大口黑鲈消化道组织结构及黏液细胞的类型和分布

赵柳兰，陈侨兰，杨 淞*，符红梅，叶 星，李胜杰，杨世勇，杜宗君

（1.四川农业大学动物科技学院，成都 611130；2.农业部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室/中国水产科学研究院珠江水产研究所，广州 510380）

鱼类对食物的消化和吸收与消化道直接相关，消化道是实现能量摄入和分配的功能性纽带，对鱼类命活动具有重要作用。消化道的组织学研究是认识和探讨鱼类摄食、消化和吸收生理机制的基础与途径之一[1]。

黏液细胞是普遍存在于鱼类上皮中的一种腺体细胞，能够分泌大量黏液[2]，黏液中含有黏多糖、免疫球蛋白及各种水解性酶类等多种活性物质[3]，对鱼类的消化生理有着重要的影响，如免疫防护，消化吸收等[4-5]。早在1968年，对黏液细胞的染色采用过碘酸雪芙（periodie acid Schiff，PAS）染色技术，将黏液细胞按照颜色深浅分类[6]。由于颜色界定的局限性，AB-PAS染色逐渐成为主流[7]。AB-PAS染色后黏液细胞分型虽然存在差异，如安利国等[8]和刘亚秋等[9]用AB-PAS法染色，将黏液细胞归为4种类型；李学军等[10]结合细胞形态和黏液细胞分布特点将黏液细胞分为5种类型；而乔志刚等[11]则仅分为3种类型，但是大多数学者按照安利国等[8]的分型方法对鱼类黏液细胞进行分类，本文也采纳这种分类方式，即Ⅰ型为红色，含中性黏多糖；Ⅱ型为蓝色，含酸性黏多糖；Ⅲ型为紫红色，主要含中性黏多糖，同时含有少量酸性黏多糖；Ⅳ型为蓝紫色，主要含酸性黏多糖，同时含有少量中性黏多糖。

大口黑鲈（Micropterus salmoides）俗称加州鲈，隶属鲈形目鲈亚目太阳鱼科黑鲈属，是国内主要淡水养殖品种之一。目前，大口黑鲈大部分尚以冰鲜野杂鱼为饵料，其人工配合饲料的研制仍未成熟[12]。而消化道是营养物质消化吸收的主要场所，黏液在其消化生理上发挥着重要作用[7]，因此，研究大口黑鲈消化道的组织结构及其黏液细胞的分布及类型，有助于深入开展大口黑鲈消化生理学及营养饲料的研究。

1 材料和方法

1.1 实验材料

健康大口黑鲈共12尾，其体重（63.61±12.25）g，体长（14.97±0.76）cm，均为雄性，购自四川成都市崇州渔场。取口咽腔、食道、胃、幽门盲囊、肠道组织，Bouin's液固定24 h，用于石蜡切片。

1.2 实验方法

1.2.1 H.E染色

常规石蜡切片，H.E染色，脱水透明，封片，尼康显微镜（Eclipse 50i）观察、拍照。每尾鱼每个部位连续5张切片，每张片取6～8个视野，n=6，用Image-Pro Plus 6.0软件测量消化道的直径、皱襞高度、皱襞宽度和肌层厚度，并统计皱襞根数，各数据取平均值。

1.2.2 AB-PAS染色

常规石蜡切片，AB-PAS染色（pH=2.5），脱水透明，封片，尼康显微镜观察、拍照。中性黏液物质呈红色，酸性黏液物质呈蓝色，偏中性黏液物质呈紫红色，偏酸性黏液物质呈蓝紫色。消化道的黏液细胞数目为同一切片取6～8个不同计数视野下黏液细胞数目的平均值，在每个视野下随机地沿肠黏膜层边缘对黏液细胞数目计数，黏液细胞数量表示为单位长度（1 mm）黏膜上皮中的细胞个数[5]，每一尾鱼每个部位5张切片，n=6。

1.3 数据分析

采用SPSS18.0软件对测定所得数据进行单因素方差分析，结果用平均值±标准差表示，P＜0.05表示具有显著性差异。

2 结果

2.1 大口黑鲈消化道组织学观察

大口黑鲈消化道分为口咽腔、食道、胃、幽门盲囊和肠道。各部位组织结构由内而外由黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜组成（图1）。幽门盲囊和肠道显微测量结果见表1。

2.1.1 口咽腔

大口黑鲈口咽腔位于食道前部，呈漏斗状。组织结构由内向外分为黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜。其中，黏膜向腔内突出形成数根皱襞，皱襞短且宽（图1a）。皱襞由上皮和固有膜组成，上皮形成黏膜表面，为复层扁平上皮，内含杯状细胞和大量黏液细胞；固有膜由致密结缔组织构成。黏液细胞多呈球形或椭圆形，且排列紧密，多层分布（图1b）。黏膜下层由疏松结缔组织构成，内含分散的横纹肌束。肌层由横纹肌构成，外膜极薄。

图1 大口黑鲈消化道组织学及黏液细胞的类型和分布Figure1 Histology，types and distribution of mucous cells of digestive tract in largemouth bass

表1 大口黑鲈肠道和幽门盲囊的组织结构（平均值±标准差）Table1 The organization structure of pyloric caeca and intestine in largemouth bass(Mean±SD)

2.1.2 食道

大口黑鲈的食道位于胃和口咽腔之间，呈管状。组织结构与口咽腔类似，但皱襞发达，长且宽，含次级褶皱（图1c）；复层上皮的黏液细胞比口咽腔少，黏液细胞形态多样，有球形、杯状和棒状，排列紧密；肌层发达，分为内环行肌和外纵行肌两层，环肌层较厚，纵肌层较薄。外膜主要由结缔组织构成，极薄。

2.1.3 胃

大口黑鲈的胃位于食道和幽门盲囊之间，呈Y形。分为贲门部、胃体部和幽门部，贲门部与食道分界不明显，胃体膨大易于区分，幽门部与幽门盲囊相接。胃组织结构与食道类似。胃黏膜层形成皱襞，宽大呈网状，皱襞由上皮、固有膜和黏膜肌组成。胃上皮为单层柱状细胞，含发达的胃小凹，呈U形，固有膜含大量胃腺细胞（图1d）。胃中未见杯状细胞分布。肌层由平滑肌构成。

2.1.4 幽门盲囊及肠

大口黑鲈的幽门盲囊位于肠的起始端，呈管状，约23个。肠位于幽门盲囊之后，呈管状。肠是消化道最长的一部分，约9 cm，分为前肠、中肠和后肠。幽门盲囊与肠道总体组织结构非常类似（图1e，f），其皱襞根数较少，管道直径和肌层厚度较小，与前中后肠对应指标均具有显著差异（P＜0.05）（表1）。幽门盲囊的皱襞高度与肠道相比也是最短的，且与前肠和中肠差异显著（P＜0.05）。肠道从前肠至后肠，肠道的直径、皱襞数目、皱襞高度和肌层厚度逐渐下降，其中，后肠直径为前肠的78.9%，后肠皱襞根数为前肠的60.2%，后肠皱襞高度为前肠的69.5%，均差异显著（P＜0.05）（表1）。幽门盲囊和肠道均为单层上皮，且上皮黏液细胞单层分布，游离面具明显纹状缘。不同之处在于：幽门盲囊皱襞窄且长，呈指状；前肠皱襞密集而细长（图1f）；中肠皱襞较矮，根数较少，偶见分支；后肠皱襞短而稀疏，大量分支（图 1g）。

2.2 大口黑鲈消化道黏液细胞类型及分布特性

大口黑鲈消化道中各部位分布黏液细胞，但不同部位黏液细胞类型存在差异，数量也不同。

2.2.1 口咽腔

大口黑鲈口咽腔的复层上皮分布黏液细胞，与其他部位相比数量最多（表2）。该部位4种类型黏液细胞均有（图1h），Ⅳ型黏液细胞最多，Ⅰ型最少，仅为Ⅳ型黏液细胞的2.8%。且该部位Ⅱ型和Ⅳ型黏液细胞密度显著高于消化道其他部位（P＜0.05）。因此口咽腔酸性及偏酸性的黏液细胞居多。

2.2.2 食道

大口黑鲈食道复层上皮分布黏液细胞，数量仅次于口咽腔，且与口咽腔黏液细胞密度相差不大。黏液细胞分为4种类型（图1i），食道的Ⅲ型黏液细胞最多，Ⅱ型黏液细胞最少，仅为Ⅲ型黏液细胞的10.0%。且Ⅰ型黏液细胞在食道上的密度显著高于消化道其他部位（P＜0.05），该部位Ⅲ型黏液细胞明显比其他3种类型多。因此食道中偏中性黏液细胞居多。

2.2.3 胃

大口黑鲈的胃分为贲门部、胃体部和幽门部，其单层上皮均分布黏液细胞。该部位较为特殊，仅见Ⅰ型黏液细胞。黏液细胞呈线条状，密集排列，细胞分界不清，在黏膜上皮层形成连续的浅红色边缘，无法计数（图1j，k）。胃含中性黏液细胞。

2.2.4 幽门盲囊

大口黑鲈的幽门盲囊是整个消化道分布黏液细胞密度最低的部位。黏液细胞分为4种类型（图1l），其中Ⅱ型黏液细胞最多，Ⅰ型黏液细胞最少，仅为Ⅱ型黏液细胞的8.7%，且Ⅱ型和Ⅳ型黏液细胞明显较该部位其他类型多，因此幽门盲囊酸性和偏酸性的黏液细胞居多。

表2 大口黑鲈消化道黏液细胞的密度Table2 The density of mucous cells of digestive tract in largemouth bass cell/mm

2.2.5 肠道

大口黑鲈的肠道分布黏液细胞，且从前肠到后肠黏液细胞密度逐渐增多。黏液细胞含4种类型（图1m～o）。前肠的黏液细胞Ⅲ型最多，Ⅰ型最少，仅为Ⅲ型黏液细胞的17.2%，且Ⅲ型和Ⅳ型黏液细胞较多，因此前肠偏酸性和偏中性的黏液细胞居多。中肠和后肠的黏液细胞Ⅳ型最多，Ⅰ型黏液细胞密度最少，分别为Ⅳ型黏液细胞的15.8%和9.5%。中肠和后肠的黏液细胞Ⅱ型和Ⅳ型较多，说明中肠和后肠以酸性和偏酸性的黏液细胞居多。

3 讨论

大口黑鲈以小鱼、小虾、水生昆虫幼虫、底栖动物为食。其消化系统的形态组织学结构表现出与消化生理相适应的特点。消化道由口咽腔、食道、胃、幽门盲囊和肠道组成。口咽腔和食道上皮为复层上皮，黏液细胞多层分布，分泌的黏液可对食物起到润滑作用，保护上皮细胞免受机械损伤，同时黏液中的水解酶可防治病原微生物入侵[13]。大口黑鲈的食道的皱襞发达，长且宽，同时含有次级褶皱，这种结构能够使其黏膜的表面积增加，增强其扩张能力，便于吞咽，这与大刺鳅（Mastacembelue armatus）[14]的研究结果相一致。食道与胃交界处不明显，逐渐过渡到胃区，黏膜层皱襞的复层扁平上皮转变为单层柱状上皮，未见杯状细胞，从而由食道的润滑功能变为胃的消化功能[15]。

幽门盲囊是鱼类特有的消化器官，其实质是肠道分支，是鱼类为了增加肠道表面积所进化的适应性结构[16]。一些鱼类的幽门盲囊中还存在活性较强的消化酶[17]。本研究发现大口黑鲈的幽门盲囊皱襞结构与肠道相似，并且其管状的盲囊数比较多，约为23个，因此我们推测大口黑鲈的幽门盲囊在食物的消化吸收上占据重要地位。而不同鱼类幽门盲囊个数存在差异，如银鲳（Pampus argenteus）约60个，牙鲆（Paralichthys olivaceus）仅含 4 个[18]。对许氏平 鮋 （Sebastes schlegelii）的研究表明，幽门盲囊分布丰富的碱性磷酸酶[19]；一般将碱性磷酸酶活性作为脂类吸收强弱的指示物，且酶活性与脂类的吸收呈正相关[20]，因此，幽门盲囊数目与脂类的吸收密切相关，这可能为以后大口黑鲈人工配合饲料的研制提供基础资料。

黏液细胞是一种多功能细胞。鱼类消化道不同部位的黏液细胞密度和黏液的化学成分有明显区别，且这种差异与其行使的生理功能密切相关[2]。该研究采用AB-PAS法染色，结果发现整个消化道（除胃外）均分布含有中性、酸性、偏中性和偏酸性黏多糖的黏液细胞。肠道对物质的消化吸收与黏膜表面结构和肠道分泌能力有关[21]。大口黑鲈的前肠皱襞密集而细长，与中肠和后肠差异显著，这将更有利于食物的消化和吸收，且该部位以偏中性黏液细胞最多，中性黏液物质可与酶消化相协作起到将食物转变为食糜的作用，具有消化吸收功能[7]，因此，大口黑鲈前肠很可能是消化主要部位。较前肠和中肠而言，大口黑鲈后肠的黏液细胞密度最大，且以偏酸性黏液细胞为主，而酸性黏液细胞具有润滑作用，因此其后肠能够分泌较多酸性黏液，便于食物团通过和粪便的排出[5]。大口黑鲈的胃较为特殊，仅见中性黏液细胞，与褐牙鲆（Paralichthys olivaceus）[22]和花鲈（Lateolabrax japonicus）[23]胃仅分布中性黏液细胞的研究一致。胃的中性黏液细胞具有调节其pH的功能，且中性黏液细胞常与碱性磷酸酶共存，不仅发挥其消化功能[2]，还能防止胃酸和胃蛋白酶对上皮细胞的侵蚀[24]。但也有研究显示，胃中黏液细胞不止上述一种类型，如黄鳍鲷（Sparus latus）的胃不仅分布中性黏液细胞还分布酸性黏液细胞[25]。因此，不同鱼类胃的黏液细胞类型具有差异性。

4 结论

大口黑鲈的消化道由口咽腔、食道、胃、幽门盲囊和肠道组成，且肠道和幽门盲囊的管道从前至后直径和皱襞数目显著减小（P＜0.05）。大口黑鲈消化道各个部位均有黏液细胞分布，主要分布在上皮组织中；不同部位黏液细胞类型不同，数量也存在差异，整个消化道除胃外（仅含有Ⅰ型）均含有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型的黏液细胞，食道和前肠中Ⅲ型黏液细胞数量最多，而口咽腔、中肠和后肠，则Ⅳ型黏液细胞数量最多。