Mo6＋对草鱼幼鱼的急性毒性及部分组织结构的影响

任洪涛，林霖

（河南科技大学动物科技学院，河南洛阳471003）

Mo6＋对草鱼幼鱼的急性毒性及部分组织结构的影响

任洪涛，林霖

（河南科技大学动物科技学院，河南洛阳471003）

为了解Mo6＋的毒性积累和毒性机制，以及草鱼（Ctenopharyngodon idellus）的健康饲养提供参考，采用静水测试法研究了养殖水体中不同质量浓度Mo6＋（0mg／L，15．33mg／L，30．67mg／L，61．33mg／L，122．66mg／L，245．32mg／L）对草鱼幼鱼鳃、肝胰脏及心脏组织结构的影响。结果表明：Mo6＋对草鱼24h、48h和96h的半数致死浓度（LC50）分别为1．553 6mg／L、1．000 7mg／L和0．000 1mg／L，由公式（48hLC50×0．3）／（24hLC50／48hLC50）2和96hLC50×0．1计算的安全质量浓度分别为0．543mg／L 和0．001mg／L。中毒后草鱼鳃的鳃小片卷曲、变短，呼吸上皮细胞水肿变性并部分脱落，细胞开始出现破裂，细胞液溢出，细胞核出现轻微的聚集状况；肝脏的肝细胞出现严重水样变性，并且血窦扩张，伴随细胞溶解、浑浊变性和轮廓模糊，形成局部的点状病灶；心脏的肌纤维细胞体积增大，单位视野内细胞数变少，细胞核形态异常，以及局部的细胞空泡变性，但出现少量细胞核偏移和密集并且细胞轮廓模糊，肌纤维有轻微断裂现象。

Mo6＋；草鱼；鱼鳃；肝胰脏；心脏；损伤

鱼类作为人类重要的优质蛋白质来源之一被广泛食用，但近年来随工业快速发展，大量工业废水以及鱼类饲料中所含有的过量重金属离子流入水域中，使鱼的生存水环境受到严重污染，同时也影响了鱼类的品质。重金属在食物链中具有富集作用，会随生物等级的升高而富集，被人食用后会在各个组织器官进行累积，从而引发机体慢性中毒，危害健康，甚至危及生命［1］。钼（molybdenum，Mo）是动物和人体的必需微量元素，自然界中钼主要以可溶性钼酸盐（MoO42－）形式存在，Mo6＋是黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亚硫酸氧化酶等组成部分和活性中心，钼的生物学功能主要通过这些酶体现，能提高动物的生产性能，促进动物生长，对动物的免疫、代谢和发育等起着重要作用［1］，但钼过量会引起动物中毒［2－3］。

我国的钼矿探明储量世界第一，其中洛阳地区拥有钼金属储量206万t，占世界总储量的9%，与加拿大的钼储量相当，占我国总储量的26%，为世界第一大钼储量。洛阳地区淡水水产养殖水环境受到钼的影响比其他地区严重，因此，有必要深入研究钼对淡水鱼类的影响。草鱼作为我国淡水养殖四大家鱼之一，也是主要的池塘养殖品种，养殖范围与面积非常广；总产量居于所养水产品种的前列。目前，有关草鱼的研究主要集中在营养价值、转基因抗病、人工繁殖、疾病防治等方面，而对于养殖水环境中重金属钼污染对草鱼毒性效应方面的研究较少。为此，笔者于2014年12月研究了养殖水体中不同浓度Mo6＋对草鱼鱼鳃、肝胰脏和心脏组织的影响，为了解Mo6＋的毒性积累和毒性机制，以及草鱼的健康饲养提供参考。

1材料与方法

1．1材料

试验草鱼采自洛阳市郊的鱼苗场，健壮，体长（10．0±1．0）cm，体重（10．0±3．0）g，从鱼苗场运回后在水族箱（40cm×25cm×25cm）中驯养1周再进行试验。钼酸钠（Na2MoO4·2H2O），分析纯，上海化学试剂总厂生产，试验前用钼酸钠配制成不同浓度的溶液（每个水族箱15L），将配制好的毒液于空气中暴露48h后进行试验。试验用水为自来水，水温17～18℃，pH 7．9，溶解空气13．627 2cm3／L，溶解氧4．608 9cm3／L，水硬度33．14meq／L。

1．2预试验

用钼酸钠以10倍之差配制5个浓度，每一浓度用5条鱼苗浸染48h，分别找出Mo6＋的100%致死浓度与最小致死浓度。同时记录不同浓度组草鱼的反应。

1．3急性毒性试验

将草鱼随机分为6组，Ⅰ～Ⅵ组Mo6＋浓度分别为0mg／L（对照组）、15．33mg／L、30．67mg／L、61．33mg／L、122．66mg／L和245．32mg／L，每组3次重复，每重复10条鱼，放在水族箱内试验6d。试验过程中观察桶内鱼苗的生活状况，并记录24h、48 h、96h和144h各组鱼的死亡数（死亡标准为鱼腹部向上，鳃盖停止运动）。

1．4样品采集

及时捞出各浓度组死亡的草鱼，取出肝胰脏、鱼鳃及心脏组织，经生理盐水漂洗后，用Bouin氏液固定，用各级乙醇逐级脱水、包埋、定位、切片、H．E染色，显微观察并拍照。

1．5统计分析

试验数据采用Excel软件进行整理。根据各组鱼的死亡数计算平均死亡率，用直线内插法求出半数致死质量浓度（LC50），安全浓度（SC）。

2结果与分析

2．1中毒症状

草鱼在Mo6＋高浓度组水体中躁动不安，快速游动，用头部撞击水族箱壁。随染毒时间的延长，低浓度组出现适应症状，即游泳趋于平静，大部分鱼活动自由，未出现明显的中毒症状。高浓度组在染毒时间延长后部分鱼苗出现平衡能力下降，在水中侧翻打转、急速游动、上下直窜，与水面成45°角，头露出水面游动，偶尔跃出水面，最后鱼体上浮直至死亡。鱼死亡时胸鳍展开及鳃盖张开呈呼吸困难状态。中毒鱼体表黏液增多，鳃丝肿胀，肝肿大、色泽变暗，胆囊肿大、胆汁充盈，肾脏充血色泽变暗。

2．2急性毒性

从表1可知，Mo6＋浓度与草鱼平均死亡率间呈明显的时间效应和剂量效应关系，在相同时间内，草鱼死亡率随Mo6＋浓度升高而增加；在相同浓度下，草鱼死亡率随染毒时间延长而增加。草鱼24h的LC50为1．553 6mg／L，48h为1．000 7mg／L，96h 为0．000 1mg／L（表2）；SCⅠ为0．543mg／L，SCⅡ为0．001mg／L。

表1 草鱼在不同质量浓度Mo6＋和暴露时间下的死亡率Table 1 The mortality of juvenile C．idellus under different Mo6＋concentration and exposure time%

表2 Mo6＋对草鱼的急性毒性试验线性回归方程及半数致死质量浓度Table 2 Linear regression equations for Mo6＋acute toxicity of juvenile C．idellus and LC50concentration

2．3组织结构变化

2．3．1腮组织 对照组鳃丝和鳃小片泌氯细胞较少，呼吸上皮细胞与柱状细胞排列整齐规则（图1－1）；在Mo6＋122．66mg／L作用24h后鳃丝毛细血管扩张，柱状细胞空泡变形，上皮组织增生，部分泌氯细胞肿大空泡化，泌氯细胞增生，呼吸上皮细胞水肿变性，并且出现部分脱落，鳃小片基部毛细血管破裂，红细胞溢出，柱状细胞排列不规则，鳃小片卷曲（图1－2）；浸染96h后，鳃小片卷曲、变短，呼吸上皮细胞水肿变性，上皮细胞部分脱落，细胞开始出现破裂，细胞液溢出，细胞核出现轻微聚集（图1－3、4，表3）。

表3 Mo6＋122．66mg／L不同浸染时间下草鱼鳃组织的结构特征Table 3 Structural feature of juvenile C．idellus gill under different exposure time to 122．66mg／L Mo6＋concentration

图1 Mo6＋122．66mg／L浸染下草鱼鳃的显微结构（×40）Fig．1 Microstructure of juvenile C．idellus gill under 122．66mg／L Mo6＋concentration and exposure time（×40）

2．3．2肝胰脏组织 对照组肝细胞轮廓清晰，肝细胞排列整齐，肝血窦大小正常，未出现肝细胞核溶解和坏死（图2－1）。在Mo6＋122．66mg／L浸染24h后肝细胞肿胀，细胞核肿大、偏移和溶解，并出现肝细胞空泡化但未坏死（图2－2）；浸染96h后肝细胞出现严重水样变性，并且血窦扩张，伴随细胞溶解、浑浊变性和轮廓模糊，形成局部的点状病灶（图2－3）；浸染144h后出现严重的肝细胞肿大、细胞空泡化和细胞轮廓模糊，细胞溶解较96h时变化不大，但出现大量的点状病灶（图2－4，表4）。

图2 Mo6＋122．66mg／L浸染下草鱼肝胰脏的显微结构（×40）Fig．2 Microstructure of juvenile C．idellus hepatopancreas under 122．66mg／L Mo6＋concentration and exposure time（×40）

2．3．3心脏组织 对照组心脏肌原纤维细胞核明显，肌原纤维纵横切面明显，在肌原纤维交界处可见闰盘（图3－1）。在Mo6＋122．66mg／L浸染24h后毛细血管增多，肌原纤维细胞核出现偏移但不明显（图3－2）；浸染96h后肌纤维细胞核出现不同程度的偏移但数量不多，显微结构显示肌纤维有裂开痕迹，肌纤维细胞核有不同程度缩小（图3－3）；浸染144h后肌纤维细胞体积增大，单位视野内细胞数变少，细胞核形态异常，以及局部的细胞空泡变性，出现少量细胞核偏移和密集并且细胞轮廓模糊，肌纤维有轻微断裂现象（图3－4，表5）。

表4 Mo6＋122．66mg／L不同浸染时间下草鱼肝胰脏组织的结构特征Table 4 Structural feature of juvenile C．idellus hepatopancreas under different exposure time to 122．66mg／L Mo6＋concentration

图3 Mo6＋122．66mg／L浸染下草鱼的心脏显微结构（×40）Fig．3 Microstructure of juvenile C．idellus heart under 122．66mg／L Mo6＋concentration and exposure time（×40）

表5 Mo6＋122．66mg／L不同时间浸染下草鱼心脏组织的结构特征Table 5 Structural feature of juvenile C．idellus heart under different exposure time to 122．66mg／L Mo6＋concentration

3结论与讨论

3．1Mo6＋对草鱼的急性毒性

钼是动物必需的微量元素，是构成黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亚硫酸氧化酶等重要的组成部分和活性中心有关，其中黄嘌呤氧化酶对机体组织器官特别是肝脏有重要的保护作用，醛氧化酶的主要作用是维持动物机体正常生理代谢和生殖机能的正常运行，参与多种生理调节，将体内形成的有毒醛氧化为无毒酸，缓解醛类对机体的毒害作用，同时参与细胞内电子传递，在与代谢和繁殖相关的生理活动中起重要作用；另外钼对动物机体内的肝微粒体苯胺羟化酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、乳酸脱氢酶、血清铜蓝蛋白、SOD以及黄嘌呤氧化酶等这些含铜酶和含钼酶的活性都产生影响［4－7］。若机体摄入过多钼，会造成多种组织器官损伤［2－3］。试验结果表明，草鱼在放入含钼溶液后出现不安症状，游动加快，上下窜动，常浮出水面等。与其他重金属离子对鱼类的毒理试验症状一致［8－15］。Mo6＋浓度与草鱼的平均死亡率间呈明显的时间效应和剂量效应关系，24h、48h和96h的LC50分别为1．553 6mg／L、1．000 7mg／L和0．000 1mg／L，SCⅠ为0．543mg／L，SCⅡ为0．001mg／L。

3．2Mo6＋对草鱼组织器官的损伤

鳃是鱼类呼吸、渗透调节、过滤食物以及氨氮排泄的主要器官，鳃结构的损伤往往会影响鳃的呼吸作用、离子平衡、酸碱平衡、食物摄取及含氮废物的排泄等正常生理活动［16］。因此，鳃的形态学研究被认为是环境监测的一个有效指示器。鳃有很大的表面积，是连接鱼体与外部环境的主要通道，所以鳃是一些外源性化学物质的第一靶器官［17］。有研究认为，鳃小片上皮细胞的增生以及基部上皮组织的变厚属于典型的防御机制和适应性机制。鳃上皮增生变厚增加了外界环境和血液之间的距离，相当于阻碍外界污染物进入鱼体内的屏障［22－23］。试验结果表明，草鱼在高浓度Mo6＋的作用下，其鳃丝毛细血管扩张，上皮组织增生，泌氯细胞增生，呼吸上皮细胞水肿变性，鳃小片卷曲、融合、变短，呼吸上皮细胞大面积脱落。与草鱼［17］、团头鲂［18］、麦瑞加拉鲮鱼［19］、孔雀鱼［20］以及食蚊鱼［21］在外源污染物作用下其鳃上皮细胞增生、鳃小片的萎缩相一致。

肝脏是鱼类代谢和积累重金属离子的主要器官，其功能是排毒，对来自体内和体外的许多非营养性物质如各种药物、毒物以及体内某些代谢产物具有生物转化作用，将其彻底分解或以原形排出体外。所以重金属对肝细胞结构的破坏无疑将影响到鱼类的代谢功能。试验结果表明，草鱼在高浓度Mo6＋的作用下肝细胞肿大、水样变性、细胞空泡化和细胞轮廓模糊，并且伴随细胞核溶解偏移，出现点状病灶，说明肝脏受到一定损伤。该病理学现象与其他水体污染物中类似，如鱼在有机化合物胁迫下出现充血、血窦扩张及肝细胞出现空泡化［24－26］。

心脏是动物体血液循环的中枢。重金属离子被鱼体组织吸收后，随血液循环到达各组织器官，妨碍组织细胞代谢过程而出现组织学的超微损伤［27］。目前，重金属对鱼类心脏损伤的研究较少，为此本试验对心脏作组织切片观察，草鱼在较高浓度Mo6＋的作用下，肌纤维细胞体积增大，单位视野内细胞数变少，细胞核形态异常，以及少量细胞核偏移和密集并且细胞轮廓模糊，肌纤维有轻微断裂现象。与王兰等［28］报道江华溪蟹受镉中毒的结果一致。

综上所述，不同浓度Mo6＋溶液对草鱼鳃、肝脏和心脏3个器官产生了不同程度的组织损伤，且损伤程度随处理剂量的递增和时间的延长而加强，因此器官组织病理学可作为污染生物学监测指标，鱼类可作为评估Mo6＋有害作用的有效实验模型。在生产中应注意水质的监测和管理，防止Mo6＋对鱼的毒害。

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（责任编辑：冯 卫）

园艺·中药材

Horticulture·CHinese Herbal Medicimes

Effects of Mo6＋on Acute Toxicity and Part Histological Structure of Juvenile Ctenopharyngodon idellus

REN Hongtao，LIN Lin
（College of Animal Science and Technology，Henan University of Science and Technology，Luoyang，Henan 471003，China）

The effects of different Mo6＋concentration on gill，hepatopancreas and heart structure of juvenile C．idellus were analyzed by the still water test to discuss Mo6＋toxicity accumulation and mechanism and to provide a reference for healthy breeding of C．idellus．Results：LC50of juvenile C．idellus exposure to Mo6＋for 24h，48hand 96his 1．553 6mg／L，1．000 7mg／L and 0．000 1mg／L respectively．The safe quality concentration is 0．543mg／L and 0．001mg／L according to（48hLC50× 0．3）／（24hLC50／48hLC50）2and 96hLC50×0．1formula separately．The gill of juvenile C．idellus exposure to Mo6＋appears curly and shorter gill lamellaes，hydropic degeneration of respiratory epithelial cells，defulvium of part epithelial cell，rupture of cells，cytolymph spill and slightly aggregation of nucleus．The hepatocyte of juvenile C．idellus exposure to Mo6＋emerges hydropic degeneration，sinus dilation and partial dotted nidi with cytolysis．The cardiac muscle fiber cells of juvenile C．idellus exposure to Mo6＋show volume enlargement，less cell population，abnormal nucleus morphology，partial vacuolar degeneration，shift and aggregation of a few nucleus and slightly muscle fiber breakage．

Mo6＋；Ctenopharyngodon idellus；gill；hepatopancreas；heart；damage

S965．112

A

1001－3601（2016）02－0078－0111－06

2015－12－14；2016－01－11修回

河南科技大学博士科研启动基金项目“钼对鲤鱼分子作用机理的研究”（09001760）；河南科技大学科学研究基金项目（2014QN059）

任洪涛（1977－），男，讲师，博士，从事水生动物生物生态研究。E－mail：hthn2012＠163．com