几种常见淡水鱼红细胞流变性的实验研究

刘剑刚，张大武，董瑞红

(中国中医科学院 西苑医院心血管病中心 中国中医科学院 心血管病研究所，北京 100091)

几种常见淡水鱼红细胞流变性的实验研究

刘剑刚，张大武，董瑞红

(中国中医科学院 西苑医院心血管病中心 中国中医科学院 心血管病研究所，北京 100091)

摘要鱼类血液的流变性(rheology)是其血液循环中重要的生理机制，检测6种常见淡水鱼的血液黏度和红细胞流变性，比较常见淡水鱼血液的流变性差异，提供正常淡水鱼的血液流变学(Hemorheology)生理参数。采用鲫鱼(Crucian carp)、草鱼(Grass Carp)、鲤鱼(Carp)、罗非鱼(Tilapia)、鲈鱼(Common Sea perch)和团头鲂(Megalobrama amblycephala) 6种常食用的淡水鱼，每种鱼类各6条，鱼尾静脉取血，肝素抗凝，以锥-板法检测鱼的血液黏度、激光衍射法检测红细胞变形性、光密度法检测红细胞聚集性指标。血液黏度的比较，低剪切率1 s-1下鲤鱼的血液黏度为(20.78±2.60)mpa·s，和鲤鱼的血液黏度相比，武昌鱼(16.86±2.94)mpa·s和加州鲈鱼(15.55±2.57)mpa·s的血液黏度较低(P<0.05), 血液黏度从高到低依次为罗非鱼(19.09±3.01)mpa·s、草鱼(18.35±2.04)mpa·s、鲫鱼(17.11±3.03)mpa·s，在120 s-1高剪切率下，几种淡水鱼的血液黏度没有显著差异。红细胞变形性的比较，在1 500 s-1剪切率下的红细胞变形性较好的依次为鲤鱼、草鱼、武昌鱼、鲫鱼、罗非鱼和加州鲈，红细胞聚集指数的结果比较，几种淡水鱼之间没有显著差异(P>0.05)。淡水鱼的血液黏度和红细胞流变性与其在水中的生活习性和饮食结构密切相关，人工饲养的淡水鱼应重视饲料的配制对血液流变性的影响。

关键词淡水鱼；血液流变学；血液黏度；红细胞变形性；红细胞聚集

1材料与方法

1.1材料

1.1.1动物鱼龄为1～2龄，鲫鱼(学名：Carassiusauratus，简称鲫，俗名鲫瓜子)，为辐鳍鱼纲鲤形目鲤科鲫属, 体质量(200～300)g；草鱼(学名：Ctenopharyngodonidellus，简称鲩)，属鲤形目鲤科雅罗鱼亚科草鱼属，体质量(750～900)g；鲤鱼(学名：Cyprinuscarpio)，属辐鳍鱼亚纲鲤形目鲤种鲤鱼属，体质量(500～700)g；罗非鱼(学名：Oreochromismossambicus)，为慈鲷科非鲫属及口孵非鲫属等属数种鱼类，体质量(400～600)g；加州鲈鱼(学名：Micropterussalmonides)，上属鲈形目太阳鱼科，体质量(300～500)g；武昌鱼(学名：Megalobramaamblycephala，俗称团头鲂、樊口鳊鱼、团头鳊)，为辐鳍鱼纲鲤形目鲤科。淡水鱼由北京市水产科学研究所罗琳老师提供，实验前在孵化池饲养3 d。

1.1.2试剂

聚乙烯吡咯烷酮(K-30)，北京化学试剂公司生产，批号：20140912。血液黏度标准油，北京普利生集团公司提供，批号：20130115。

1.1.3实验仪器

LBY-N6型血液黏度计，北京普利生集团公司生产；LBY-BX型红细胞激光衍射测定仪，北京普利生仪器有限公司生产；LBY-BX2型红细胞功能激光测定仪，北京普利生集团公司生产。

1.2实验方法

采血前12 h不喂食，淡水鱼尾静脉取血，肝素真空管(LH)抗凝，室温下静置1 h后用于测定。实验中对动物的处理方法符合中华人民共和国科学技术部颁发的《关于善待实验动物的指导性意见》和《北京市实验动物福利伦理审查指南》的要求。

671 Application of systematic simulation training program in flexible ureteroscopy training

血液黏度采用锥-板法测量，取其1.0、5.0、10.0、35.0和120.0 s-15个剪切率下的全血黏度。红细胞变形性采用激光衍射法，采用锥一板测试结构，红细胞悬浮液的浓度为15%PVP的PBS中性溶液(pH 7.4)，将稀释的红细胞悬浮液注入圆台上，测试时，剪切率由100～1 500 s-1不断增加，使红细胞所受剪切力也不断增加，细胞的形态由圆形逐渐被拉长成椭圆形，计算机自动计算出红细胞变形指数。红细胞聚集指数采用光密度法测量，红细胞聚集性采用光密度法原理，将血样放在透明材料制成的圆锥板测试杯中，0.4 mL血样在600 s-1高剪切率下剪切10 s，使红细胞解聚。然后，锥-板间的旋转运动停止，红细胞重新聚集，时间为100 s，然后计算红细胞聚集指数。

1.3统计学处理

表1 6种淡水鱼血液黏度的比较

与鲤鱼组比较 *P<0.05；与罗非鱼组比较 #P<0.05

2结果

2.1几种淡水鱼的血液黏度比较

在低剪切率1 s-1下，鲤鱼的血液黏度为(20.78±2.60)mpa·s，依次为罗非鱼、草鱼、鲫鱼、武昌鱼、加州鲈鱼，其中和鲤鱼的血液黏度相比，武昌鱼、加州鲈鱼的血液黏度显著比较低。在高剪切率120 s-1下，血液黏度高低依次为鲤鱼、草鱼、武昌鱼、加州鲈和罗非鱼，但它们之间没有显著差异，而鲤鱼的血液黏度最低。结果见表1。

2.2几种淡水鱼的红细胞聚集和红细胞变形性比较

红细胞变形性的结果显示(表2)，在1 500 s-1剪切率下的红细胞变形性较好的依次为鲤鱼、草鱼、武昌鱼、鲫鱼、罗非鱼和加州鲈，红细胞聚集指数的结果比较，几种淡水鱼之间没有显著差异(P>0.05)。

表2 6 种淡水鱼红细胞流变性的比较(%， ±s)

与鲤鱼组比较 *P<0.05

3讨论

随着中国经济的快速发展，人们的生活水平逐步提高，饮食结构也在逐步发生变化，表现为肉类、饮食脂肪、糖甜饮料以及精制谷物类摄取的能量增加，饮食模式的转变增加了人们的心脑血管疾病，尤其是2型糖尿病的风险。多食用高纤维食物、粗制谷物(杂粮)和鱼类等健康食物可明显降低2型糖尿病的发病率[3，4]。淡水鱼是中国传统的水产养殖品种，养殖历史悠久。淡水鱼的营养成分也非常丰富，含有大量的优质蛋白，高度不饱和脂肪酸等，是一种高蛋白、低脂肪、低热量的食物。随着健康教育的普及和观念的转变，对优质淡水鱼类产品的需求也在不断提高[5]，特别是淡水鱼类中不饱和脂肪酸, 尤以单不饱和脂肪酸18碳烯酸(油酸)含量最高，约在18.1%～38.5%。而研究表明，单不饱和脂肪酸具有调节血脂异常、降低血小板聚集性及防治动脉粥样硬化的作用[6， 7], 所以，提高饮食中的不饱和脂肪酸的含量，是人们在现代生活中改善膳食结构的重要方向。因此，淡水鱼的生物特性和生理指数也越来越受到人们的关注。

血液流变学(hemorheology)是生物力学及生物流变学的重要组成部分，是研究血液宏观流动的性质、人类和动物体内血液的流动和细胞的变形、聚集，以及血流与血管、血液和内皮之间相互作用的重要学科。早期人们关注鱼类的流变性是鱼类外层有一层保护性黏液，而黏液含有蛋白脂的皮膜，具有黏液的流变特性，可防止它们被水流冲刷，具有抵抗重力应力的作用, 同时测量鱼的血液黏度对鱼鳃的血管阻力作用[8]。现代研究发现鱼类血液的流变性和鱼类的生物特性与哺乳动物的特征也具有明显区别。在20世纪80年代，我国学者对草鱼、青鱼等淡水鱼的血液流变性进行了研究，发现草鱼的血液黏度高于青鱼，而草鱼和青鱼的血浆黏度和哺乳动物相近[2]。限于当时测定的仪器和方法相对落后，没有进一步深入分析。近年来，相继有研究在不断更新淡水鱼的血液流变学指标，魏彬等[9]观察了虹鳟鱼、鲤鱼和尼罗罗非鱼的血液黏度值，发现在剪切率为5.75 s-1和9.60 s-1下3种鱼的血液黏度并没有显著差异，在剪切率为11.5 s-1下血液黏度虹鳟鱼>鲤鱼>尼罗罗非鱼，但文章并未给出具体数值；程超等[10]利用NXE-1B型锥-板粘度计测得剪切率为2.30 s-1下草鱼的血液黏度为(12.98±1.25)mpa·s，鳗鲡为(36.91±1.48)mpa·s, 乌鳢为(13.72±1.31)mpa·s，而血液黏度的差异来源于食性和生活水温，肉食冷水性鱼鳗鲡、乌鳢生活在水下层(水温低)，其全血黏度比草食温水性的草鱼要高，其次还和鱼类的食性相关。

本课题组对6种淡水鱼的血液黏度进行了检测，发现低剪切率下(1 s-1)的血液黏度高低依次为鲤鱼、罗非鱼、草鱼、鲫鱼、加州鲈和武昌鱼，尽管前期的研究报道用于检测血液黏度的低剪切率不尽相同，但趋势和前期的研究报道具有一致性。Puniyani等[11]的临床研究结果表明，在血液黏度约1 s-1测定血液低剪切率的黏度具有重要临床意义，而它的作用往往是不可替代的，显然，今后的国内血液黏度测定应遵循国际标准的测定规范[12]。红细胞的变形性、聚集性及血液细胞之间的相互作用是影响血液黏度的重要因素，其中红细胞的变形性是血液黏度的主要影响因素，在较低剪切率下，血液黏度的高低取决于红细胞变形和聚集性，还有血小板的聚集程度[13]。此次检测的红细胞变形性比较强的是鲤鱼、草鱼和武昌鱼，红细胞聚集指数相对较低的是草鱼和武昌鱼。

血液是黏稠的流动液体，具有弹性。在鱼类的血管系统里，血液恒定地变换着流率而从大血管流动至毛细血管的微循环系统里。鱼类生活在水中的不同层面，不同层面的温度影响着其血液流动和变形性，而血液黏度最重要的影响因素就是红细胞，红细胞是血液有形成分中含量最多的细胞，红细胞膜中骨架蛋白、膜磷脂对红细胞的流变性起制约作用。

鲤鱼是在亚洲原产的温带性淡水鱼，单独或成小群地生活于平静且水草丛生的泥底的池塘、湖泊及河流中，以水草、浮游生物以及食底栖动物为主，其适应性强，耐寒、耐碱、耐缺氧。鲤鱼引进到美国后，快速繁殖一度泛滥成灾，由于已经危害当地的生态环境，而被当作有害物种[13]。罗非鱼，又非洲鲫鱼、南洋鲫等，原指以莫桑比克为模式产地的口孵非鲫属鱼类物种，是世界水产业的重点科研培养的养殖鱼类，它有很强的适应能力，且对溶氧较少之水有极强的适应性。罗非鱼是杂食性，常吃水中植物和有机杂物，且被誉为未来动物性蛋白质的主要来源之一。血液黏度较高的鱼类，适应环境的能力较强，大多生活在水底。

草鱼是中国的四大家鱼之一，是中大型鱼类。一般喜居于水的中下层和近岸多水草区域，性活泼，游动迅速，常成群觅食，为典型的草食性鱼类。鲫鱼在欧亚地区为常见淡水鱼, 鲫鱼经过人工养殖和选育，鲫鱼是主要以植物为食的杂食性鱼，喜群居而行。这类鱼的血液黏度相对适中，生活在水中的中部，性情活泼。加州鲈鱼，原产于美洲淡水湖泊中，自1983年引入我国养殖，经人工驯化，可在1%以下的咸淡水中正常生长。喜欢栖息在较清澈的水层，且有水生植物分布的水域。加州鲈鱼不耐低溶氧，易浮头。团头鲂，又称武昌鱼，为草食性鱼类，成鱼约重0.5～1.50 kg。以苦草、轮叶黑藻、眼子菜等沉水植物为食，栖息于湖泊或水库中下水层，成鱼以水生植物为主食。这两种鱼大多生活在水中的上部，不耐低溶氧，血液黏度较低。

现在人们吃的鱼大多为人工饲养，城市淡水鱼的养殖大多在养殖场，水库中也多为拦养、水箱养殖等，追求高效快速养殖的前提下，应高度关注饲料的配比组成，安全健康的饲料应该放在首要位置，其次生态环境包括除虫剂和抗生素的滥用对淡水鱼生存的影响也非常重要，是影响淡水鱼血液流动性的重要因素[14，15]，健康繁殖的淡水鱼是人们放心食用且有营养价值的重要食材，而饲料的科学配制及人类对生态环境的影响理应引起人们的高度重视。

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The research of erythrocyte rheology in several common freshwater fish

LIU Jian-gang, ZHANG Da-wu, DONG Rui-hong

(Cardiology Department of Xiyuan Hospital, China Academy of Chinese Medical Sciences； Institute of Cardiovascular Disease of China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100091, China)

AbstractThe blood rheology in fish is an important physiological mechanism of its blood circulation. the blood viscosity, blood viscosity and erythrocyte rheology in 6 kinds of common freshwater fish were observed, and the contrast of rheological differences in freshwater fish were analyzed, so as to provide normal hemorheological Physiological parameters of freshwater fish. Experiment fish included crucian carp, grass carp, carp, tilapia, perch and megalobrama amblycephala. 6 kinds of edible freshwater fish, 6 for each kind of fish used for samples, vein blood was extracted from fish tail and anticoagulated with heparin, the blood viscosity of fish was detected with cone and plate method, laser diffraction method, erythrocyte deformability was examined with laser diffraction method, erythrocyte aggregation was observed by optical density method. In the comparison of blood viscosity, carp blood viscosity was (20.78±2.60) mpa·s. under the 1/s low shear rate, compared with the carp blood viscosity, blood viscosity of Megalobrama amblycephala (16.86±2.94) mpa·s and perch (15.55±2.57) mpa·s were significantly lower (P<0.05), blood viscosity of the others from high to low in turn were tilapia (19.09±3.01) mpa·s, grass carp (18.35±2.04) mpa·s, crucian carp (17.11±3.03) mpa·s, under the 120/s high shear rate, there were no significant differences of blood viscosity in several kinds of freshwater fish. In the comparison of erythrocyte deformability, under the 1500/s shear rate, erythrocyte deformability from good to bad in turn were carp, grass carp, Megalobrama amblycephala, carp, tilapia, and perch, there were no significant differences in the erythrocyte aggregation indexes of several kinds of freshwater fish (P> 0.05). The blood viscosity and erythrocyte rheology of freshwater fish were closely related with life habits in the water and dietary structure, the effect of the dietary formulation on blood rheology in freshwater fish should be paid abundant attention.

Key wordsfreshwater fish； hemorheology； blood viscosity; erythrocyte rheology; erythrocyte aggregation

收稿日期：2015-08-31；修回日期：2015-09-30

基金项目：北京市科技计划项目(No:Z121105002814003)

作者简介：刘剑刚，研究员，研究方向为心血管病的中西医结合基础研究和临床研究，生物流变学研究，E-mail:liujiangang2002@sina.com。

中图分类号Q959.9;Q957;S965.1

文献标识码A

文章编号2095-1736(2016)03-0062-04

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2016.03.062