汞暴露对草鱼脾和肾脏器系数的影响
摘要：研究了暴露在不同汞离子浓度下的草鱼脾和肾的脏器系数变化。结果显示，脾脏器系数表现为暴露１ ｄ时，0.7 ｍｇ／Ｌ处理组极显著低于对照组（Ｐ＜０．０１），暴露５ ｄ时，０．５ ｍｇ／Ｌ处理组显著低于对照组（Ｐ＜０．０5），０．７ ｍｇ／Ｌ处理组极显著低于对照组（Ｐ＜０．０１）；暴露１２ ｄ和２１ ｄ时，０．５ ｍｇ／Ｌ和０．７ ｍｇ／Ｌ处理组均极显著高于对照组（Ｐ＜０．０１）。肾脏器系数表现为暴露１ ｄ和５ ｄ时，各处理组脏器系数均无显著变化（Ｐ＞０．０５）；暴露１２ ｄ和２１ ｄ时，０．７ ｍｇ／Ｌ处理组极显著高于对照组（Ｐ＜０．０１）。汞离子污染对草鱼脾和肾有毒害作用，脾对汞离子污染较肾更为敏感。
关键词：草鱼；汞离子；脾；肾；脏器系数
中图分类号：Ｓ９６５．１１２；Ｓ９４９文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）04－0810-03
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｈｇ２＋ ｏｎ Ｏｒｇａｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｓｐｌｅｅｎ ａｎｄ Ｋｉｄｎｅｙ ｉｎ Ｇｒａｓｓ Ｃａｒｐ
ＬＩＵ Ｚｈａｎ－ｃａｉ，ＮＩＵ Ｊｉｎｇ－ｙａｎ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｊｉａｏｚｕｏ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４０００， Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｏｒｇａｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｓｐｌｅｅｎ ａｎｄ ｋｉｄｎｅｙ ｉｎ ｇｒａｓｓ ｃａｒｐ（Ｃｔｅｎｏｐｈａｒｙｎｇｏｄｏｎ ｉｄｅｌｌｕｓ） ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｈｇ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｇｒａｓｓ ｃａｒｐｓ ｗｅｒｅ ｒａｎｄｏｍｌｙ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｆｉｖｅ ｇｒｏｕｐｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ（０ ｍｇ／Ｌ） ａｎｄ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｈｇ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｐｓ （０．１，０．３，０．５ ａｎｄ ０．７ ｍｇ／Ｌ）； ａｎｄ ｅａｃｈ ｗａｓ ｉｎ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｏｒｇａｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｓｐｌｅｅｎ ａｎｄ ｋｉｄｎｅｙ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｏｎ ｔｈｅ １ｓｔ， ５ｔｈ， １２ｔｈ ａｎｄ ２１ｓｔ ｄａｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： fｏｒ ｔｈｅ ｏｒｇａｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｓｐｌｅｅｎ， ｉｔ ｓｈａｒｐｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ （Ｐ＜０．０１） ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｓｅ ｇｒｏｕｐ ｏｆ ０．７ ｍｇ／Ｌ ｏｎ ｄａｙ １； ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ （Ｐ＜０．０１） ｏｎ ｄａｙ １２ ａｎｄ ２１ ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｓｅ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ０．５ ｍｇ／Ｌ ａｎｄ ０．７ ｍｇ／Ｌ． Ｗｈｅｎ ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｏｒｇａｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｋｉｄｎｅｙ， ｎｏ ｏｂｖｉｏｕｓ ｃｈａｎｇｅ ａｐｐｅａｒｅｄ ｏｎ ｄａｙ １ ａｎｄ ５； ｂｕｔ ｉｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ （Ｐ＜０．０１） ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｓｅ ｇｒｏｕｐ ｏｆ ０．７ ｍｇ／Ｌ ｏｎ ｄａｙ １２ ａｎｄ ２１． Ｉｎ ｓｕｍｍａｒｙ， ｓｐｌｅｅｎ ａｎｄ ｋｉｄｎｅｙ ｉｎ ｇｒａｓｓ ｃａｒｐ ｗｅｒｅ ｄａｍａｇｅｄ ｂｙ Ｈｇ２＋， ａｎｄ ｓｐｌｅｅｎ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｈａｎ ｋｉｄｎｅｙ ｔｏ Ｈｇ２＋ ｅｘｐｏｓｕｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｈｇ２＋； ｏｒｇａｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ； ｇｒａｓｓ ｃａｒｐ
随着工业的快速发展，大量含有重金属的废液排入环境水体，使得水体中的重金属含量不断升高，尤其是汞离子。近年来许多水产品中汞含量超标，影响了水产品的食用安全，给渔业生产造成了严重影响。近年来，汞离子对水产动物生物学效应的研究越来越受到重视［１－３］。脏器系数是一种非特异性的生理指标，可综合反映毒物对机体和靶器官的毒效应，但迄今鲜见汞离子对鱼类脏器系数影响的报道。弄清汞离子对鱼类脏器系数的影响有助于了解鱼体对重金属污染的响应情况，对水产养殖业有着重要的实践意义。
草鱼（Ｃｔｅｎｏｐｈａｒｙｎｇｏｄｏｎ ｉｄｅｌｌｕｓ）是我国重要的淡水养殖鱼类。研究以草鱼为试验材料，通过将草鱼暴露在不同浓度汞离子的水体中，得出在不同汞离子浓度和不同时间下，草鱼脾和肾脏器系数的动态变化，旨在评价汞离子对草鱼脏器系数的影响。
１材料与方法
１．１ 材料
试验所用草鱼来源于河南省新乡市郊区鱼种场，为同批繁殖、同池培育、体色正常的健康草鱼，体重（１００±１５） ｇ，体长（１５±２） ｃｍ。
１．２方法
１．２．１适应性驯养草鱼运回后，随机分为５组，每组４０尾，每组２次重复，放入１００ ｃｍ×５０ ｃｍ×４０ ｃｍ的塑料箱中适应性驯养１周，驯养期间定时投食。养殖用水为充氧曝气的自来水，每箱放水１００ Ｌ。光周期为１２ ｈ光照／１２ ｈ黑暗；养殖水温（１９±２）℃；每３ ｄ换水１次，小型增氧机增氧。各组管理方法相同。
１．２．２汞离子暴露处理采用常规急性毒性试验方法［４］，测定汞离子对草鱼９６ ｈ的半致死浓度ＬＣ５０为０．９１ ｍｇ／Ｌ。故设汞离子浓度为０．１、０．３、０．５、０．７ ｍｇ／Ｌ ４个处理组（以ＨｇＣｌ２配制）和１个对照组（０ ｍｇ／Ｌ）；每组２次重复。试验前１ ｄ停止投喂。试验开始后，于１、５、１２、２１ ｄ分别从各处理组随机取１０尾鱼，用于脏器系数测定。
１．２．３脏器系数测定草鱼麻醉后处死，摘取所需脏器，用生理盐水稍加漂洗后吸干脏器表面水分，立即在电子天平上称重，称得的重量除以体重即得脏器系数。
脏器系数＝脏器重（ｍｇ）／体重（ｇ）
１．２．４数据处理采用Ｅｘｃｅｌ ２００３统计分析软件进行Ｏｎｅ－ｗａｙ ＡＮＯＶＡ分析和独立性ｔ测验。
２结果与分析
２．１脾脏器系数的变化情况
草鱼暴露于不同汞离子浓度下在不同时间脾脏器系数呈现不同变化（图１）。对照组暴露１、５、１２、２１ ｄ时，脏器系数之间无明显变化。暴露１ ｄ时，各处理组脏器系数均下降，其中0.7mg/L处理组极显著低于对照组（Ｐ<0.01）；暴露５ ｄ时，０．１ ｍｇ／Ｌ和０．３ ｍｇ／Ｌ处理组脏器系数无显著变化（Ｐ＞０．０５），0.5 mg/L处理组显著低于对照组（Ｐ<0.05）；0.7mg/L处理组极显著低于对照组（Ｐ<0.01）。暴露１２ ｄ和２１ ｄ时，０．１ ｍｇ／Ｌ和０．３ ｍｇ／Ｌ处理组脏器系数变化不显著（Ｐ＞０．０５），０．５ ｍｇ／Ｌ和０．７ ｍｇ／Ｌ处理组均极显著高于对照组（Ｐ＜０．０１）
２．２肾脏器系数的变化情况
草鱼暴露于不同汞离子浓度下不同时间肾脏器系数呈现不同变化（图２）。对照组暴露１、５、１２、２１ ｄ时脏器系数之间无明显变化。暴露１ ｄ和５ ｄ时，各处理组脏器系数均无显著变化（Ｐ＞０．０５）；暴露１２ ｄ和２１ ｄ时，０．７ ｍｇ／Ｌ处理组极显著高于对照组（Ｐ＜０．０１），其他处理组无显著变化（Ｐ＞０．０５）。
３讨论
脏器系数又称脏体比，是试验动物某脏器的重量与其体重的比值。正常状态下，各脏器与体重的比值比较恒定。动物染毒后，受损脏器重量可能发生改变，故脏器系数也随之而改变。脏器系数对动物所处环境的变化较为敏感，且测定方法简便易行，因而是毒理试验中常用的指标［５－７］。孟紫强［８］认为，当一定浓度二价汞离子经鳃吸收进入鱼体血液后，大部分与血浆蛋白巯基结合形成结合型汞，也可与含巯基的低分子化合物如半胱氨酸、还原型谷胱甘肽等结合形成扩散型汞，从而降低汞离子的毒性。但随着汞离子浓度的增大和暴露时间的延长，超出了血液的结合能力，汞离子即会对机体产生较大毒性。
脾作为鱼类的主要免疫器官，对汞离子污染比较敏感。研究表明［９－１１］，汞离子暴露可引起脾代谢酶活性的下降，使生理代谢受到抑制，从而使器官受损。在本试验中，暴露１ ｄ和５ ｄ时，脾脏器系数表现出的下降趋势，表明脾受到了汞离子的毒害，细胞受损，致使脏器萎缩；在暴露于０．５ ｍｇ／Ｌ和０．７ ｍｇ／Ｌ溶液中１２ ｄ和２１ ｄ时，其脏器系数极显著增大，可能是汞离子作用引起了细胞应激代偿反应；解剖时发现脾充血、水肿，表明脾受到了严重损坏。
肾是鱼类重要的排泄器官，也是排除汞离子至体外的重要通道。纪云晶［１２］研究表明，重金属离子能在肾细胞内与含巯基的硫蛋白结合，形成对金属有储存、传递和解毒作用的金属硫蛋白（ＭＴ），ＭＴ主要存在于肾小管细胞内。当ＭＴ有足够储量时，可通过与重金属离子的结合而保护肾小管细胞不受损害，从而使肾对重金属污染表现出一定的耐受性，与试验中０．１、０．３和０．５ ｍｇ／Ｌ处理组肾脏器系数无显著变化的结果是相符合的；长时间地暴露于较大浓度的含汞水体中，ＭＴ被汞所饱和，失去解毒作用，鱼体出现病变［１３］。而重金属对肾的毒性，主要是损害近曲小管的上皮细胞，使其细胞溶酶体增多，线粒体肿胀变形［１４］，导致肾发生病变，与试验中暴露１２ ｄ和２１ ｄ时，０．７ ｍｇ／Ｌ处理组肾脏器系数极显著高于对照组（Ｐ＜０．０１）的结果是相一致的。
综上所述，汞离子污染对草鱼脾和肾有毒害作用，但脾对汞离子污染较肾更为敏感，这可能是因为各自的生理功能不同所致。
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