaemon carincauda; half lethal concentration; safe concentration; immunity; energy allocation

（收稿日期：2020-02-29）