溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎組織結(jié)構(gòu)及抗氧化酶活性的影響

陳付菊 趙宇田 付生云 李雪源

(1. 青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院, 西寧 810016; 2. 青海省裸鯉救助中心, 西寧 810003)

水體中溶解氧(Dissolved oxygen, DO)作為影響魚類生命活動的重要指標(biāo), 與魚類的生長[1]、生殖[2]和能量代謝[3]等生命活動密切相關(guān)。然而水體環(huán)境中的DO水平常隨地理位置、季節(jié)、水流狀態(tài)和水體環(huán)境等變化而呈現(xiàn)出一定的波動性(4.0—7.4 mg/L)[4]。當(dāng)水體中DO含量低于2.0 mg/L時, 魚會因低氧或缺氧表現(xiàn)出浮頭現(xiàn)象, 當(dāng)DO含量低于1.0 mg/L時, 魚會出現(xiàn)嚴(yán)重浮頭甚至因缺氧而致死[5]。缺氧會影響魚類生理機(jī)能和器官形態(tài)結(jié)構(gòu)[6], 而缺氧對其生理狀態(tài)和器官形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響與其體內(nèi)活性氧自由基(Reactive oxygen species, ROS)的累積密切相關(guān)。

線粒體被認(rèn)為是氧濃度感受器, 也是產(chǎn)生ROS的重要細(xì)胞器[7]。當(dāng)機(jī)體面臨急性或嚴(yán)峻缺氧時,細(xì)胞線粒體發(fā)生損傷, 線粒體蛋白質(zhì)合成受阻, 數(shù)目減少, 嵴消失, 氧化力下降, 進(jìn)而使線粒體產(chǎn)生過量的ROS[8], 過多的ROS會攻擊生物膜、蛋白質(zhì)和核酸, 導(dǎo)致DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的氧化損傷, 引發(fā)生物體生理機(jī)能改變、組織損傷及代謝紊亂等[9—11]。然而, 細(xì)胞內(nèi)存在ROS清除系統(tǒng)如超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase, GPX)和過氧化氫酶(Catalase, CAT)等能夠清除過量ROS使細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生與清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)[12]。研究表明, 在低氧環(huán)境下, 線粒體通過ROS信號間接激活低氧誘導(dǎo)因子(HIF)而介導(dǎo)機(jī)體對低氧的適應(yīng)[13]。因此, 以線粒體ROS為切入點(diǎn)研究細(xì)胞低氧響應(yīng)對揭示高原土著動物低氧適應(yīng)機(jī)制具有重要意義。

青海湖裸鯉(Gymnocypris przewalskii)作為青海湖中唯一的經(jīng)濟(jì)魚類, 在青海湖整個生態(tài)系統(tǒng)中居于核心地位。自20世紀(jì)60年代初至90年代末, 由于自然環(huán)境的破壞和人為過度的捕撈, 導(dǎo)致青海湖裸鯉資源急劇下降。自21世紀(jì)開始, 青海省通過封湖育漁、增殖放流和修設(shè)洄游通道等資源保護(hù)措施使其數(shù)量恢復(fù)至8800萬千克, 但與原始蘊(yùn)藏量的32萬噸仍有較大差距。2009年, 青海湖裸鯉在《中國物種紅色名錄》脊椎動物篇中被列為國家二級保護(hù)瀕危物種, 2010年被列為世界瀕危物種之一[14]。因此, 保護(hù)青海湖裸鯉資源具有非常重要的意義。

青海湖裸鯉長期生活在高海拔(3200 m)的低氧(溶解氧約6 mg/L)環(huán)境中, 對于環(huán)境溶解氧的波動表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐受能力[15], 是研究低氧耐受機(jī)制的理想動物模型。然而, 截至目前對青海湖裸鯉的研究主要集中在鹽度適應(yīng)特性[16—18]、繁殖特性[19]和腸道菌群[20,21]等方面, 而對其低氧耐受的研究較少見, 僅見低氧脅迫對青海湖裸鯉鰓組織結(jié)構(gòu)的影響[15]。

腎作為魚類的主要排泄器官, 在清除魚類體內(nèi)有害代謝產(chǎn)物過程中發(fā)揮重要的作用[22]。黃建盛等[23]和區(qū)又君等[24]發(fā)現(xiàn), 急性低氧脅迫會造成軍曹魚(Rachycentron canadum)和卵形鯧鲹(Trachinotus ovatus)腎損傷, 提示腎對低氧敏感。因此, 本研究以青海湖裸鯉體腎為研究對象, 通過研究青海湖裸鯉在低氧脅迫下體腎線粒體超微結(jié)構(gòu)及相關(guān)抗氧化酶活性的變化規(guī)律, 以期探討青海湖裸鯉低氧的適應(yīng)能力, 為青海湖裸鯉的資源保護(hù)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

性成熟的青海湖裸鯉取自青海湖黑馬河, 體長(24.11±0.12) cm, 體重(97.68±0.12) g。正式實驗前在室內(nèi)暫養(yǎng)1周, 暫養(yǎng)水溫(14.5±0.7)℃, 水體DO維持在(8.4±0.1) mg/L(自然水體中的DO值), 即本實驗中為常氧, 正式實驗前1天停止進(jìn)食。丙二醛(MDA)測定試劑盒(A003-1)、過氧化氫(H2O2)測定試劑盒(A064-1)、超氧化物歧化酶(SOD)測定試劑盒(A001-3)、谷胱甘肽過氧化物(GPX)測定試劑盒(A005-1)和總蛋白測定試劑盒(A045-2)均購自南京建成生物工程研究所; 組織線粒體分離試劑盒(C3606)、JC-1線粒體膜電位檢測試劑盒(C2006)、Bradford蛋白濃度試劑盒(P0006C)均購自中國碧云天生物公司; 詹納斯綠B(J8020)購自北京索萊寶科技有限公司; 氯仿、無水乙醇等均購自天津市富宇精細(xì)化工有限公司。

1.2 試驗設(shè)計

青海湖裸鯉中度和重度低氧脅迫均采用自制水族箱頂部覆蓋塑料膜, 水體充氮除氧方法而獲得。維持低氧期間, 利用AZ8402溶解氧測定儀定期監(jiān)控水體溶解氧濃度, 參見文獻(xiàn)[25]。

實驗魚分成3組, 重度低氧組、中度低氧組和常氧組, 每組設(shè)置3個平行, 每組20尾。重度低氧組在1h內(nèi)將DO從(8.4±0.1)降至(0.7±0.1) mg/L, 并維持24h; 中度低氧組在1h內(nèi)將DO從(8.4±0.1)降至(3.0±0.1) mg/L, 并維持24h; 常氧組用氧泵將水體DO維持在(8.4±0.1) mg/L。在低氧脅迫結(jié)束后, 分別在中度低氧24h及重度低氧8h和24h時, 將魚用適量MS-222溶液麻醉, 迅速解剖后取體腎(1對), 用生理鹽水沖洗, 取左側(cè)體腎并提取線粒體用于膜電位的檢測(8尾/組); 取右側(cè)前1/3體腎, 4%多聚甲醛緩沖液(pH=7.4)固定用于組織結(jié)構(gòu)的觀察(4尾/組); 取右側(cè)后1/3體腎, 2.5%戊二醛固定用于線粒體超微結(jié)構(gòu)的觀察(4尾/組); 取左側(cè)和右側(cè)結(jié)合處體腎, 儲存于液氮用于抗氧化酶活性的檢測(8尾/組)。

1.3 試驗方法

體腎組織顯微結(jié)構(gòu)的觀察用4%多聚甲醛固定后的體腎組織, 經(jīng)50%、75%、85%、95%和100%的梯度酒精逐級脫水后, 二甲苯透明, 石蠟包埋, 用切片機(jī)(Leica RM 2135)切6 μm厚連續(xù)切片, 脫蠟以及梯度乙醇脫水, 蘇木精-伊紅(HE)染色, 自來水返藍(lán)、 脫水、 透明、 封片, 光學(xué)顯微鏡下觀察。

線粒體超微結(jié)構(gòu)的觀察用2.5%戊二醛固定的體腎組織, 用0.1 mol/L磷酸緩沖液(pH=7.4)洗滌3次, 每次5min。1%四氧化鋨固定1h, 梯度酒精脫水, 環(huán)氧樹脂包埋, 定位、超薄切片, 經(jīng)醋酸鈾及檸檬酸鉛雙重染色, 透射電鏡下觀察、拍照, 并統(tǒng)計桿狀線粒體比例(桿狀線粒體數(shù)/圓形線粒體數(shù)×100%)。

體腎抗氧化酶活性的測定將液氮保存的腎臟組織冰上解凍, 稱量, 按重量體積比1∶9 (g/mL)向樣品中加入生理鹽水, 并振蕩混勻后4℃離心10min(2500 r/min), 取上清液, 保存于-80℃冰箱暫存, 用于檢測抗氧化指標(biāo)和蛋白濃度。

體腎線粒體的分離和線粒體膜電位的檢測按試劑盒說明進(jìn)行線粒體分離, 取新鮮體腎組織(90 mg), 于預(yù)冷離心管(1.5 mL)內(nèi)用剪刀剪碎后, 加入900 μL預(yù)冷的線粒體分離試劑A, 冰浴勻漿10次左右, 4℃離心5min(600 r/min), 將上清轉(zhuǎn)移到另一離心管中, 4℃離心(11000 r/min) 10min, 小心去除上清, 獲得沉淀物即線粒體, 用線粒體儲存液制備線粒體懸液并用Bradford蛋白濃度試劑盒檢測蛋白濃度和詹納斯綠B檢測線粒體活性。以上步驟均在冰上進(jìn)行, 且不超過1h。

根據(jù)線粒體膜電位檢測試劑盒說明書進(jìn)行線粒體膜電位的檢測, 在配置好的JC-1染色工作液中加入純化的線粒體, 用熒光酶標(biāo)儀檢測線粒體膜電位的變化, 并計算相對熒光強(qiáng)度。相對熒光強(qiáng)度=綠色熒光強(qiáng)度/紅色熒光強(qiáng)度。檢測JC-1單體時, 激發(fā)光波長490 nm, 發(fā)射光波長530 nm; 檢測JC-1聚合物時, 激發(fā)光波長525 nm, 發(fā)射光波長590 nm。

1.4 統(tǒng)計分析

結(jié)果均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SEM)表示,采用SPSS 17.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析, 不同時間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行Duncan檢驗進(jìn)行多重比較, 以P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎顯微結(jié)構(gòu)的影響

在光學(xué)顯微鏡下青海湖裸鯉體腎由腎小球、第一近曲小管、第二近曲小管、集合管和遠(yuǎn)曲小管組成。常氧組體腎顯微結(jié)構(gòu)正常, 腎小球和腎小管結(jié)構(gòu)完整。第一近曲小管上皮細(xì)胞呈單層柱狀,管腔小而不規(guī)則, 第二近曲小管上皮細(xì)胞呈單層柱狀, 管腔呈圓形, 集合管上皮細(xì)胞呈單層立方形, 管腔不規(guī)則, 遠(yuǎn)曲小管上皮細(xì)胞呈單層立方上皮, 管腔呈圓形, 管徑相對較大, 血管內(nèi)含有紅細(xì)胞(圖 1A)。重度低氧8h(圖 1B)和24h(圖 1C)及中度低氧24h(圖 1D)脅迫對腎小球、近曲小管、遠(yuǎn)曲小管及集合管結(jié)構(gòu)均沒有影響。

圖1 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎顯微結(jié)構(gòu)的影響Fig. 1 Effects of dissolve oxygen level on the body kidney microstructure of Gymnocypris przewalskii

2.2 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎線粒體超微結(jié)構(gòu)的影響

透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)青海湖裸鯉常氧組體腎腎小管上皮細(xì)胞線粒體多呈圓形和橢圓形, 偶見有桿狀線粒體, 內(nèi)有嵴, 線粒體膜完整(圖 2A); 重度低氧脅迫8h時線粒體多呈圓形和橢圓形, 偶見有細(xì)長的桿狀線粒體, 線粒體膜完整(圖 2B); 重度低氧脅迫24h時線粒體多呈桿狀和橢圓形, 線粒體膜和嵴完整(圖 2C); 中度低氧脅迫24h時線粒體多呈長桿狀,線粒體膜完整(圖 2D)。

圖2 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎線粒體超微結(jié)構(gòu)的影響Fig. 2 Effects of dissolve oxygen level on the body kidney mitochondrial ultrastructure of Gymnocypris przewalskii

通過統(tǒng)計桿狀線粒體比例后發(fā)現(xiàn), 重度低氧脅迫8h時體腎桿狀線粒體比例與常氧組差異不顯著(P＞0.05); 中度和重度低氧脅迫24h時體腎桿狀線粒體比例顯著增加(P＜0.05; 圖 3)。

圖3 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎桿狀線粒體比例的影響Fig. 3 Effects of dissolve oxygen level on proportion of rodshaped mitochondria in the body kidney of Gymnocypris przewalskii

2.3 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎線粒體膜電位的影響

由圖 4可見, 體腎線粒體綠色熒光與紅色熒光強(qiáng)度比值在重度低氧脅迫8h時升至最大(P＜0.05),24h時降低(P＜0.05), 但重度低氧8h和24h時其比值均高于常氧組(P＜0.05); 中度低氧24h時體腎線粒體綠色熒光與紅色熒光強(qiáng)度比值顯著高于常氧組(P＜0.05), 但與重度低氧24h時差異不顯著(P＞0.05)。這表明重度低氧脅迫使體腎線粒體膜電位呈先降低后增加的變化趨勢, 中度低氧使體腎線粒體膜電位降低。

圖4 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎線粒體膜電位的影響Fig. 4 Effects of dissolve oxygen level on the body kidney mitochondrial membrane potential of Gymnocypris przewalskii

2.4 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎抗氧化酶活性的影響

由圖 5可知, 體腎H2O2含量在重度低氧脅迫8h時最大(P＜0.05), 24h時降低(P＞0.05), 且重度低氧24h時其含量與常氧組間差異不顯著(P＞0.05); 中度低氧脅迫24h時H2O2含量升高, 但與常氧組間差異不顯著(P＞0.05; 圖 5A)。體腎MDA含量在重度低氧脅迫8h時最大(P＜0.05), 24h時降低(P＞0.05), 且重度低氧8h和24h時其含量均高于常氧組(P＜0.05); 中度低氧脅迫24h時MDA含量顯著高于常氧組(P＜0.05), 但與重度低氧8h和24h時差異不顯著(P＞0.05; 圖 5B)。

體腎SOD活性在重度低氧脅迫8h時最大(P＜0.05),24h時降低(P＞0.05), 且重度低氧8h和24h時其活性均高于常氧組(P＜0.05); 中度低氧脅迫24h時SOD活性與常氧組間差異不顯著(P＞0.05; 圖 5C)。體腎TAOC在重度低氧脅迫后持續(xù)增加, 且均高于常氧組(P＜0.05), 但重度低氧8h和24h間T-AOC差異不顯著(P＞0.05); 中度低氧脅迫24h時T-AOC顯著高于常氧組(P＜0.05; 圖 5D)。體腎GPX活性在重度低氧8h時最大, 24h時稍降低, 但重度低氧8h和24h時其活性均高于常氧組(P＜0.05); 中度低氧脅迫24h時GPX顯著高于常氧組(P＜0.05), 但與重度低氧8h和24h間其活性差異不顯著(P＞0.05; 圖 5E)。

圖5 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎H2O2 (A)、MDA (B)、SOD (C)、T-AOC (D)和GPX (E)活力的影響Fig. 5 Effects of dissolve oxygen level on H2O2 (A), MDA (B), SOD (C), T-AOC (D) and GPX (E) activities in the body kidney of Gymnocypris przewalskii

3 討論

3.1 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎顯微結(jié)構(gòu)的影響

魚類的窒息點(diǎn)可以反映魚類對DO的最低需求量。劉濟(jì)源等[16]研究顯示, 4齡性成熟青海湖裸鯉的窒息點(diǎn)為0.14—0.17 mg/L, 除鯽(Carassius auratus)的窒息點(diǎn)(0.11—0.13 mg/L)外, 其他鯉科魚類的窒息點(diǎn)均大于青海湖裸鯉。Matey等[15]研究顯示, 青海湖裸鯉在急性低氧(0.3±0.1 mg/L)可存活24h, 說明青海湖裸鯉具有很強(qiáng)的低氧耐受能力。本研究發(fā)現(xiàn), 青海湖裸鯉在低氧(0.3±0.1 mg/L)脅迫8h后其死亡率高達(dá)40%, 但在低氧(0.7±0.1 mg/L)脅迫8h后其死亡率降至15%以下, 低氧(3.0 mg/L)脅迫可存活數(shù)天。故本研究采用0.7 mg/L為重度低氧脅迫濃度, 3.0 mg/L為中度低氧脅迫濃度。

體腎作為魚類的主要排泄器官, 在清除魚類體內(nèi)有害代謝產(chǎn)物過程中發(fā)揮重要的作用[22]。黃建盛等[23]和區(qū)又君等[24]發(fā)現(xiàn), 急性低氧脅迫會造成軍曹魚(Rachycentron canadum)和卵形鯧鲹(Trachinotus ovatus)腎損傷, 使其機(jī)能紊亂。邵川等[26]研究顯示,慢性間歇性低氧可導(dǎo)致大鼠腎臟組織細(xì)胞水腫變性和超微結(jié)構(gòu)異常。戴玉等[27]研究顯示, 急性低壓缺氧導(dǎo)致大鼠腎臟功能和結(jié)構(gòu)造成損傷, 表明腎臟也是一個對缺氧十分敏感的器官, 很容易受到缺氧性損傷。組織和器官的結(jié)構(gòu)變化被認(rèn)為是病理損傷的最初表現(xiàn), 也是快速檢測生物機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)的方法之一[28]。在本研究中, 重度(0.7±0.1) mg/L和中度(3.0±0.1) mg/L低氧脅迫對青海湖裸鯉體腎組織結(jié)構(gòu)沒有影響, 表明重度和中度低氧并未造成體腎組織結(jié)構(gòu)的損傷。目前無低氧脅迫后魚類體腎組織結(jié)構(gòu)變化的參考對比文獻(xiàn), 本實驗室前期研究結(jié)果顯示, 重度低氧使肝細(xì)胞出現(xiàn)空泡化, 且隨低氧脅迫時間延長肝細(xì)胞空泡變性更嚴(yán)重, 且部分線粒體出現(xiàn)空泡化。作者認(rèn)為, 青海湖裸鯉長期生活在高海拔的低氧環(huán)境中, 經(jīng)過長期的自然適應(yīng), 對高原低氧水環(huán)境具有較強(qiáng)的耐受潛力, 但不同組織對低氧的耐受性及響應(yīng)時間可能不同。

3.2 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎線粒體超微結(jié)構(gòu)和膜電位的影響

線粒體是細(xì)胞利用氧并合成ATP的主要場所,對缺氧最敏感。缺氧可導(dǎo)致組織、細(xì)胞發(fā)生一系列結(jié)構(gòu)改變。研究顯示, 缺氧情況下最敏感的是線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)[29]。在本研究中, 重度和中度低氧脅迫對青海湖裸鯉體腎腎小管上皮細(xì)胞線粒體超微結(jié)構(gòu)沒有影響, 但低氧脅迫后線粒體形態(tài)以桿狀居多, 其原因不明。陳世喜等[30]認(rèn)為, 在低氧脅迫后,水體環(huán)境中的低DO水平將導(dǎo)致有氧呼吸水平下降,為提供足夠能量, 線粒體功能應(yīng)該增強(qiáng)。本研究中,低氧脅迫后桿狀線粒體的增多是否與增加其呼吸功能有關(guān)則有待進(jìn)一步研究探討。

線粒體氧的生成和利用首先通過線粒體呼吸鏈復(fù)合體形成跨內(nèi)膜兩側(cè)的膜電位, 后者通過復(fù)合體Ⅴ轉(zhuǎn)化為ATP。因而線粒體膜電位是衡量線粒體健康水平的重要標(biāo)準(zhǔn)[31]。在急性腎損傷時, 腎臟組織由于供氧不足, 從而使線粒體ROS清除能力顯著下降, 導(dǎo)致細(xì)胞和線粒體發(fā)生氧化應(yīng)激[32], 過量的ROS沉積可導(dǎo)致線粒體膜電位的喪失[33]。本研究中, 重度低氧脅迫8h時青海湖裸鯉體腎線粒體膜電位急劇降低, 24h時膜電位又升高。本試驗結(jié)果表明, 低氧脅迫下, 青海湖裸鯉體腎線粒體膜電位應(yīng)激性下降, 但隨著低氧脅迫時間的延長, 體腎線粒體膜電位逐漸升高, 可能與增加其呼吸功能有關(guān)。低氧脅迫后體腎線粒體膜電位的急劇降低可能與低氧應(yīng)激導(dǎo)致的體腎ROS增加有關(guān)。

3.3 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎組織氧化應(yīng)激水平的影響

機(jī)體受到低氧脅迫后線粒體內(nèi)ROS產(chǎn)生迅速增加, 而未被及時清除的過量ROS容易導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激損傷, 故線粒體內(nèi)ROS的水平能夠反映細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激水平, 但因ROS壽命短暫, 并且缺乏足夠敏感的技術(shù)直接檢測生物體內(nèi)的ROS, 通常通過檢測體內(nèi)H2O2含量來間接反映細(xì)胞發(fā)生脂質(zhì)過氧化的程度[34]。在本研究中, 體腎H2O2含量在重度低氧脅迫8h時顯著增加, 24h時降至正常水平, 表明水環(huán)境中DO驟然降低后對青海湖裸鯉產(chǎn)生脅迫,從而導(dǎo)致ROS大量產(chǎn)生, 裸鯉可通過自身調(diào)節(jié)能在24h內(nèi)使體腎ROS恢復(fù)到原來的水平。研究表明, 在低氧環(huán)境下, 線粒體通過ROS信號間接激活低氧誘導(dǎo)因子(HIF)而介導(dǎo)機(jī)體對低氧的適應(yīng)[13], 低氧脅迫后青海湖裸鯉ROS信號通路有待進(jìn)一步研究。

MDA是自由基和多不飽和脂肪酸反應(yīng)產(chǎn)生的環(huán)氧化合物, 可作為氧化的一個指標(biāo), 反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化程度[35]。在本研究中, 低氧脅迫使體腎組織MDA含量增加, 且隨低氧脅迫時間延長MDA含量呈降低趨勢。這與陳世喜等[30]對卵形鯧鲹(Trachinotus ovatus)幼魚肝的研究結(jié)果相似。本試驗結(jié)果表明,在低氧脅迫初期, 青海湖裸鯉體腎內(nèi)ROS應(yīng)激性增加, 從而使MDA含量升高, 但隨著低氧脅迫時間的延長, 體內(nèi)抗氧化酶持續(xù)清除ROS, 進(jìn)而使MDA含量降低, 從而避免低氧脅迫對體腎組織造成損傷,這與低氧脅迫并未造成青海湖裸鯉體腎組織結(jié)構(gòu)和線粒體超微結(jié)構(gòu)損傷的結(jié)果相吻合。

3.4 溶解氧水平對青海湖裸鯉體腎抗氧化能力的影響

過量ROS容易導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激損傷, 但線粒體內(nèi)存在ROS清除系統(tǒng)能夠清除過量的ROS, 從而避免ROS累積造成的機(jī)體損傷。SOD、GPX和TAOC是清除體內(nèi)多余自由基的重要抗氧化酶, 代表和反映機(jī)體抗氧化酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)的代償能力及機(jī)體自由基的代謝狀態(tài)[36]。在本研究中, 體腎中T-AOC和GPX在低氧脅迫后顯著增加, 這與賈秀琪等[37]對河川沙塘鱧(Odontobutis potamophila)腎的研究結(jié)果一致。本試驗結(jié)果表明, 當(dāng)裸鯉受到低氧脅迫時, 體腎中ROS應(yīng)激性增高, T-AOC和GPX響應(yīng)性增高以清除過多的ROS, 從而保護(hù)體腎免受ROS損傷。在本研究中, 重度低氧脅迫后體腎中SOD活性呈先增加后降低的趨勢, 中度低氧脅迫后SOD活性與常氧組差異不顯著。陳世喜等[30]研究發(fā)現(xiàn), 卵形鯧鲹(Trachinotus ovatus)幼魚肝組織SOD活性在急性低氧脅迫3h時最大, 后逐漸降低,8h和24h時降至正常水平, 這與本研究的變化趨勢相似。本試驗結(jié)果表明, 在低氧脅迫早期, 體腎中ROS含量應(yīng)激性增高, SOD活性響應(yīng)性增強(qiáng)以清除過多的ROS, 但隨著體腎內(nèi)ROS含量的降低,SOD活性也隨之降低。

綜上所述, 中度低氧(3.0±0.1) mg/L和重度低氧(0.7±0.1) mg/L脅迫引起青海湖裸鯉體腎組織發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng), 但并未造成體腎組織結(jié)構(gòu)和線粒體結(jié)構(gòu)的損傷, 低氧脅迫下體腎線粒體形態(tài)和抗氧化酶活性發(fā)生明顯變化, 推測體腎可能通過調(diào)整線粒體形態(tài)及相關(guān)抗氧化酶活性來更好地應(yīng)對溶氧變化。本研究為探討青海湖裸鯉裸鯉低氧適應(yīng)機(jī)制提供理論依據(jù)。