大鱗副泥鰍皮膚抗氧化酶活性的晝夜節(jié)律研究

孫述好，胡男，黃紫薇，潘雨佳，李應(yīng)東

(1.丹東市漁業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧丹東 118017；2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110866)

晝夜節(jié)律屬于生物節(jié)律的一種，也稱日節(jié)律，小到藍(lán)藻，大到人類，幾乎在所有生物體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，并調(diào)節(jié)睡眠、食物攝入、體溫、激素水平和許多其他生物過(guò)程[1]。晝夜節(jié)律對(duì)于控制生理和行為功能至關(guān)重要，使生物體能夠適應(yīng)和預(yù)測(cè)環(huán)境中的時(shí)間變化[2]。

抗氧化酶活性是動(dòng)物生理健康的重要指標(biāo)，反映了動(dòng)物抵抗外界環(huán)境的能力。在機(jī)體內(nèi)，丙二醛(MDA)是常用的細(xì)胞膜脂過(guò)氧化指標(biāo)，能造成各種酶和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的損傷[3]?？寡趸烙到y(tǒng)中，超氧化物歧化酶(SOD)是體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)，平衡體內(nèi)氧化和抗氧化作用。此外，過(guò)氧化氫酶(CAT)和還原型谷胱甘肽(GSH)等多種酶被動(dòng)員起來(lái)，以降低生物體對(duì)活性氧損傷作用的敏感性，它們共同作用于機(jī)體，使其免受自由基毒害。

大鱗副泥鰍(Paramisgurnusdabryanus)隸屬于鯉形目、鰍科、副泥鰍屬，為底棲小型魚類，是中國(guó)特種淡水養(yǎng)殖品種，具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、養(yǎng)殖周期短、營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)[4]。大鱗副泥鰍的皮膚是主要的抗氧化和呼吸組織。因此，該試驗(yàn)以大鱗副泥鰍為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探究其皮膚抗氧化酶活性的晝夜節(jié)律，以期為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用大鱗副泥鰍購(gòu)買于沈陽(yáng)市渾南區(qū)泥鰍養(yǎng)殖池塘，運(yùn)回沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行暫養(yǎng)?？寡趸富钚栽噭┖匈?gòu)買于南京建成生物工程研究所。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)開始前在養(yǎng)殖缸(300L)內(nèi)加入高錳酸鉀消毒，排凈后加入100L水，曝氣24hrs。選取300尾(5g±0.3g)體質(zhì)健康的大鱗副泥鰍，分別放入三個(gè)養(yǎng)殖桶中，每桶100尾，室內(nèi)自然光照條件下暫養(yǎng)10d，水溫16±0.5℃。暫養(yǎng)期間8:00時(shí)和17:00時(shí)各投喂1次，投喂量為總質(zhì)量的1%，投喂1h后換水25%。取樣前2d停止投喂。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

在24hrs內(nèi)每4hrs取樣一次(00: 00時(shí)，04: 00時(shí)，08: 00時(shí)，12: 00時(shí)，16: 00時(shí)和20: 00時(shí))，每次取樣每個(gè)養(yǎng)殖桶隨機(jī)取2尾，解剖后取皮膚組織，保存于-20℃冰箱待測(cè)。主要檢測(cè)皮膚組織中總抗氧化能力(T-AOC)、SOD、GST、GSH-Px、MDA和CAT。實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明進(jìn)行操作。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS26.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(One Way ANOVA)，所有分析的顯著性水平設(shè)定為P<0.05，數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。所有圖像均在Microsoft Excel中以散點(diǎn)圖的形式生成。

2 結(jié)果

結(jié)果顯示，大鱗副泥鰍的抗氧化酶活性呈現(xiàn)明顯的晝夜節(jié)律。其中T-SOD和GSH-Px在04: 00時(shí)出現(xiàn)峰值，顯著高于谷值(P<0.05)。GST和T-AOC在00: 00出現(xiàn)峰值，CAT在08: 00時(shí)出現(xiàn)峰值，顯著高于谷值(P<0.05)。同時(shí)，MDA的峰值出現(xiàn)在12: 00時(shí)，谷值出現(xiàn)在04: 00時(shí)，差異性顯著(P<0.05)。

注：每個(gè)時(shí)間點(diǎn)代表平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=5)。白色和黑色條分別表示白天和黑夜。NOTE：Each time point represents mean ±S.E.M. (n=5). White and black bars indicate day and night.圖1 皮膚組織抗氧化酶活性的晝夜節(jié)律Figure 1. Circadian rhythm of antioxidant enzyme activity in skin

3 討論與分析

水生生物通過(guò)內(nèi)部晝夜節(jié)律和外部環(huán)境周期的同步變化，調(diào)節(jié)內(nèi)分泌和代謝水平，從而適應(yīng)環(huán)境生存。皮膚作為大鱗副泥鰍防御體系的第一道屏障，在抗氧化防御體系中發(fā)揮著重要作用。在夜間，大鱗副泥鰍的各種抗氧化酶活性均有提高，說(shuō)明其在夜晚具有更高的抗氧化能力。眾所周知，光照是產(chǎn)生晝夜節(jié)律的重要因素。有報(bào)道指出，光照與魚類的生長(zhǎng)和生理狀態(tài)密切相關(guān)，如增重率、生長(zhǎng)率和抗氧化狀態(tài)[5-6]，這與該試驗(yàn)結(jié)果一致。此外，MDA在機(jī)體內(nèi)的含量過(guò)高會(huì)產(chǎn)生中毒反應(yīng)，甚至死亡。該試驗(yàn)中，皮膚MDA含量在光照后迅速升高，12:00時(shí)出現(xiàn)峰值。據(jù)此推測(cè)，這與物種的生活習(xí)性相關(guān)。大鱗副泥鰍生活在水體的底層，夜間是其活動(dòng)的高峰期，而長(zhǎng)時(shí)間暴露在明亮環(huán)境中會(huì)造成不必要的生理壓力，從而導(dǎo)致抗氧化酶活性降低。相類似的結(jié)果也在牛蛙和小龍蝦研究中有過(guò)報(bào)道[7-8]。

4 結(jié)論

該研究證實(shí)了大鱗副泥鰍皮膚組織的抗氧化酶活存在明顯晝夜節(jié)律變化，相比之下，夜間抗氧化能力顯著高于白天。后續(xù)研究會(huì)對(duì)大鱗副泥鰍皮膚抗氧化酶的周年節(jié)律變化進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)一步闡釋其節(jié)律變化情況。綜上所述，該研究結(jié)果豐富了大鱗副泥鰍的基礎(chǔ)生理學(xué)數(shù)據(jù)，也對(duì)未來(lái)的養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)。