镉胁迫对中华鳖组织影响的病理学研究

2020-11-20刘伶俐徐飞良黄向荣黄华伟李小玲伍远安

中国水产 2020年8期

文/刘伶俐徐飞良黄向荣黄华伟李小玲伍远安

水产品作为大众摄取动物性蛋白重要来源之一，因具有低脂肪、高蛋白、营养均衡等特点而深受消费者的喜爱。也正因如此，水产品质量安全问题也越来越受到人们广泛关注及高度重视。现代工业的迅猛发展及大剂量、高残留农药的反复使用，导致水生动物养殖环境不断恶化，进而在动物机体内富集有害物质，不仅影响水产品品质，也对食用者的身体健康存在潜在危害。重金属被视为最危险的无机物污染来源，可通过生物富集和食物链的生物放大作用，在水生生物体内积累，当人类食用后可引起各种急性或慢性中毒。镉是水产品中较为常见的一种有毒重金属污染物，其蓄积性强、致毒性快、迁移性差且不易被环境或有机体降解，可通过呼吸道、消化道、皮肤体表的渗透等途径进入，对生物体的组织器官、生理机能、遗传特性等产生毒害作用。

中华鳖（Trionyx Sinensis）作为一种常见的养殖龟种，其肉的蛋白质含量高、微量元素丰富、味道鲜美，因而深得人们的喜欢。目前关于中华鳖中镉的研究更集中于含量分析、危害、毒性效应及风险评估等，而有关重金属镉对中华鳖组织器官的病理学研究则鲜有报道。本试验在养殖土壤中添加三种不同浓度梯度的外源镉，研究中华鳖肌肉、裙边、肝脏、肾脏、肠道、脾、肺等组织器官的病理学变化，通过对组织切片的观察比较，分析不同浓度外源镉对中华鳖组织器官的毒性作用，进而对中华鳖可食用安全性提供评价依据。

一、材料与方法

（一）试验对象

中华鳖，来自常德汉寿，体重为（171.75±14.28）g。试验开始前先暂养一周，选取机体健康、规格大小较为一致的个体进行正式试验。

（二）试验试剂

氯化镉（分析纯）。

（三）试验条件

试验用土壤为普通菜园土，取自湖南省水产科学研究所鱼类原种场无污染空地；试验用水为普通池塘水；试验用饲料为通威配合颗粒饲料。

（四）试验方法

1.试验设计

图1 中华鳖肌肉的病理变化

图2 中华鳖裙边的病理变化

试验在室外水泥池（规格：长5.76m×宽2.62m×高0.96m）中进行，根据土壤中外源镉的添加量不同分为三个试验组（A组5mg/kg、B组50mg/kg、C组100mg/kg）和一个对照组，水泥池底部土壤的铺设厚度为（10±1）cm。

每个水泥池中随机放入中华鳖各40尾开展养殖试验，养殖周期为75天，静水养殖，期间不换水，每日按鱼体体重的1%投喂配合饲料。

2.组织切片的制备

在试验第0天和第75天时，各组采集2尾～3尾中华鳖，分别取小块肺、肝脏、脾脏、肾脏、肠道、肌肉和裙边等组织器官，置于Bouin氏固定液中固定3h。经洗涤、脱水、透明和浸腊后做成石蜡切片，厚度为6µm，并贴片，用HE染色，再经脱水和透明后用中性树胶封藏切片，光学显微镜观察并拍照。

二、结果

（一）中华鳖可食组织的病理学变化

通过与对照组的组织切片观察比较，A组中华鳖的肌肉处于正常状态；裙边虽色素细胞增多、胶原纤维细小，但也属于正常状态。B组个别肌纤维轻度水肿；裙边复层扁平细胞、胶原纤维稍细小，属于正常水平。C组肌纤维亦有轻度水肿，看不出肌原纤维；裙边纤维细小（图1、图2）。

（二）中华鳖其他脏器的病理学变化

1．肠道：通过对组织切片的观察比较，对照组肠道正常，表现为杯状细胞少、绒毛粗大。A组较正常，表现为杯状细胞稍显多；B组亦较正常，单层柱状上皮细胞及杯状细胞多；C组杯状细胞增多，亦表现为正常水平（图3）。

2.脾脏：通过对组织切片的观察比较，对照组脾脏正常。A、B、C组白髓均增大、淋巴小结增多，属于较正常状态（图4）。

3.肺：通过对组织切片的观察比较，对照组肺正常。A组吞噬细胞增多，属于较正常状态；B组肺泡大，有空腔；C组肺泡增大，空腔明显（图5）。

4.肝脏：通过对组织切片的观察比较，对照组肝细胞排列正常，细胞质、细胞核明显，无水肿。A组肝细胞及肝细胞界限明显；B组和C组肝细胞轻度水肿，肝细胞界限不明显，细胞核位移至细胞边缘，胞质疏松（图6）。

图3 中华鳖肠道的病理变化

图4 中华鳖脾脏的病理变化

图5 中华鳖肺的病理变化

5.肾脏：通过对组织切片的观察比较，对照组肾脏远、近曲小管正常，无萎缩、水肿。A组少部分肾小管上皮水肿，但细胞核正常；B组肾小球减少、萎缩，远曲小管松散，上皮细胞水肿、细胞核缩小且形态不规则；C组肾小球萎缩、小管松散变形、上皮细胞水肿严重（图7）。

三、讨论

鱼类对重金属的积累因其器官组织对重金属的亲和力来决定，不同水产品对不同重金属的富集能力不同，且同种重金属在不同水产动物及其不同部位的残留水平也各不相同。李敏等研究发现，水产品中镉富集含量存在着明显差异，主要集中在肝脏、肾脏和组织中。吴东军报道，镉被鱼体吸收后，随着血液循环可以积累到各个组织中，且随着积累浓度的增加，其毒性也逐渐显现出来，如鱼类的日常行为、组织器官、生理代谢、免疫功能等出现异常。

图6 中华鳖肝脏的病理变化

图7 中华鳖肾脏的病理变化

肝脏是鱼类的解毒器官之一，也是外来污染物进入生物转化和代谢的重要场所，所以肝脏中镉的富集量会多于其他组织器官。有研究表明，若鱼体长期生活在受到镉污染的水环境中，其肝脏和性腺等组织器官都会发生不同程度的病理变化，特别是肝脏，容易发生细胞脂肪化。Usha等研究镉对罗非鱼的毒性发现，经过暴露后的肝细胞肥大、脂肪变性，并出现大量空泡。检测生活在受污染水体的草鱼和大龄白鲢后发现其肝、脾、肾等器官，亦出现了不同程度的组织病理异常。刘香江研究镉对矛尾复虾虎鱼的毒性效应发现，当其暴露在含镉的水中15d后，矛尾复虾虎鱼的肝脏组织细胞核聚缩、脂肪发生变性、胞浆内含有大量的空泡以及淤血，这些异常变化亦表明镉对矛尾复虾虎鱼的肝脏组织造成了严重的损伤与功能失调。王少博等研究重金属镉和铬对草鱼苗的急性和慢性毒性效应，当鱼类重金属中毒后，其表现的各种组织病理变化包括肝细胞出现明显的脂滴，肝细胞团状或生长过度，肝窦质变性，肝糖原缺乏，窦状隙和血管阻塞。

肾脏也是镉重要的蓄积器官之一。申云帅研究镉染毒组的肾脏组织切片发现，肾小球基质膜嵌入成双轨状，肾小球结构也发生一定的改变。Nanayakkara等研究发现，镉中毒会使机体肾小管毛细血管内皮细胞肿胀、增厚、血管系膜增生，血管基膜增厚，严重危害肾小管的正常生理机能。

在本试验周期内中华鳖未出现疾病特征及死亡现象。通过与对照组的组织切片观察比较，添加外源镉的50mg/kg组和100mg/kg的肝脏轻度水肿、肝细胞界不明显、细胞核位移、胞质疏松；少部分肾小管上皮细胞水肿、肾小球减少、萎缩、远曲小管松散、细胞核缩小且形态不规则；肺泡增大、空腔明显；肌纤维轻度水肿。5mg/kg组的少部分肾小管上皮水肿。通过检测养殖水体、底泥及中华鳖器官组织中镉的蓄积量，结果显示：水体、底泥及器官组织中均以镉添加100mg/kg的为最多，且与对照组及添加5mg/kg组的差异具有统计学意义；中华鳖器官组织对镉富集量从高到低依次为肝脏、肠道、裙边、肌肉。这一结果表明，外源镉添加高的组别中华鳖组织器官受损较添加低的组别严重。上述组织器官的异常变化与前人研究较为一致。