劉 釗 ,劉 洋 ,郭 浪 ,鄭學(xué)斌 ,馮彬彬 ,王紅波 ,石葉忠,竺俊全

（1.寧波大學(xué) 教育部應(yīng)用海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 寧波 315832;2.新昌縣養(yǎng)殖業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 紹興 312500;3.寧波市鄞州環(huán)亞水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司,浙江 寧波 315100）

消化道是魚(yú)類(lèi)消化食物、吸收營(yíng)養(yǎng)的重要部位.魚(yú)類(lèi)消化道生物學(xué)研究主要集中在形態(tài)學(xué)、組織學(xué)及組織化學(xué)等方面,研究魚(yú)類(lèi)消化道生物學(xué)有利于探明魚(yú)類(lèi)攝食及消化吸收的相關(guān)生理機(jī)制.

目前,淡水魚(yú)類(lèi)香魚(yú)(Plecoglossus altivelis)[1]、虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[2]、光唇魚(yú)(Acrossocheilus fasciatus)[3]、蘭州鲇(Silurus lanzhouensis)[4]、馬口魚(yú)(Opsariichthys bidens)[5]、花斑裸鯉(Gymnocypris eckloni)[6]等的消化道組織形態(tài)學(xué)研究已有報(bào)道.在淡水鰍科魚(yú)類(lèi)消化道形態(tài)結(jié)構(gòu)及其組織學(xué)的研究報(bào)道中已見(jiàn)有中華沙鰍(Botia superciliaris)[7]、寬體沙鰍(Sinibotia reevesae)[8]等種類(lèi).

臺(tái)灣泥鰍(Paramisgumus dabryanusssp.)屬鯉形目(Cypriniformes)、鰍科(Cobitidae),具有個(gè)體大、生長(zhǎng)快、抗病力強(qiáng)、養(yǎng)殖產(chǎn)量高、不鉆泥易捕撈、雌雄生長(zhǎng)差異小、商品鰍規(guī)格整齊等優(yōu)點(diǎn),而且其肉質(zhì)細(xì)嫩、營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美,因此深受養(yǎng)殖業(yè)者及消費(fèi)者喜愛(ài).已有有關(guān)養(yǎng)殖臺(tái)灣泥鰍的研究主要涉及外部形態(tài)[9-10]、人工繁殖[11-12]和生長(zhǎng)特性[13]等方面,對(duì)其消化道形態(tài)結(jié)構(gòu)及組織化學(xué)的研究未見(jiàn)詳細(xì)報(bào)道.目前,魚(yú)類(lèi)消化道的研究主要集中在形態(tài)學(xué)和組織學(xué)方面,對(duì)其黏液細(xì)胞性質(zhì)及分布的研究相對(duì)較少.魚(yú)類(lèi)黏液細(xì)胞普遍存在于魚(yú)類(lèi)體表、鰓及消化道內(nèi),是一種腺體細(xì)胞,對(duì)魚(yú)類(lèi)的免疫及消化系統(tǒng)具有重要的生理作用,將黏液細(xì)胞和組織形態(tài)結(jié)構(gòu)相結(jié)合進(jìn)行研究更能系統(tǒng)反映魚(yú)類(lèi)消化道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).

本研究采用活體解剖、石蠟切片及愛(ài)先藍(lán)-糖原(AB-PAS)染色技術(shù)研究臺(tái)灣泥鰍消化道的形態(tài)、組織學(xué)結(jié)構(gòu)及其黏液細(xì)胞的分布,旨在了解臺(tái)灣泥鰍消化道的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn),為探明其消化生理機(jī)制積累資料,也為養(yǎng)殖臺(tái)灣泥鰍提供參考.

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用臺(tái)灣泥鰍成魚(yú)30 尾,由寧波市鄞州環(huán)亞水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司提供,平均體長(zhǎng)(17.01±0.55)cm,平均體質(zhì)量(33.01±3.74)g.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 解剖觀察

用毛巾擦干魚(yú)體表面水分,測(cè)量其體長(zhǎng)及體質(zhì)量.活體解剖觀察其消化系統(tǒng)組成及外部形態(tài)特征,測(cè)定其體長(zhǎng)、體質(zhì)量、腸長(zhǎng)等指標(biāo).

1.2.2 組織切片觀察

取臺(tái)灣泥鰍消化道(舌、口咽腔、食道、前腸、中腸、后腸等)部分組織,切成小塊或小段,在波恩氏液(Bouin’s)中固定24 h,經(jīng)酒精梯度脫水、二甲苯透明、石蠟包埋后采用YD-202 型切片機(jī)(浙江聚能儀器設(shè)備有限公司)連續(xù)切片,切片厚度6～8 μm,切片經(jīng)H·E 染色、中性樹(shù)膠封片后用DS-Ri2 型尼康顯微鏡(上海洛歆光電有限公司)觀察與攝像.

1.2.3 AB-PAS 染色與黏液細(xì)胞觀察

采用AB-PAS 染色技術(shù)染色,中性樹(shù)膠封片,統(tǒng)計(jì)消化道中黏液細(xì)胞種類(lèi)及分布情況.根據(jù)黏液細(xì)胞中含有黏多糖種類(lèi)(中性黏多糖、酸性黏多糖)和含量的不同,將黏液細(xì)胞分為I 型黏液細(xì)胞(只含中性黏多糖)、II 型黏液細(xì)胞(只含酸性黏多糖)、III 型黏液細(xì)胞(含大量中性黏多糖及少量酸性黏多糖)、IV 型黏液細(xì)胞(含大量酸性黏多糖及少量中性黏多糖).I 型黏液細(xì)胞與AB 反應(yīng)為陰性,與PAS 反應(yīng)為陽(yáng)性,染色后呈紅色;II 型黏液細(xì)胞與AB 反應(yīng)為陽(yáng)性,與PAS 反應(yīng)為陰性,染色后呈藍(lán)色;III 型黏液細(xì)胞與AB 及PAS 反應(yīng)均為陽(yáng)性,染色后呈紫紅色;IV 型黏液細(xì)胞與AB 及PAS 反應(yīng)均為陽(yáng)性,染色后呈藍(lán)紫色[14].在顯微鏡下對(duì)各組織中的黏液細(xì)胞類(lèi)型及數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),每張切片隨機(jī)選取6 個(gè)視野(每個(gè)視野范圍1 000 μm×1 000 μm)進(jìn)行觀察統(tǒng)計(jì),每個(gè)組織分別取3 張切片.

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Photoshop CS5 軟件測(cè)定消化道各段黏膜皺褶的高度、黏膜下層厚度、環(huán)肌層和縱肌層厚度.采用SPSS 25.0 軟件統(tǒng)計(jì)分析體長(zhǎng)、體質(zhì)量、腸長(zhǎng)和黏液細(xì)胞數(shù)量等,結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示.

2 結(jié)果

2.1 消化系統(tǒng)組成及形態(tài)特征

臺(tái)灣泥鰍消化系統(tǒng)由消化道和消化腺組成.消化道由口咽腔(舌)、食道和腸道組成.舌短小、食道粗短且壁厚.腸道無(wú)盤(pán)曲、直形,可分為前、中、后腸.前腸較粗且中央略膨大;中腸腸徑小于前腸;后腸腸徑最小,末端以肛門(mén)開(kāi)口于體外.消化腺為肝胰臟,包裹在腸道前端膨大部分;膽囊橢球形,位于肝胰臟之間,與前腸系膜相連(圖1).實(shí)驗(yàn)測(cè)得30 尾臺(tái)灣泥鰍的腸指數(shù)(腸長(zhǎng)與體長(zhǎng)比)為0.50±0.04.

圖1 臺(tái)灣泥鰍消化系統(tǒng)解剖圖

2.2 消化道組織學(xué)結(jié)構(gòu)特征

2.2.1 口咽腔

口咽腔黏膜層上皮為復(fù)層扁平上皮,含較多杯狀細(xì)胞,味蕾明顯可見(jiàn)(圖2(a)和(b)),味蕾的味孔開(kāi)口于黏膜層表面,上皮之下為固有膜,由致密結(jié)締組織構(gòu)成(圖2(c)).固有膜下的黏膜下層為疏松結(jié)締組織(圖2(b)和(c)).

2.2.2 食道

食道壁由黏膜層、黏膜下層、肌層以及漿膜構(gòu)成.黏膜層向腔內(nèi)突起形成許多縱行皺襞(圖2(d)),黏膜層上皮為復(fù)層扁平上皮,上皮細(xì)胞間散布較多杯狀細(xì)胞(黏液細(xì)胞)(圖2(f)).上皮之下為固有膜,由結(jié)締組織構(gòu)成.固有膜下為黏膜下層,亦為結(jié)締組織(圖2(e)).肌層很厚,為橫紋肌,包括內(nèi)環(huán)肌和外縱肌,環(huán)肌較縱肌發(fā)達(dá).最外層為漿膜(圖2(e)).

2.2.3 腸道

腸道由黏膜層、黏膜下層、肌層和漿膜構(gòu)成.黏膜層由上皮層和固有膜構(gòu)成,黏膜層突起形成許多縱行皺襞,稱(chēng)腸絨毛.前、中、后腸黏膜層上皮均為單層柱狀上皮,上皮細(xì)胞間均含有杯狀細(xì)胞.腸道的肌層都由內(nèi)環(huán)肌和外縱肌構(gòu)成,為平滑肌.腸道最外層為漿膜,由疏松結(jié)締組織和一層間皮構(gòu)成.

前腸: 黏膜皺襞發(fā)達(dá),腸絨毛高且間隔小,占據(jù)腸腔的大部分空間,腸絨毛上部有較多分支(圖3(a)).黏膜層的柱狀上皮細(xì)胞間散布較多杯狀細(xì)胞,上皮細(xì)胞游離面紋狀緣發(fā)達(dá)(圖3(c)).上皮之下為固有膜,固有膜之下為黏膜下層,兩者都由結(jié)締組織構(gòu)成,含血管(圖3(b)和(c)).肌層較厚,內(nèi)環(huán)肌較外縱肌厚.最外層漿膜薄(圖3(b)).消化道各部分組織形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)定見(jiàn)表1.

表1 臺(tái)灣泥鰍消化道組織形態(tài)學(xué)參數(shù) μm

圖3 臺(tái)灣泥鰍腸道組織學(xué)結(jié)構(gòu)

中腸: 黏膜皺襞發(fā)達(dá)程度不及前腸,腸絨毛比前腸低、比后腸高,相鄰腸絨毛間隔一定距離(圖3(d)).上皮中有較多杯狀細(xì)胞,紋狀緣較發(fā)達(dá)(圖3(e)).固有膜及黏膜下層由結(jié)締組織構(gòu)成,分布有血管(圖3(e)和(f)).肌層較厚,由內(nèi)環(huán)肌和外縱肌構(gòu)成,且兩者厚度接近.漿膜層薄(圖3(e)).

后腸: 黏膜皺襞不發(fā)達(dá)(圖3(g)).腸絨毛低矮,但黏膜層上皮中仍有較多杯狀細(xì)胞(圖3(h)).黏膜層上皮之下為固有膜結(jié)締組織,固有膜之下為黏膜下層,由疏松結(jié)締組織構(gòu)成.肌層厚度明顯低于前腸和中腸,由內(nèi)層環(huán)肌與外層縱肌構(gòu)成,環(huán)肌層比縱肌層厚.最外層為一薄層漿膜(圖3(h)).

2.3 消化道黏液細(xì)胞類(lèi)型及分布

臺(tái)灣泥鰍腸道中各種類(lèi)型黏液細(xì)胞分布情況見(jiàn)表2.

表2 臺(tái)灣泥鰍消化道黏液細(xì)胞類(lèi)型及分布 個(gè)·mm-2

臺(tái)灣泥鰍消化道分布有II 型、Ⅲ型及IV 型黏液細(xì)胞,I型黏液細(xì)胞未觀察到,其中前腸前段和后腸后段只發(fā)現(xiàn)IV 型黏液細(xì)胞.舌上黏膜層分布有II 型及IV 型黏液細(xì)胞,IV 型黏液細(xì)胞的分布密度大于II 型(圖4(a)～(c)).口咽腔上皮分布有II 型和IV型黏液細(xì)胞,以IV型黏液細(xì)胞為主(圖4(d)～(f)).食道中黏膜上皮中分布有Ⅱ型、Ⅲ型和IV 型黏液細(xì)胞,其中II 型及IV 型黏液細(xì)胞的分布密度較高,而Ⅲ型黏液細(xì)胞的分布密度較低(圖4(g)～(i)).腸道各段黏膜皺襞的上皮層中,前、中、后腸黏膜上皮分布有Ⅲ型及IV 型黏液細(xì)胞,以IV 型為主,Ⅲ型分布密度低.前腸前段只見(jiàn)IV 型黏液細(xì)胞分布,前腸后段至后腸前段均分布有Ⅲ型和IV 型黏液細(xì)胞,而后腸后段未見(jiàn)Ⅲ型黏液細(xì)胞分布(圖5).

圖4 臺(tái)灣泥鰍舌、口咽腔、食道中各型黏液細(xì)胞分布

3 討論

臺(tái)灣泥鰍口咽腔黏膜被覆復(fù)層扁平上皮,黏膜層含較多黏液細(xì)胞及味蕾,舌上皮和口咽腔上皮中分布有Ⅱ型和Ⅳ型黏液細(xì)胞,可以分泌較多酸性黏液物質(zhì),具有潤(rùn)滑以及避免微生物感染的功能[15].魚(yú)類(lèi)口腔中的味蕾能感知和分辨不同種食物,而位于咽部的味蕾可以觸動(dòng)魚(yú)類(lèi)的吞咽活動(dòng)反射[16],臺(tái)灣泥鰍口咽腔中的味蕾能起到分辨和選擇食物的作用.

臺(tái)灣泥鰍食道很短,只占消化道長(zhǎng)度的極小部分(約1/15),上皮中含有大量Ⅱ型、Ⅳ型黏液細(xì)胞和少量Ⅲ型黏液細(xì)胞,Ⅱ型和Ⅳ型黏液細(xì)胞主要分泌酸性黏液物質(zhì),其不僅可潤(rùn)滑通過(guò)食道的食物,同時(shí)有抗菌及保護(hù)黏膜作用[17].食道肌層非常發(fā)達(dá),由橫紋肌構(gòu)成,橫紋肌的伸縮運(yùn)動(dòng)能有效地將食物擠壓、碾碎,并推動(dòng)食物進(jìn)入腸道,在此過(guò)程中杯狀細(xì)胞分泌黏液起協(xié)同作用[18].

孟慶聞等[19]研究認(rèn)為鰍科魚(yú)類(lèi)中只有條鰍屬(Nemacheilus)具有典型的胃.中華刺鰍(Sinobdella sinensis)有一個(gè)呈現(xiàn)“V”字形的胃[20].細(xì)鱗泥鰍(Misgurnus mizolepis)的腸道稍長(zhǎng)于其體腔長(zhǎng)度,且無(wú)胃[21].黃飛等[22]觀察到勻斑裸胸鱔(Gymnothorax reevesii)消化道黏膜層中具有管狀胃腺,故推斷其為有胃魚(yú)類(lèi).本研究發(fā)現(xiàn),臺(tái)灣泥鰍的食道之后即為腸道,腸道是一條無(wú)盤(pán)曲的管道.前腸膨大,食物的容納量最大,可以起到近似胃的作用,但組織學(xué)結(jié)果顯示,臺(tái)灣泥鰍消化道各段各層中均未發(fā)現(xiàn)胃腺組織,屬無(wú)胃魚(yú)類(lèi).臺(tái)灣泥鰍雖然無(wú)胃,但不影響其正常的消化吸收功能[23].

魚(yú)類(lèi)的腸道長(zhǎng)度是消化道形態(tài)學(xué)測(cè)量的重要指標(biāo)之一,腸指數(shù)是推測(cè)魚(yú)類(lèi)食性的重要參數(shù).通常肉食性魚(yú)類(lèi)的腸道比雜食性和草食性魚(yú)類(lèi)的腸道短[24].張杏波等[25]發(fā)現(xiàn),一般草食性魚(yú)類(lèi)的腸指數(shù)大于2,而肉食性魚(yú)類(lèi)的腸指數(shù)小于2/3.而本研究測(cè)量得出臺(tái)灣泥鰍的腸指數(shù)為0.50±0.04,與肉食性魚(yú)類(lèi)的腸指數(shù)相似,但實(shí)際上臺(tái)灣泥鰍屬雜食性魚(yú)類(lèi).經(jīng)比較發(fā)現(xiàn),臺(tái)灣泥鰍的腸指數(shù)與泥鰍、大鱗副泥鰍等鰍科魚(yú)類(lèi)相近(腸指數(shù)均小于2/3),但卻是雜食性為主,說(shuō)明腸指數(shù)低于2/3 的魚(yú)類(lèi)并非都為肉食性魚(yú)類(lèi).在異尾高原鰍、西藏高原鰍等魚(yú)類(lèi)中,其較低的腸指數(shù)與它們?nèi)馐承韵喾?而西昌華吸鰍和峨眉后平鰍的腸指數(shù)均大于1,也與它們雜食性相符(表3).

表3 部分鰍科、平鰭鰍科魚(yú)類(lèi)腸指數(shù)與食性的關(guān)系

關(guān)于無(wú)胃魚(yú)類(lèi)的腸道分段,林浩然[30]認(rèn)為魚(yú)類(lèi)食道之后的消化道統(tǒng)稱(chēng)腸道,無(wú)需進(jìn)行分段;陳國(guó)華等[31]根據(jù)波紋唇魚(yú)(Cheilinus undulates)腸道的回折、鮑氏瓣的位置以及組織學(xué)特征,將腸道分為小腸前部、小腸后部和直腸;羅江波等[3]以光唇魚(yú)(Acrossocheilus fasciatus)腸道的第一個(gè)和最后一個(gè)回折為界,將其劃分為前、中、后腸三部分;Bo?ina等[23]根據(jù)雀鱔(Belone belone)腸道黏膜層中黏液細(xì)胞類(lèi)型的不同,將腸道分為前、后兩部分.本研究通過(guò)組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn),臺(tái)灣泥鰍的腸道前段最粗,腸腔內(nèi)黏膜皺襞最密集、最高;腸道中段比前腸細(xì),黏膜皺襞高度下降、數(shù)量變少;腸道后段最細(xì),黏膜皺襞最低矮,大多不形成指狀結(jié)構(gòu).腸道前、中、后三段間的組織學(xué)結(jié)構(gòu)差異較大,因此可將臺(tái)灣泥鰍的腸道分為前腸、中腸和后腸三部分.臺(tái)灣泥鰍腸道黏膜皺襞高度由前往后明顯呈下降趨勢(shì),與西昌華吸鰍、峨眉后平鰍[29]、貝氏高原鰍(Triplophysa bleekeri)[32]等類(lèi)似,而與皇冠沙鰍(Chromobotia macracanthus)[33]等不同.

臺(tái)灣泥鰍前腸最為膨大,其黏膜皺襞和紋狀緣最為發(fā)達(dá),并且占據(jù)了腸腔的大部分空間,有效擴(kuò)大了消化吸收面積,表明前腸具有強(qiáng)大的消化吸收功能.前腸前段僅分布有Ⅳ型黏液細(xì)胞,前腸后段開(kāi)始出現(xiàn)Ⅲ型黏液細(xì)胞,中腸及后腸前段均分布有Ⅲ型和Ⅳ型2 種黏液細(xì)胞,后腸后段Ⅲ型黏液細(xì)胞消失.前腸前段黏液細(xì)胞與食道類(lèi)似,能分泌較多的酸性黏液物質(zhì),食物經(jīng)過(guò)食道和腸道前端時(shí)可被酸性黏液物質(zhì)軟化以便后續(xù)消化[34].軟化后的食物進(jìn)入前腸后段,前腸后段、中腸至后腸前段除了含有大量Ⅳ型黏液細(xì)胞外還分布有一定數(shù)量的Ⅲ型黏液細(xì)胞.Ⅲ型黏液細(xì)胞是一種中性黏液細(xì)胞,其在腸道內(nèi)可與堿性磷酸酶共存,從而起到消化食物的作用,同時(shí)其分泌的中性黏液物質(zhì)可以在一定程度上中和腸道內(nèi)其他細(xì)胞分泌的酸性物質(zhì),以此保護(hù)腸道上皮免受損傷.據(jù)研究[35],某些魚(yú)類(lèi)腸道的Ⅲ型黏液細(xì)胞對(duì)短時(shí)間的饑餓脅迫后恢復(fù)進(jìn)食具有較強(qiáng)的敏感性.食物到達(dá)后腸后段時(shí),消化吸收作用基本完成,后腸后段僅有的Ⅳ型黏液細(xì)胞分泌大量酸性黏液物質(zhì),這不僅有助于臺(tái)灣泥鰍排出未被消化完全的食物殘?jiān)图S便,還能阻止外界環(huán)境中細(xì)菌等病原微生物從肛門(mén)入侵.另有研究報(bào)道[36],腸道末端分泌的酸性黏液與泥鰍腸道的輔助性氣呼吸作用有關(guān).

4 結(jié)語(yǔ)

臺(tái)灣泥鰍屬無(wú)胃雜食性魚(yú)類(lèi).口咽腔及舌上皮具有較好的耐磨性,在食物的選擇和甄別方面發(fā)揮重要作用.食道粗短,主要起吞咽食物作用.腸道較短,但在食物的消化吸收方面發(fā)揮重要作用.消化道中含有豐富的黏液細(xì)胞,有助于潤(rùn)滑食物,發(fā)揮抗菌及消化吸收作用.臺(tái)灣泥鰍消化道各部的形態(tài)、組織學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及黏液細(xì)胞分布特征與其功能相適應(yīng).