孔雨昕 田佳鑫 王桂芹

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118)

脂肪肝是養(yǎng)殖魚(yú)類常見(jiàn)的營(yíng)養(yǎng)性疾病之一，病魚(yú)出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢、抗應(yīng)激能力較差、抗病能力降低等癥狀。出現(xiàn)脂肪肝病變的成魚(yú)肌肉脂肪含量明顯升高，導(dǎo)致其品質(zhì)下降，嚴(yán)重阻礙了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。本文就脂肪肝的癥狀及組織學(xué)特征、魚(yú)類脂肪肝的成因、影響脂肪肝的形成關(guān)鍵基因等方面的研究加以綜述，以期為魚(yú)類脂肪肝的防治和更進(jìn)一步深入研究提供參考。

一、魚(yú)類脂肪肝的癥狀及組織學(xué)特征

在攝食高蛋白、高糖分或高脂肪飼料后的大多數(shù)魚(yú)類都會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育變慢、攝食能力降低、抗病能力減弱、脫離群體獨(dú)游等現(xiàn)象。肉眼檢查及鏡檢發(fā)現(xiàn)病魚(yú)體表無(wú)寄生蟲(chóng)，鰓及鰭條基本正常。解剖后發(fā)現(xiàn)病魚(yú)的肝臟肥大，花色呈紅白(黃)相間甚至整個(gè)肝臟呈乳黃色或土黃色，有脂肪浸潤(rùn)，組織空泡化，并發(fā)生瘀血(胡金城2004)。對(duì)病魚(yú)進(jìn)行組織學(xué)特征分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，在光學(xué)顯微鏡水平下，肝細(xì)胞排列混亂，胞漿內(nèi)出現(xiàn)脂滴，嚴(yán)重時(shí)布滿整個(gè)胞漿，肝臟組織呈空泡化(馮健等 2005，Mosconi BN. 1990)，肝竇狹窄，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)肝組織壞死。在電子顯微鏡水平下，細(xì)胞質(zhì)丟失，細(xì)胞核邊緣化，周圍血管萎縮，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排列方式被破壞，核糖體出現(xiàn)缺失，線粒體發(fā)生腫脹，且伴隨著核膜破裂(Braunbeck Tet al.1990，Ding Let al. 1990)。

二、養(yǎng)殖魚(yú)類脂肪肝的成因

(一)形成機(jī)理

魚(yú)類的脂肪來(lái)源是通過(guò)直接攝取飼料中的脂質(zhì)或由糖類以及蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái)，同時(shí)通過(guò)脂肪酸的氧化分解或脂質(zhì)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)而消耗脂肪，從而達(dá)到一種動(dòng)態(tài)的平衡。魚(yú)類脂肪主要貯存于肝臟，當(dāng)肝臟中的脂肪攝入大于分解時(shí)，脂肪就會(huì)沉積，當(dāng)沉積數(shù)量過(guò)多，導(dǎo)致肝臟受損，就會(huì)形成脂肪肝。據(jù)研究表明，脂蛋白酯酶(LPL)在魚(yú)體的脂代謝中起到至關(guān)重要的作用，研究發(fā)現(xiàn)瓦氏黃顙魚(yú)肝臟中LPL表達(dá)量最高(鄭珂珂等2010)，而成熟的哺乳動(dòng)物的肝臟中沒(méi)有LPL活性及表達(dá)，表明魚(yú)類肝臟是脂代謝的主要場(chǎng)所。LPL容易受到營(yíng)養(yǎng)條件的誘導(dǎo)表達(dá)，饑餓和高脂均是其誘導(dǎo)因子，如瓦氏黃顙魚(yú)和團(tuán)頭魴肝臟的LPL表達(dá)水平均隨著脂肪水平的升高而升高，表明其與脂肪肝形成具有重要關(guān)聯(lián)(梁旭方等 2004)。

(二)形成原因

魚(yú)類的脂肪肝是機(jī)體受到多因素共同作用的結(jié)果，誘發(fā)魚(yú)類脂肪肝的因素眾多，主要包括營(yíng)養(yǎng)素搭配、物種因素、環(huán)境因素、投喂制度等。

1.營(yíng)養(yǎng)因素

(1)脂肪。脂肪作為飼料中的主要營(yíng)養(yǎng)成分，承擔(dān)著為魚(yú)類提供能量和必需脂肪酸的重任，然而，飼料中脂肪水平過(guò)高會(huì)導(dǎo)致肝臟中沉積過(guò)多的脂肪。研究發(fā)現(xiàn)，松浦鏡鯉幼魚(yú)的肝臟組織結(jié)構(gòu)在攝食的飼料中脂肪含量超過(guò)11%時(shí)受到損傷(徐奇友等 2012)，對(duì)草魚(yú)投喂含8.1%脂肪的飼料12周，發(fā)現(xiàn)草魚(yú)血脂含量升高，且肝胰臟出現(xiàn)損傷(汪開(kāi)毓等 2012)。在對(duì)梭魚(yú)、條紋鱸、大西洋鱈、黑線鱈的研究中均發(fā)現(xiàn)，魚(yú)體肝臟脂肪含量隨飼料中脂肪的含量增加而增加(Gaylord T et al. 2000，Nanton Det al. 2001)。也有研究發(fā)現(xiàn)大黃魚(yú)膳食脂肪濃度的增加影響了肝臟中的基因表達(dá)(Kai Let al. 2016)。因此，飼料中過(guò)高的脂肪含量不僅不利于魚(yú)類生長(zhǎng)發(fā)育，更嚴(yán)重干擾魚(yú)類的脂肪代謝，造成肝臟脂肪沉積。

(2)蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是構(gòu)成機(jī)體細(xì)胞、組織和器官的重要組成成分，為魚(yú)類生長(zhǎng)提供必需氨基酸，但飼料中蛋白質(zhì)含量過(guò)高也會(huì)引發(fā)脂肪肝。在對(duì)石斑魚(yú)的研究中發(fā)現(xiàn)肝臟脂肪含量隨著蛋白質(zhì)含量的增加而增加(Lee SMet al. 2002),在印度鲇和馬來(lái)西亞鲇的研究中也發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果(Khan Met al. 1993)。在對(duì)草魚(yú)的研究發(fā)現(xiàn)飼料中蛋白質(zhì)含量過(guò)高會(huì)促進(jìn)不飽和脂肪酸的生成，中性脂質(zhì)無(wú)法有效轉(zhuǎn)運(yùn)到肝外，從而增加肝臟中的脂肪沉積，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生脂肪肝(曹俊明等1997)。此外，一些氨基酸也影響著脂蛋白的合成，如蛋氨酸為機(jī)體提供甲基，也是合成脂蛋白的必需氨基酸，缺乏時(shí)可能會(huì)減緩脂蛋白合成。飼料中增加適量的蛋氨酸，可使草魚(yú)肝臟脂肪含量下降26%～74%(曹俊明等 1999)。因此，飼料中蛋白質(zhì)含量過(guò)高不但易誘發(fā)嚴(yán)重的脂肪肝，同時(shí)一些必需氨基酸的缺乏也與脂肪肝密切相關(guān)。

(3)碳水化合物。許多研究發(fā)現(xiàn)高糖日糧會(huì)導(dǎo)致吉富羅非魚(yú)、異育銀鯽、金鯛及虹鱒的肝脂沉積嚴(yán)重，同時(shí)造成脂代謝紊亂，在虹鱒及金鯛的研究中還發(fā)現(xiàn)葡萄糖激酶的上調(diào)可以促進(jìn)碳水化合物的利用(許霄霄等 2017，繆凌鴻等 2011，MetrnIetal. 2004，CapillaEetal.2003)。吉富羅非魚(yú)的肝細(xì)胞在飼料中糖水平高達(dá)40%和45%時(shí)出現(xiàn)腫脹、空泡化，部分肝細(xì)胞膜破裂(蔣利和等 2013)。高糖飼料不僅能導(dǎo)致草魚(yú)及奧尼羅非魚(yú)肝脂沉積嚴(yán)重，同時(shí)血清中的甘油三酯和膽固醇也會(huì)升高(吳凡等 2011，孫君君等 2015)。因此飼料中過(guò)高的碳水化合物對(duì)魚(yú)類的生長(zhǎng)非但起不到促進(jìn)的作用，還可能促使糖類轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)，積累在肝臟中逐漸形成脂肪肝。

(4)礦物質(zhì)。礦物質(zhì)能夠參與魚(yú)體內(nèi)的新陳代謝，是魚(yú)類必需的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)素，有研究表明一些礦物質(zhì)也與魚(yú)體脂肪代謝有密切關(guān)系。通過(guò)參與機(jī)體內(nèi)氧化磷酸化反應(yīng)，磷影響著魚(yú)類的脂肪代謝，研究者在對(duì)黑線鱈、石斑魚(yú)、鱸、大黃魚(yú)、黑鯛和草魚(yú)的研究中均發(fā)現(xiàn)魚(yú)體脂肪含量隨飼料中磷的增加而下降(Roy PKet al. 2003，Ye CXet al2006，Zhang Cet al. 2006)，在對(duì)紅鯔和草魚(yú)的研究中發(fā)現(xiàn)肝臟脂肪水平隨飼料中鎂含量的增加而升高，且高水平的鎂導(dǎo)致了魚(yú)體內(nèi)磷含量降低(Shao Qet al. 2008，Liang J et al. 2012a)，而在對(duì)黃顙魚(yú)的研究中發(fā)現(xiàn)鎂可通過(guò)調(diào)節(jié)與脂質(zhì)代謝相關(guān)的酶活性和基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)降低黃顙魚(yú)的肝臟脂質(zhì)積累(CC Weiet al.2017)，可能是由于魚(yú)種差異或規(guī)格不同導(dǎo)致了這一現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，一些礦物質(zhì)的過(guò)量或缺乏對(duì)魚(yú)類脂肪肝的發(fā)生也有著一定影響。

(5)維生素。維生素與蛋白質(zhì)、糖類和脂肪不同，魚(yú)類只需從飼料中獲取微量的維生素就能維持正常的生長(zhǎng)、健康和繁殖，但飼料中維生素的水平也影響著魚(yú)體脂肪含量。在對(duì)湖紅點(diǎn)鮭、斑點(diǎn)叉尾、雜交條紋鱸的研究中均發(fā)現(xiàn)其肝臟脂肪含量隨飼料中膽堿含量的增加而減少(Ketola H 1976，Griffin MEet al. 1994)，在對(duì)吉富羅非魚(yú)的研究中發(fā)現(xiàn)飼料中添加高水平的煙酸具有降低肝臟脂肪含量的作用(劉偉等 2019)。而對(duì)大西洋白姑魚(yú)的研究中發(fā)現(xiàn)缺乏或過(guò)高的維生素E會(huì)造成其脂肪過(guò)高的空泡化(Rodríguez Aet al. 2017)。在維生素A對(duì)異育銀鯽脂代謝的影響的研究中，發(fā)現(xiàn)維生素A缺乏導(dǎo)致全魚(yú)及肝臟粗脂肪下降(Shao LYet al. 2016)。維生素與魚(yú)類脂代謝之間存在著密切關(guān)聯(lián)，因此維生素或維生素類物質(zhì)的缺乏也可能導(dǎo)致脂肪肝的發(fā)生。

2.物種因素

魚(yú)類脂肪肝的發(fā)生往往存在一定的物種特異性。在對(duì)雜食性魚(yú)類(異育銀鯽)和草食性魚(yú)類(草魚(yú))對(duì)糖的利用率的研究中，發(fā)現(xiàn)草魚(yú)對(duì)糖耐受能力比異育銀鯽更高(Li XSet al. 2014)，在對(duì)歐洲鱸和金頭鯛的研究中也發(fā)現(xiàn)歐洲鱸的脂肪沉積程度遠(yuǎn)高于金頭鯛(Spisni Eet al. 1998)。一般來(lái)說(shuō)，魚(yú)類脂肪貯存于肝臟，但異育銀鯽脂肪不易沉積在肝臟，而黑線鱈在自然條件下肝臟脂肪含量可超過(guò)50%(Chen QLet al. 2013)。因此，養(yǎng)殖對(duì)象的種類也與脂肪肝的發(fā)生息息相關(guān)，不同種類的魚(yú)對(duì)機(jī)體的能量利用不同，其肝臟中的脂肪沉積也有著很大的不同。

3.環(huán)境因素

魚(yú)類是變溫脊椎動(dòng)物，由于其終生生活在水中，水溫和鹽度等都影響其生理活動(dòng)，春夏水體溫暖時(shí)魚(yú)類食欲旺盛，冬季則較弱，因此隨著季節(jié)的變化，脂肪沉積呈現(xiàn)出顯著的差異。近年來(lái)，環(huán)境污染已成為人們必須面對(duì)的重要問(wèn)題，日益嚴(yán)重的水環(huán)境污染也是造成魚(yú)類脂肪肝的重要因素。重金屬和有機(jī)物的排放都會(huì)造成水環(huán)境污染，研究表明，重金屬使代謝失衡的方法破壞細(xì)胞正常的生理功能，從而造成脂肪在肝臟中大量蓄積，有機(jī)污染物慢性暴露能夠干擾脂肪代謝，導(dǎo)致肝臟中脂肪沉積，因此環(huán)境污染也是導(dǎo)致魚(yú)類脂肪肝發(fā)生不容忽視的重要因素。

4.投喂策略

投喂制度作為集約化養(yǎng)殖管理的重要因素，在最佳投喂制度下不但能夠避免飼料浪費(fèi)和養(yǎng)殖水體污染，同時(shí)還能最大限度提升魚(yú)類的生長(zhǎng)速度。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)處于合理的投喂制度下，大菱鲆幼魚(yú)的機(jī)體脂肪含量會(huì)隨著投喂率的下降而降低(Van EHet al. 2003)，歐洲黑鱸的機(jī)體脂肪含量會(huì)伴隨投喂率的上升而增加(Eroldogan Oet al. 2004)，在對(duì)熱帶斜鲇魚(yú)和花鱸的研究中也得出相同的結(jié)論(Webster Cet al. 2002，Mihelakakis Aet al. 2002)。因此采取合理的投喂策略，對(duì)促進(jìn)魚(yú)類健康生長(zhǎng)及降低飼料對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的污染均有重要的意義。

三、影響魚(yú)類脂肪肝形成的關(guān)鍵基因

脂肪代謝相關(guān)基因表達(dá)量的變化也嚴(yán)重影響著脂肪代謝，從微觀角度來(lái)看，肝臟中的脂肪代謝是由魚(yú)類通過(guò)協(xié)調(diào)控制脂肪合成與分解相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)的。

(一)固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白

固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(Sterol regulatory element binding protein，SREBP)是調(diào)控糖脂代謝相關(guān)基因表達(dá)的關(guān)鍵核轉(zhuǎn)錄因子，在膽固醇調(diào)控中起重要作用。SREBP可直接激活多種脂質(zhì)合成和攝取基因的表達(dá)，它有SREBP-1a、SREBP-1c及SREBP-2三個(gè)亞型，SREBP-1基因編碼SREBP-1a和SREBP-1c。對(duì)魚(yú)類SREBP-1基因的相關(guān)研究尚不多見(jiàn)，在對(duì)虹鱒、花鱸和大黃魚(yú)的研究中發(fā)現(xiàn)SREBP-1與人類SREBP-1a的相似性大于與人類SREBP-1c的相似性，說(shuō)明魚(yú)類SREBP-1基因可能只具有與人類SREBP-1a轉(zhuǎn)錄類似的功能(Dong Xet al. 2017)。在對(duì)飼料糖水平對(duì)草魚(yú)SREBP-1c轉(zhuǎn)錄水平的影響的研究結(jié)果中，高糖組SREBP-1c相對(duì)表達(dá)量顯著升高(孫君君等 2015)。也有研究發(fā)現(xiàn)，肝臟中的SREBP-1c被肝X受體α(LXRα)促進(jìn)表達(dá)，使脂肪酸合酶(FAS)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)等量增加，促進(jìn)脂肪酸和甘油三酯合成(Egea Met al. 2008，Horton J Det al.2002)。因而SREBP是促進(jìn)肝臟脂肪的生成并且維持細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的重要基因。

(二)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體

過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(Peroxisome proliferator-acfivated receptor,PPAR)屬于核受體超家族，能調(diào)控參與脂質(zhì)代謝的各種基因。具有α、β和γ三種亞型，其中PPARα主要在肝臟中表達(dá)，參與調(diào)節(jié)過(guò)氧化物酶的β氧化；PPARβ參與大腦及皮膚功能和脂質(zhì)代謝并廣泛表達(dá)于多種組織；PPARγ高度表達(dá)于脂肪組織，在轉(zhuǎn)錄水平上激活脂肪形成基因。在對(duì)草魚(yú)PPARα及PPARγ基因組織表達(dá)差異的研究中發(fā)現(xiàn)在肝胰臟中PPARα表達(dá)最高，而在脂肪中PPARγ表達(dá)最高(林亞秋等 2011)，在對(duì)虹鱒PPAR基因表達(dá)的研究中發(fā)現(xiàn)PPAR的三個(gè)亞型在脂肪細(xì)胞分化中起著不同的作用，其中PPARγ發(fā)揮了核心作用(Oku Het al. 2008)。海鯛攝食情況下PPARγ在脂肪組織中的表達(dá)量保持不變，但在肝臟中的表達(dá)量上升，金頭鯛在饑餓條件下，肝臟組織中PPARα基因表達(dá)量顯著升高(LeaverMJetal.2005)。綜上所述，PPAR在魚(yú)類脂肪代謝過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

(三)脂聯(lián)素

脂聯(lián)素(Adiponectin，ADPN)屬于內(nèi)源性生物活性多肽或蛋白質(zhì)，是脂肪組織中大量分泌的脂肪因子，也是調(diào)節(jié)脂肪代謝及血糖平衡的重要調(diào)節(jié)因子。球狀區(qū)域是ADPN包含的四種結(jié)構(gòu)域之一，也是ADPN生物活性的關(guān)鍵部位。虹鱒肌細(xì)胞被人類的ADPN刺激后，能夠加快脂肪酸進(jìn)行氧化分解，但沒(méi)有影響葡萄糖攝取率(Sguchez GJet al. 2012)。在對(duì)斜帶石斑魚(yú)的研究中發(fā)現(xiàn)饑餓狀態(tài)下脂聯(lián)素受體1和脂聯(lián)素受體2在下丘腦和肝臟中的表達(dá)量不變，而在肌肉和脂肪組織中的表達(dá)量上升，再投喂后恢復(fù)正常(Qin Cet al.2014)。由此可見(jiàn)，脂聯(lián)素在脂肪組織中起著維持能量平衡的重要作用。

(四)瘦素

瘦素(Leptin)是肥胖基因的產(chǎn)物，主要由脂肪組織分泌，魚(yú)類瘦素的主要合成部位在肝臟，調(diào)節(jié)魚(yú)類的攝食、糖脂代謝以及繁殖等生命活動(dòng)過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)注射瘦素組的綠色太陽(yáng)魚(yú)脂肪代謝增強(qiáng)(Londraville RLet al. 2002)，在瘦素對(duì)金魚(yú)攝食及能量平衡影響的研究中，發(fā)現(xiàn)金魚(yú)給藥10天后肝臟總脂肪含量顯著降低(De PNet al. 2006)，說(shuō)明瘦素能夠增強(qiáng)魚(yú)類脂肪代謝，緩解肝臟脂肪過(guò)度沉積。

四、展望

養(yǎng)殖魚(yú)類的脂肪肝不僅危害魚(yú)類的健康生長(zhǎng)，影響水產(chǎn)品品質(zhì)，也可能導(dǎo)致藥物濫用等安全性問(wèn)題。近年來(lái)對(duì)魚(yú)類脂肪肝的研究多集中于飼料營(yíng)養(yǎng)素搭配及能量平衡方面，但魚(yú)類脂肪肝的發(fā)生是由多種因素共同作用的結(jié)果，因此解決魚(yú)類脂肪肝問(wèn)題不能一蹴而就，應(yīng)從脂肪代謝機(jī)制著手，研究影響魚(yú)類脂肪肝發(fā)生的代謝通路，在分子水平上探討魚(yú)類脂肪肝問(wèn)題的解決方法。