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摘要[目的]分析不同急性低温胁迫强度、胁迫持续时间下条纹锯鮨血清生化指标的变化,为其健康养殖和耐寒机制研究提供理论依据。[方法]以条纹锯鮨为研究对象,分别从暂养水温13 ℃急性胁迫到3、5、7 ℃,分析3个急性低温胁迫强度、不同胁迫时间(0、2、6、12、24、48 h)对条纹锯鮨血清生化指标的影响。[结果]Ⅰ、Ⅱ组谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)活性呈先升后降的趋势,各组碱性磷酸酶(ALP)活性均显著高于胁迫前(P<0.05);Ⅰ、Ⅱ组血清总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)先降后升至胁迫前水平,12 h后Ⅲ组总蛋白(TP)、TG、TC含量均显著低于胁迫前水平(P<0.05),Ⅰ、Ⅱ组葡萄糖(GLU)含量48 h时显著上升(P<0.05);Ⅰ、Ⅱ组48 h时血清离子与胁迫前无显著差异(P>0.05),Ⅲ组K+和Ca2+含量显著下降(P<0.05),Na+和Cl-含量显著上升(P<0.05)。[结论]在条纹锯鮨养殖生产和低温驯养过程中,应尽量降低胁迫强度和缩短胁迫时间。
关键词 条纹锯鮨;急性低温胁迫;血清生化指标
中图分类号965.3文献标识码A
文章编号0517-6611(2019)08-0109-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.08.028
Abstract[Objective] To analyze the changes of serum biochemical parameters in Centropristis striata under different acute low temperature stress and the duration of the stress and provide theoretical basis for healthy breeding and coldresistant mechanism of C. striata. [Method] Using C. striata as research subject, the effects of three acute cooling stress intensities ( from the temporary culture temperature 13 ℃ to 3, 5, 7 ℃ in group Ⅰ,Ⅱ and Ⅲ respectively) and different duration (0, 2, 6, 12, 24 and 48 h) on the serum biochemical parameters of C. striata were analyzed. [Result] The activities of serum ALT, AST, LDH and CKMB in Ⅰ,Ⅱ groups showed the change trend of first increasing and then decreasing.ALP activity in each group was significantly higher than that before the stress (P<0.05). TC and TG in the serum in Ⅰ,Ⅱ groups first decreased and then increased up to the level before the stress, and TP, TG, TC contents in Ⅲ group after 12 h were significantly lower than those before the stress (P<0.05). The glucose(GLU) content in Ⅱ group at 48 h significantly increased (P<0.05), serum ion in Ⅰ and Ⅱ groups at 48 h had no significant difference with that before the stress(P>0.05) . The contents of K+, Ca2+ in group Ⅲ decreased significantly (P<0.05), Na+ and Cl- contents significantly increased (P<0.05).[Conclusion] The stress intensity and stress time should be reduced as possible, in the process of breeding production and low temperature domestication.
Key wordsCentropristis striata;Acute low temperature stress;Serum biochemical parameters
條纹锯鮨(Centropristis striata),俗称美洲黑石斑鱼[1],隶属鮨科石斑鱼亚科石斑鱼属,属于温性海洋鱼类,具有病害少、生长快、肉质鲜美等优点,是一种经济效益显著的优良养殖品种。目前国内外对条纹锯鮨的研究集中在养殖繁育技术[2-6]、早期发育[7-10]、 营养研究[11-13]等方面,有关条纹锯鮨生理生化的研究报道较少,仅郑磊等[14]对条纹锯鮨血清中的免疫球蛋白(IgM)进行了分离纯化,获得了具有较高特异性的兔抗条纹锯鮨IgM血清。血液生化成分及其含量是鱼类健康状况、营养水平及对环境的适应性的重要评价指标。笔者分析了不同急性低温胁迫强度、胁迫持续时间下条纹锯鮨血清生化指标的变化,旨在为条纹锯鮨的健康养殖和耐寒机制研究等提供理论依据。 1材料与方法
1.1材料
挑选规格均匀、摄食良好的条纹锯鮨300尾左右,体长(12.10±0.26)cm、体重(272.30±9.27)g,暂养于车间水泥池,暂养期间水温13 ℃,每天8:00和16:00各投喂1次。暂养14 d后开展低温胁迫试验。
1.2方法
1.2.1试验设计。
试验在直径2 m、水深1.2 m的圆形玻璃钢桶中进行。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别将试验鱼从暂养水温13 ℃急性胁迫到10、8、6 ℃,即急降3、5、7 ℃,每组3个平行,每个试验桶随机放入30尾,在此期间不投喂、不换水。低温胁迫试验组提前做好预试验,采取加冰调节水温的方式进行急性降温,并保证各试验组在整个试验过程中温差控制在±0.5 ℃内。
1.2.2采样及生化指标测定。
随机取胁迫前的暂养试验鱼作为对照组,记0 h。各试验组分别在胁迫后2、6、12、24、48 h取样,每桶每次随机捞取3尾,快速用200 mg/L的MS-220麻醉,吸干体表水分,用1.5 mL灭菌注射器于尾静脉处取全血置于1.5 mL灭菌离心管中,立即置于4 ℃下至分层后,4 000 r/min低温离心20 min,取上清液置于新离心管中,测定血清生化指标(求3尾样品测定结果的平均值),包括谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、碱性磷酸酶(ALP)、总蛋白(TP)、葡萄糖(GLU)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、肌酐(CREA)及Ca2+、K+、Na+、Cl-离子。血清离子使用南京建成生物工程研究所各指标相关试剂盒测定,其余指标使用深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司全自动生化分析仪BS220测定。
1.3数据统计与分析
试验数据使用Excel 2007软件进行初步处理后,使用SPSS 17.0统计软件进行双因素方差分析,采用Duncan’s多重比较进行显著性检验,结果均以“平均值±标准差”表示。
2結果与分析
2.1急性低温胁迫对条纹锯鮨血清酶活性的影响
从图1可以看出,条纹锯鮨受低温胁迫后,2 h时Ⅰ组和Ⅱ组ALT活性显著下降(P<0.05),此后均先升后降,并分别于12、6 h达到峰值(P<0.05),24、48 h缓慢恢复至胁迫前水平(P>005);Ⅲ组2、48 h出现2个激增点(P<0.05)。Ⅰ、Ⅱ组AST、LDH和CK-MB活性均先升后降,48 h均降至胁迫前水平(P>0.05);Ⅲ组AST、LDH、CK-MB活性呈波浪式变化,48 h时显著高于胁迫前水平(P<005)。各组ALP活性均先升后降,48 h时均显著高于胁迫前水平(P<0.05)。同一胁迫时间点Ⅰ组和Ⅱ组整体上各血清酶活性在2 h内、24 h后无显著差异(P>0.05),6、12 h时Ⅱ组酶活性整体上显著高于Ⅰ组(P<0.05),48 h Ⅱ组血清酶活性低于Ⅰ组(P>0.05),Ⅲ组24 h后血清酶活性与其他2组差异显著(P<0.05)。
2.2急性低温胁迫对条纹锯鮨血清总蛋白、葡萄糖、总胆固醇、甘油三酯和肌酐含量的影响
从图2可看出,条纹锯鮨受温胁迫后Ⅰ组和Ⅱ组TP、TC含量及Ⅱ组TG含量均于2 h达到最低水平,Ⅰ组TG含量6 h达到最低水平,此后均呈上升趋势,24 h后恢复至胁迫前水平,TP含量整体变化趋势不显著(P>0.05),TC和TG含量在2~12 h内出现显著变化(P<0.05)。Ⅲ组TP含量12 h后显著下降(P<0.05),TC和TG含量呈先降后升至6 h达到峰值,12 h后TC和TG含量逐渐降低,显著低于胁迫前水平(P<0.05)。各组葡萄糖(GLU)含量随胁迫时间的延长呈上升趋势,Ⅰ组、Ⅱ组分别胁迫48、24 h后显著高于胁迫前水平(P<0.05),Ⅲ组24 h后GLU含量激增(P<0.05)。同一胁迫时间点,整体上Ⅰ组和Ⅱ组间差异不显著(P>0.05),而与Ⅲ组差异显著(P<0.05)。
各胁迫组CREA含量2 h均达到最低水平(P<0.05),Ⅰ组和Ⅱ组2 h后先升后降,CREA含量分别于24、48 h恢复至胁迫前水平(P>0.05)。Ⅲ组CREA含量逐步上升,24 h后出现激增(P<0.05)。在同一胁迫时间点,Ⅰ组和Ⅱ组间整体上在6 h内、24 h后无显著差异(P>0.05),24 h后Ⅱ组低于Ⅰ组(P>0.05),而Ⅲ组显著高于其他2组(P<0.05)。
2.3急性低温胁迫对条纹锯鮨血清离子含量的影响
从图3可以看出,条纹锯鮨受到低温胁迫后,各组血清Ca2+含量呈先降后升趋势,Ⅰ、Ⅱ组均于24 h后恢复至胁迫前水平(P>0.05),而Ⅲ组48 h显著低于胁迫前水平(P<0.05)。Ⅰ组K+、Na+、Cl-含量及Ⅱ组K+、Na+含量在不同时间点均无显著差异(P>0.05),Ⅱ组Cl-含量先升后降,6 h显著上升(P<005),48 h恢复至胁迫前水平(P>0.05)。Ⅲ组K+含量6 h后显著下降(P<0.05),Na+、Cl-含量逐步上升,24 h后显著高于胁迫前水平(P<0.05)。同一胁迫时间点Ⅰ组和Ⅱ组差异不显著(P>0.05),而与Ⅲ组胁迫24 h后存在显著差异(P<0.05)。
3结论与讨论
3.1急性低温胁迫对条纹锯鮨血清酶活性的影响
鱼类大部分血清酶来自特定的组织器官中,其活性反映了相应组织器官的代谢水平和功能状态[15-18]。ALT主要存在肝细胞中,是肝脏受损的重要指示酶之一;AST、LDH和CK-MB大量存在于心肌细胞中,医学上称其为心肌酶,其活性的变化反映心肌的受损程度。以上这些代谢酶在血清中含量较少[15],但当肝脏和心肌细胞受损时会影响血清中各代谢酶的活性。 该试验中条纹锯鮨受低温胁迫后,Ⅲ组ALT及心肌酶活性出现多处激增点,试验结束时各代谢酶活性显著高于胁迫前水平,预示急降7 ℃胁迫强度下肝细胞发生破损,同时刺激了其心肌细胞代谢加快,心肌受损或通透性增加,导致肝脏和心肌细胞中大量代谢酶释放到血清中,血清酶活性升高。这表明此胁迫强度已经对条纹锯鮨肝细胞和心肌细胞造成不可逆的损伤。这与朱文彬等[16]、冀德伟等[17]、何福林等[19]关于低温胁迫对海水鱼血清酶指标的影响结果相符。该试验中3 ℃、5 ℃胁迫强度组酶活性虽有所上升,但可通过自身调节分别于24、48 h恢复至胁迫前水平,表明3、5 ℃胁迫强度下,条纹锯鮨对低温胁迫做出了补偿反应,逐步进入低温适应阶段。该试验还发现,不同胁迫时间点Ⅱ组胁迫6、12 h时酶活性整体上显著高于Ⅰ组,而48 h Ⅱ组显著低于Ⅰ组,表明Ⅱ组较Ⅰ组做出了更大的补偿反应,通过调节血清酶活力可积极响应外界环境低温。
ALP广泛存在于生物体内,也是鱼类一种重要的代谢调控酶,直接参与体内磷酸基团的转移和代谢,在鱼类物质代谢和免疫机制中发挥着重要作用。该试验中3个胁迫组整体上ALP活性有所升高,暗示着条纹锯鮨可能在急性低温胁迫下机体为防御低温,增加了脂类代谢水平和免疫调节功能,而ALP与肠内脂质代谢有关,因此血清中ALP含量增加。该试验结果与宁军号等[18]关于水温骤降模式对褐篮子鱼(Siganus fuscescens)血液学的研究结果相一致。朱文彬等[16]对马来西亚红罗非鱼(Oreochromis mossambicus×O.niloticus)缓慢低温胁迫的研究也得到相似结论;冀德伟等[17]发现对大黄鱼(Pseudosciaena crocea)8.5 ℃低温胁迫36 h后ALP活性下降;陈超等[15]对七带石斑鱼(Epinephelus septemfasciatus)温胁迫10 d,发现ALP活性没有显著变化,这可能与物质差异、胁迫强度及试验鱼个体大小有关。该试验还发现48 h时Ⅰ、Ⅱ组ALP活性显著高于胁迫前水平,Ⅲ组24 h后与胁迫前无显著差异,说明随胁迫时间的延长,7 ℃胁迫可能会对免疫机制和代谢造成损伤。
3.2急性低温胁迫对条纹锯鮨三大能源物质和代谢产物的影响
血糖(以葡萄糖GLU为主)作为鱼类的主要能源物质,是反映机体碳水化合物的代谢水平的重要生化指标[20]。鱼类中低温胁迫下的应激反应是一个耗能过程。一般认为,低温胁迫早期鱼类能源物质代谢以血糖代谢增加为主,即鱼体内的糖原转化成GLU,使得GLU含量增加,加快糖的分解代谢,产生大量热量,以增强机体的御寒功能[21-23]。随着低温胁迫强度的加强或胁迫时间的延长,机体将大量的GLU分解成三磷酸腺苷(ATP)提供能量,又使得GLU含量下降。常玉梅等[24]、谢明媚[25]在研究低温胁迫对鲤(Cyprinus carpio)、七带石斑鱼和银鲳(Pampus argenteus)血清生化指标影响时并未发现早期低温胁迫下血清GLU含量升高,而在低温胁迫的后期血清中糖原含量显著升高。该试验结果与常玉梅等[24]研究结果相似,在低温胁迫早期(0~12 h),条纹锯鮨血清Ⅰ、Ⅱ组GLU含量上升不显著,但后期(24、48 h)GLU含量显著上升,Ⅲ组在胁迫12 h后显著升高,尤其24 h后出现激增,可推测随胁迫时间的延长及胁迫强度的加大,鱼体产生了不适反应,导致血清中葡萄糖含量激增,以适应低温环境。
血清蛋白主要在肝脏中合成,参与鱼类各种生理活动,在鱼类低温应激过程中起重要的调节作用[19]。该试验中Ⅰ、Ⅱ组TP含量有所下降,但与胁迫前变化不显著,而Ⅲ组血清TP含量在急性胁迫后呈先维持后显著降低的趋势,表明7 ℃胁迫下条纹锯鮨肝脏功能出现障碍,蛋白合成能力下降,进而导致血清蛋白含量显著降低。这与七带石斑鱼[15]、大黄鱼[17]分别受8.0、8.5 ℃胁迫后结果相似。TC和TG是动物细胞脂肪贮存的主要形式以及细胞膜的重要组分。该试验中胁迫早期各组TG和TC含量都有所下降,Ⅲ组胁迫48 h时TC和TG含量显著低于胁迫前水平,这与鲤[24]、马来西亚红罗非鱼[16]、大黄鱼[17]受低温胁迫后的结果一致,推测可能是由于低温对肝脏造成损伤,阻碍了TC和TG通过肠肝循环途径进入肝脏被重吸收,进而导致血清中TC和TG含量明显下降。Ⅰ组、Ⅱ组24 h后均又恢复到胁迫前水平,表明机体动用体内贮存的脂肪以维持生存代谢,也是受胁迫后鱼类对低温胁迫的一种反应。这与宁军号等[18]对褐篮子鱼开展的水温缓降模式中TC和TG含量试驗结果相似,而刘波等[23]研究同属暖水性鱼类的吉富罗非鱼时发现,温度骤降应激会使其血清TC含量显著上升,推测可能与试验鱼品种、胁迫强度及胁迫持续时间有关。
血清CREA是肌酸的代谢产物,与鱼体肌肉组织分解和肾脏功能相关[26-28],主要经肾小球的过滤排出体外,是检测肾脏和鳃功能的重要指标[27]。Sano[27]研究表明低温条件下鱼体血清 CREA 水平升高,可能是温度对鱼的肾脏和鳃造成损伤,使得对CREA的过滤或排泄功能弱化所致。该试验中Ⅲ组24 h出现此CREA水平升高的现象,表明7 ℃胁迫已对条纹锯鮨肾脏和鳃造成严重损伤。该试验中条纹锯鮨在3、5 ℃组胁迫下CREA含量未出现Sano[27]所述现象,而呈先升后降的趋势,随胁迫时间的延长,均恢复至胁迫前水平,与褐篮子鱼[18]对水温胁迫的应激结果相似,而七带石斑鱼[15]CREA含量随着低温胁迫时间的延长而下降。由此可见,鱼类在低温应激条件下血清CREA含量会因试验鱼品种、胁迫强度及胁迫时间的不同而存在差异。
3.3急性低温胁迫对条纹锯鮨血清离子含量的影响
鱼类血清中Na+、K+、Cl-、Ca2+等离子是维持细胞新陈代谢、调节体液渗透压和维持酸碱平衡的重要因子[16]。Holmes等[28]认为血清离子失衡,尤其是血清中K+失衡将导致细细胞膜破裂,最终导致细胞死亡。该试验中Ⅲ组血清中K+、Ca2+含量显著下降,可能是由于试验鱼代谢率降低,肌肉兴奋性下降所致;Na+、Cl-含量显著上升,这可能是由于细胞膜的渗透压调节功能弱化和通透性增加的结果。这与冀德伟等[17]、Lebreton等[29]的研究结论一致。Ⅰ、Ⅱ组48 h离子含量恢复至胁迫前水平,表明血清离子含量随低温胁迫强度不同而有所差异。 综上所述,以初始水温13 ℃下条纹锯鮨为胁迫对象,急性低温胁迫3、5 ℃,血清生化指标均分别于24、48 h恢复至胁迫前水平,急性胁迫5 ℃(Ⅱ)组响应胁迫持续时间长于3 ℃胁迫组(Ⅰ);急性胁迫7 ℃,尤其胁迫24 h后条纹锯鮨血清各项生化指标会发生显著变化,预示此胁迫强度已对肝脏、心肌、肾脏等机体内脏功能造成不可逆的损伤。因此,在条纹锯鮨实际养殖生产及低温驯化期间,应尽量降低胁迫强度和缩短胁迫时间。
参考文献
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关键词 条纹锯鮨;急性低温胁迫;血清生化指标
中图分类号965.3文献标识码A
文章编号0517-6611(2019)08-0109-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.08.028
Abstract[Objective] To analyze the changes of serum biochemical parameters in Centropristis striata under different acute low temperature stress and the duration of the stress and provide theoretical basis for healthy breeding and coldresistant mechanism of C. striata. [Method] Using C. striata as research subject, the effects of three acute cooling stress intensities ( from the temporary culture temperature 13 ℃ to 3, 5, 7 ℃ in group Ⅰ,Ⅱ and Ⅲ respectively) and different duration (0, 2, 6, 12, 24 and 48 h) on the serum biochemical parameters of C. striata were analyzed. [Result] The activities of serum ALT, AST, LDH and CKMB in Ⅰ,Ⅱ groups showed the change trend of first increasing and then decreasing.ALP activity in each group was significantly higher than that before the stress (P<0.05). TC and TG in the serum in Ⅰ,Ⅱ groups first decreased and then increased up to the level before the stress, and TP, TG, TC contents in Ⅲ group after 12 h were significantly lower than those before the stress (P<0.05). The glucose(GLU) content in Ⅱ group at 48 h significantly increased (P<0.05), serum ion in Ⅰ and Ⅱ groups at 48 h had no significant difference with that before the stress(P>0.05) . The contents of K+, Ca2+ in group Ⅲ decreased significantly (P<0.05), Na+ and Cl- contents significantly increased (P<0.05).[Conclusion] The stress intensity and stress time should be reduced as possible, in the process of breeding production and low temperature domestication.
Key wordsCentropristis striata;Acute low temperature stress;Serum biochemical parameters
條纹锯鮨(Centropristis striata),俗称美洲黑石斑鱼[1],隶属鮨科石斑鱼亚科石斑鱼属,属于温性海洋鱼类,具有病害少、生长快、肉质鲜美等优点,是一种经济效益显著的优良养殖品种。目前国内外对条纹锯鮨的研究集中在养殖繁育技术[2-6]、早期发育[7-10]、 营养研究[11-13]等方面,有关条纹锯鮨生理生化的研究报道较少,仅郑磊等[14]对条纹锯鮨血清中的免疫球蛋白(IgM)进行了分离纯化,获得了具有较高特异性的兔抗条纹锯鮨IgM血清。血液生化成分及其含量是鱼类健康状况、营养水平及对环境的适应性的重要评价指标。笔者分析了不同急性低温胁迫强度、胁迫持续时间下条纹锯鮨血清生化指标的变化,旨在为条纹锯鮨的健康养殖和耐寒机制研究等提供理论依据。 1材料与方法
1.1材料
挑选规格均匀、摄食良好的条纹锯鮨300尾左右,体长(12.10±0.26)cm、体重(272.30±9.27)g,暂养于车间水泥池,暂养期间水温13 ℃,每天8:00和16:00各投喂1次。暂养14 d后开展低温胁迫试验。
1.2方法
1.2.1试验设计。
试验在直径2 m、水深1.2 m的圆形玻璃钢桶中进行。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别将试验鱼从暂养水温13 ℃急性胁迫到10、8、6 ℃,即急降3、5、7 ℃,每组3个平行,每个试验桶随机放入30尾,在此期间不投喂、不换水。低温胁迫试验组提前做好预试验,采取加冰调节水温的方式进行急性降温,并保证各试验组在整个试验过程中温差控制在±0.5 ℃内。
1.2.2采样及生化指标测定。
随机取胁迫前的暂养试验鱼作为对照组,记0 h。各试验组分别在胁迫后2、6、12、24、48 h取样,每桶每次随机捞取3尾,快速用200 mg/L的MS-220麻醉,吸干体表水分,用1.5 mL灭菌注射器于尾静脉处取全血置于1.5 mL灭菌离心管中,立即置于4 ℃下至分层后,4 000 r/min低温离心20 min,取上清液置于新离心管中,测定血清生化指标(求3尾样品测定结果的平均值),包括谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、碱性磷酸酶(ALP)、总蛋白(TP)、葡萄糖(GLU)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、肌酐(CREA)及Ca2+、K+、Na+、Cl-离子。血清离子使用南京建成生物工程研究所各指标相关试剂盒测定,其余指标使用深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司全自动生化分析仪BS220测定。
1.3数据统计与分析
试验数据使用Excel 2007软件进行初步处理后,使用SPSS 17.0统计软件进行双因素方差分析,采用Duncan’s多重比较进行显著性检验,结果均以“平均值±标准差”表示。
2結果与分析
2.1急性低温胁迫对条纹锯鮨血清酶活性的影响
从图1可以看出,条纹锯鮨受低温胁迫后,2 h时Ⅰ组和Ⅱ组ALT活性显著下降(P<0.05),此后均先升后降,并分别于12、6 h达到峰值(P<0.05),24、48 h缓慢恢复至胁迫前水平(P>005);Ⅲ组2、48 h出现2个激增点(P<0.05)。Ⅰ、Ⅱ组AST、LDH和CK-MB活性均先升后降,48 h均降至胁迫前水平(P>0.05);Ⅲ组AST、LDH、CK-MB活性呈波浪式变化,48 h时显著高于胁迫前水平(P<005)。各组ALP活性均先升后降,48 h时均显著高于胁迫前水平(P<0.05)。同一胁迫时间点Ⅰ组和Ⅱ组整体上各血清酶活性在2 h内、24 h后无显著差异(P>0.05),6、12 h时Ⅱ组酶活性整体上显著高于Ⅰ组(P<0.05),48 h Ⅱ组血清酶活性低于Ⅰ组(P>0.05),Ⅲ组24 h后血清酶活性与其他2组差异显著(P<0.05)。
2.2急性低温胁迫对条纹锯鮨血清总蛋白、葡萄糖、总胆固醇、甘油三酯和肌酐含量的影响
从图2可看出,条纹锯鮨受温胁迫后Ⅰ组和Ⅱ组TP、TC含量及Ⅱ组TG含量均于2 h达到最低水平,Ⅰ组TG含量6 h达到最低水平,此后均呈上升趋势,24 h后恢复至胁迫前水平,TP含量整体变化趋势不显著(P>0.05),TC和TG含量在2~12 h内出现显著变化(P<0.05)。Ⅲ组TP含量12 h后显著下降(P<0.05),TC和TG含量呈先降后升至6 h达到峰值,12 h后TC和TG含量逐渐降低,显著低于胁迫前水平(P<0.05)。各组葡萄糖(GLU)含量随胁迫时间的延长呈上升趋势,Ⅰ组、Ⅱ组分别胁迫48、24 h后显著高于胁迫前水平(P<0.05),Ⅲ组24 h后GLU含量激增(P<0.05)。同一胁迫时间点,整体上Ⅰ组和Ⅱ组间差异不显著(P>0.05),而与Ⅲ组差异显著(P<0.05)。
各胁迫组CREA含量2 h均达到最低水平(P<0.05),Ⅰ组和Ⅱ组2 h后先升后降,CREA含量分别于24、48 h恢复至胁迫前水平(P>0.05)。Ⅲ组CREA含量逐步上升,24 h后出现激增(P<0.05)。在同一胁迫时间点,Ⅰ组和Ⅱ组间整体上在6 h内、24 h后无显著差异(P>0.05),24 h后Ⅱ组低于Ⅰ组(P>0.05),而Ⅲ组显著高于其他2组(P<0.05)。
2.3急性低温胁迫对条纹锯鮨血清离子含量的影响
从图3可以看出,条纹锯鮨受到低温胁迫后,各组血清Ca2+含量呈先降后升趋势,Ⅰ、Ⅱ组均于24 h后恢复至胁迫前水平(P>0.05),而Ⅲ组48 h显著低于胁迫前水平(P<0.05)。Ⅰ组K+、Na+、Cl-含量及Ⅱ组K+、Na+含量在不同时间点均无显著差异(P>0.05),Ⅱ组Cl-含量先升后降,6 h显著上升(P<005),48 h恢复至胁迫前水平(P>0.05)。Ⅲ组K+含量6 h后显著下降(P<0.05),Na+、Cl-含量逐步上升,24 h后显著高于胁迫前水平(P<0.05)。同一胁迫时间点Ⅰ组和Ⅱ组差异不显著(P>0.05),而与Ⅲ组胁迫24 h后存在显著差异(P<0.05)。
3结论与讨论
3.1急性低温胁迫对条纹锯鮨血清酶活性的影响
鱼类大部分血清酶来自特定的组织器官中,其活性反映了相应组织器官的代谢水平和功能状态[15-18]。ALT主要存在肝细胞中,是肝脏受损的重要指示酶之一;AST、LDH和CK-MB大量存在于心肌细胞中,医学上称其为心肌酶,其活性的变化反映心肌的受损程度。以上这些代谢酶在血清中含量较少[15],但当肝脏和心肌细胞受损时会影响血清中各代谢酶的活性。 该试验中条纹锯鮨受低温胁迫后,Ⅲ组ALT及心肌酶活性出现多处激增点,试验结束时各代谢酶活性显著高于胁迫前水平,预示急降7 ℃胁迫强度下肝细胞发生破损,同时刺激了其心肌细胞代谢加快,心肌受损或通透性增加,导致肝脏和心肌细胞中大量代谢酶释放到血清中,血清酶活性升高。这表明此胁迫强度已经对条纹锯鮨肝细胞和心肌细胞造成不可逆的损伤。这与朱文彬等[16]、冀德伟等[17]、何福林等[19]关于低温胁迫对海水鱼血清酶指标的影响结果相符。该试验中3 ℃、5 ℃胁迫强度组酶活性虽有所上升,但可通过自身调节分别于24、48 h恢复至胁迫前水平,表明3、5 ℃胁迫强度下,条纹锯鮨对低温胁迫做出了补偿反应,逐步进入低温适应阶段。该试验还发现,不同胁迫时间点Ⅱ组胁迫6、12 h时酶活性整体上显著高于Ⅰ组,而48 h Ⅱ组显著低于Ⅰ组,表明Ⅱ组较Ⅰ组做出了更大的补偿反应,通过调节血清酶活力可积极响应外界环境低温。
ALP广泛存在于生物体内,也是鱼类一种重要的代谢调控酶,直接参与体内磷酸基团的转移和代谢,在鱼类物质代谢和免疫机制中发挥着重要作用。该试验中3个胁迫组整体上ALP活性有所升高,暗示着条纹锯鮨可能在急性低温胁迫下机体为防御低温,增加了脂类代谢水平和免疫调节功能,而ALP与肠内脂质代谢有关,因此血清中ALP含量增加。该试验结果与宁军号等[18]关于水温骤降模式对褐篮子鱼(Siganus fuscescens)血液学的研究结果相一致。朱文彬等[16]对马来西亚红罗非鱼(Oreochromis mossambicus×O.niloticus)缓慢低温胁迫的研究也得到相似结论;冀德伟等[17]发现对大黄鱼(Pseudosciaena crocea)8.5 ℃低温胁迫36 h后ALP活性下降;陈超等[15]对七带石斑鱼(Epinephelus septemfasciatus)温胁迫10 d,发现ALP活性没有显著变化,这可能与物质差异、胁迫强度及试验鱼个体大小有关。该试验还发现48 h时Ⅰ、Ⅱ组ALP活性显著高于胁迫前水平,Ⅲ组24 h后与胁迫前无显著差异,说明随胁迫时间的延长,7 ℃胁迫可能会对免疫机制和代谢造成损伤。
3.2急性低温胁迫对条纹锯鮨三大能源物质和代谢产物的影响
血糖(以葡萄糖GLU为主)作为鱼类的主要能源物质,是反映机体碳水化合物的代谢水平的重要生化指标[20]。鱼类中低温胁迫下的应激反应是一个耗能过程。一般认为,低温胁迫早期鱼类能源物质代谢以血糖代谢增加为主,即鱼体内的糖原转化成GLU,使得GLU含量增加,加快糖的分解代谢,产生大量热量,以增强机体的御寒功能[21-23]。随着低温胁迫强度的加强或胁迫时间的延长,机体将大量的GLU分解成三磷酸腺苷(ATP)提供能量,又使得GLU含量下降。常玉梅等[24]、谢明媚[25]在研究低温胁迫对鲤(Cyprinus carpio)、七带石斑鱼和银鲳(Pampus argenteus)血清生化指标影响时并未发现早期低温胁迫下血清GLU含量升高,而在低温胁迫的后期血清中糖原含量显著升高。该试验结果与常玉梅等[24]研究结果相似,在低温胁迫早期(0~12 h),条纹锯鮨血清Ⅰ、Ⅱ组GLU含量上升不显著,但后期(24、48 h)GLU含量显著上升,Ⅲ组在胁迫12 h后显著升高,尤其24 h后出现激增,可推测随胁迫时间的延长及胁迫强度的加大,鱼体产生了不适反应,导致血清中葡萄糖含量激增,以适应低温环境。
血清蛋白主要在肝脏中合成,参与鱼类各种生理活动,在鱼类低温应激过程中起重要的调节作用[19]。该试验中Ⅰ、Ⅱ组TP含量有所下降,但与胁迫前变化不显著,而Ⅲ组血清TP含量在急性胁迫后呈先维持后显著降低的趋势,表明7 ℃胁迫下条纹锯鮨肝脏功能出现障碍,蛋白合成能力下降,进而导致血清蛋白含量显著降低。这与七带石斑鱼[15]、大黄鱼[17]分别受8.0、8.5 ℃胁迫后结果相似。TC和TG是动物细胞脂肪贮存的主要形式以及细胞膜的重要组分。该试验中胁迫早期各组TG和TC含量都有所下降,Ⅲ组胁迫48 h时TC和TG含量显著低于胁迫前水平,这与鲤[24]、马来西亚红罗非鱼[16]、大黄鱼[17]受低温胁迫后的结果一致,推测可能是由于低温对肝脏造成损伤,阻碍了TC和TG通过肠肝循环途径进入肝脏被重吸收,进而导致血清中TC和TG含量明显下降。Ⅰ组、Ⅱ组24 h后均又恢复到胁迫前水平,表明机体动用体内贮存的脂肪以维持生存代谢,也是受胁迫后鱼类对低温胁迫的一种反应。这与宁军号等[18]对褐篮子鱼开展的水温缓降模式中TC和TG含量试驗结果相似,而刘波等[23]研究同属暖水性鱼类的吉富罗非鱼时发现,温度骤降应激会使其血清TC含量显著上升,推测可能与试验鱼品种、胁迫强度及胁迫持续时间有关。
血清CREA是肌酸的代谢产物,与鱼体肌肉组织分解和肾脏功能相关[26-28],主要经肾小球的过滤排出体外,是检测肾脏和鳃功能的重要指标[27]。Sano[27]研究表明低温条件下鱼体血清 CREA 水平升高,可能是温度对鱼的肾脏和鳃造成损伤,使得对CREA的过滤或排泄功能弱化所致。该试验中Ⅲ组24 h出现此CREA水平升高的现象,表明7 ℃胁迫已对条纹锯鮨肾脏和鳃造成严重损伤。该试验中条纹锯鮨在3、5 ℃组胁迫下CREA含量未出现Sano[27]所述现象,而呈先升后降的趋势,随胁迫时间的延长,均恢复至胁迫前水平,与褐篮子鱼[18]对水温胁迫的应激结果相似,而七带石斑鱼[15]CREA含量随着低温胁迫时间的延长而下降。由此可见,鱼类在低温应激条件下血清CREA含量会因试验鱼品种、胁迫强度及胁迫时间的不同而存在差异。
3.3急性低温胁迫对条纹锯鮨血清离子含量的影响
鱼类血清中Na+、K+、Cl-、Ca2+等离子是维持细胞新陈代谢、调节体液渗透压和维持酸碱平衡的重要因子[16]。Holmes等[28]认为血清离子失衡,尤其是血清中K+失衡将导致细细胞膜破裂,最终导致细胞死亡。该试验中Ⅲ组血清中K+、Ca2+含量显著下降,可能是由于试验鱼代谢率降低,肌肉兴奋性下降所致;Na+、Cl-含量显著上升,这可能是由于细胞膜的渗透压调节功能弱化和通透性增加的结果。这与冀德伟等[17]、Lebreton等[29]的研究结论一致。Ⅰ、Ⅱ组48 h离子含量恢复至胁迫前水平,表明血清离子含量随低温胁迫强度不同而有所差异。 综上所述,以初始水温13 ℃下条纹锯鮨为胁迫对象,急性低温胁迫3、5 ℃,血清生化指标均分别于24、48 h恢复至胁迫前水平,急性胁迫5 ℃(Ⅱ)组响应胁迫持续时间长于3 ℃胁迫组(Ⅰ);急性胁迫7 ℃,尤其胁迫24 h后条纹锯鮨血清各项生化指标会发生显著变化,预示此胁迫强度已对肝脏、心肌、肾脏等机体内脏功能造成不可逆的损伤。因此,在条纹锯鮨实际养殖生产及低温驯化期间,应尽量降低胁迫强度和缩短胁迫时间。
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