不同质量浓度Cu2+对草鱼脑、肝胰脏组织结构及肝胰脏中SOD活性的影响

任洪涛++林霖

摘要：在水温（20±1） ℃下，采用静水测试法研究养殖水体中不同质量浓度（0、0.093 75、0.187 5、0.375、0.75、15 mg/L）Cu2+对体质量10 g左右草鱼（Ctenopharyngodon idellus）脑和肝胰脏的组织结构及肝胰脏中超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响，试图探讨重金属的毒性积累和毒性机制。结果表明，Cu2+对草鱼的24、48、96 h半数致死浓度（LC50）分别为1.278、1.227、0.276 mg/L，由（48 h LC50×0.3）/（24 h LC50/48 h LC50）2和公式96 h LC50×0.1计算出安全质量浓度分别为0.361、0.011 9 mg/L。中毒初期草鱼脑细胞轻微聚集，细胞核微增大；随时间延长，脑异常加重，细胞聚集明显，核增大几乎充满整个脑细胞；肝胰脏细胞膨大，离散，核缩小，胞浆轻微溢出，少数肝胰脏细胞胞浆溢出，残留的核物质散乱分布，肝胰脏细胞凝固性坏死。随着Cu2+浓度升高和时间延长，草鱼肝脏中SOD活性降低。

关键词：草鱼；Cu2+；质量浓度；组织器官；SOD

中图分类号：S943.112.91 文献标志码：A文章编号：1002-1302（2017）06-0162-03

鱼类作为人类重要的优质蛋白质来源被广泛食用，但是随着近年来工业的发展，大量的工业废水以及鱼类饲料中所含有的过量Cu2+流入水域中，使鱼类的生存水环境受到了严重污染，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，会随着生物等级的升高而富集，当被人体食用后在人体的各个组织器官中累积，从而引发机体的慢性中毒，危害人体健康，甚至危及生命[1]。金属铜是水生生物所必需的微量元素，对多种与生长发育相关的生物酶的组成和功能起着重要作用。适量的铜有利于维持水产动物内环境的稳定和机体的平衡，在机体造血、生长繁殖、维持生产性能、提高机体免疫力等方面具有非常重要的作用[2]。但过量的铜能够引发蛋白质、脂质以及DNA的损伤，特别是在高浓度时，则会引起神经变性的失调[3]。草鱼（Ctenopharyngodon idellus）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，草鱼在全国各地的河流、湖泊、水库中皆有分布。每年的草鱼总产量居于所养水产养殖品种的前列，草鱼肉质细嫩、个体大、肌间刺少；含有丰富的不饱和脂防酸，营养价值非常高；另外草鱼的消化力强，生长快，适应能力强，具有极高的经济和研究价值。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，而对于养殖水环境重金属污染对草鱼毒性效应方面的研究较少。

养殖水环境中的Cu2+的毒性主要取决于在生物体内的吸收和积累，所以，研究在一定含量和时间下，Cu2+在草鱼鱼种组织中的吸收、积累的影响，有利于揭示重金属离子的吸收、积累机制。因此，本试验主要研究了养殖水体中不同浓度Cu2+对草鱼脑和肝胰脏组织学及肝胰脏中超氧化物歧化酶活性的影响，为研究重金属的毒性积累和毒性机制提供参考。

1材料与方法

1.1材料

试验用草鱼购自河南省洛阳市水产市场，暂养3 d后进行试验。暂养期间24 h连续充气，每天投喂市售商品s饲料1～2次，并及时清理残饵及粪便等杂物。正式试验前停食 1 d，选取体长8.0～10.0 cm、体质量约10 g、体质健壮、规格整齐的个体进行试验。试验在6 L水桶中进行。Cu2+由硫酸铜（CuSO4·5H2O，分析纯，上海化学试剂总厂生产）配制。

1.2方法

试验用水为曝气24 h的自来水，水温为（20±1） ℃，pH值为中性（7.0±0.5），试验期间连续充气。每水桶中加入1 L 药液、10尾草鱼，不投喂也不充氧。死亡标准为腹部朝上、失去游动能力、针刺无反应，死亡个体及时捞出。

1.2.1预试验以10倍之差估计5个浓度，每个浓度用5尾鱼苗，试验处理24 h，分几次进行，分别找出Cu2+的100%致死浓度与最小致死浓度，同时记录不同浓度的各个组草鱼鱼苗的反应。

1.2.2正式试验本试验采用10 cm左右、体质量相近的草鱼苗作为试验对象，随机分为6组，每组3个重复，每個组随机分配10尾鱼，放在形状相同的塑料桶内试验4 d。0组为对照组，只采用曝气后的自来水进行饲养；其他1、2、3、4、5组及各重复依次采用的浓度为0.093 75、0.187 50、0.375 00、0750 00、1.500 00 mg/L，溶液的体积均为1 L。试验过程中，记录好试验开始的时间，随时观察桶内鱼苗的生活状况，并记录24、48、72、96 h各个试验组死亡鱼苗数，算出平均死亡率，用直线内插法求出半数致死量。安全浓度（SC）计算公式：SCⅠ=（48 h LC50×0.3）/（24 h LC50/48 h LC50）2；SCⅡ=96 h LC50×0.1。

及时捞出各浓度下死亡的草鱼以及对照组的草鱼，取出肝胰脏和脑组织，将一部分组织放入10%甲醛溶液中固定，用来制作组织切片；另一部分肝脏装入1.5 mL EP管中并做好明确标记，置于-20 ℃冰箱中保存，最后采用试剂盒（南京建成生物工程研究所）的方法测定肝胰脏组织中超氧化物歧化酶（SOD）的活性。

1.3数据的统计与分析

试验测得的所有数据均采用Excel进行整理；运用SPSS软件中的One-Way ANOVA检验进行统计分析。

2结果与分析

2.1草鱼Cu2+中毒的行为症状

草鱼在试验开始立即变得兴奋，3 h后开始出现不良症状，约9 h后出现死鱼。高浓度试验组鱼苗兴奋性比低浓度组高，1 h后高浓度组试验鱼游动加快上下窜动，常浮出水面试图跳出塑料桶，此时试验药液浑浊。低浓度组鱼苗也出现相同症状，但约6 h后低浓度组逐渐恢复平静，试验药液逐渐澄清，而高质量浓度组仍有试验鱼试图跳出塑料桶，7 h后各质量浓度组鱼苗恢复平静，体表分泌1层白色絮状黏液，游动减慢，反应较迟钝。随后高质量浓度组有鱼出现身体失去平衡，有侧游翻转等现象，中毒鱼不时挣扎直至死亡。死亡时，胸鳍展开口、鳃盖张开，呈现呼吸困难状态。将中毒后的死鱼进行解剖，与对照组活鱼比较，中毒鱼体表黏液分泌增多，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。鱼苗的体表常伴有溃烂的斑点，死亡后鱼体发白。