裸项栉虎鱼消化系统的组织形态学研究

裸项栉虎鱼消化系统的组织形态学研究

裸露物种tenogobiagynashun（bleeker）属于硬骨鱼科，属于gobia。这是一个广泛分布于中国沿海地区的热种子。南至琉球及其领土的浅水区通常体积为42.60mm，其中大部分为50.55mm，具有较高的实验动物开发价值。广东省实验动物监测所和广东省水产学校等单位正在进行人工驯化、繁殖裸项栉鰕虎鱼,虽然国内外对鱼类消化系统的研究较多,但未见有鰕虎鱼科鱼类消化系统的相关报道,故本文通过解剖学和光镜技术初步研究裸项栉鰕虎鱼消化系统的组织形态学,并与其功能相联系,为裸项栉鰕虎鱼的实验动物化提供支持。1材料和方法1.1材料表面裸项栉鰕虎鱼由合作单位广东省水产学校提供,共计95尾。日龄60~240d,全长1.2~3.9cm。1.2虎鱼肠道系数和肠道长度的测定首先在自然状态下测量10尾240d裸项栉鰕虎鱼的全长(LT),再将其解剖取出消化道,在解剖镜下观察消化道的形态结构,分别测量消化道长度(LD)、食道长度(LE)和肠道长度(LI),并按陈惠群等所述方法计算肠道系数(IC=LI/LT)和食道长度/消化道长度的比值(LE/LD)。将其余裸项栉鰕虎鱼去头尾用Bouin氏液固定,按常规方法制作石蜡切片,进行连续切片,切片厚度为5μm,染色以HE染色为主,辅以Mallory胰岛三色染色。光学显微镜下观察消化系统各器官的形态结构特点。2结果2.1消化腺的结构裸项栉鰕虎鱼的消化管由口咽、食道、胃、小肠和大肠组成(图1,彩插7)。口咽腔前接口腔后与食道相连,食道较短,食道长度/消化道长度的比值(LE/LD)约为0.11,食道与胃相连。胃是消化管的膨大部,呈U形,幽门与小肠交界处无盲囊。小肠前段形成一个U形的弯曲,后段较直。大肠位于消化管后段,较直,与小肠之间没有明显的分界标志,末端开口于肛门。肠道系数(IC)约为0.30。消化腺包括肝脏和胰腺,肝脏位于腹腔前部,为淡黄色,不分叶,为体内最大的消化腺。胰腺为弥散型,分布于胃、肝脏和小肠的附近。2.2学习准备2.2.1消化管(1)前接口口前接口口咽腔是个形状不规则的腔隙(图2),前接口腔后与食道相连。咽壁黏膜向腔面形成一些不规则皱襞,黏膜上皮为复层扁平上皮,内有杯状细胞。(2)黏膜的组成裸项栉鰕虎鱼食道较短,壁较薄,内有纵走的皱襞。食道从内向外由黏膜、肌层和外膜三层组成(图3,见彩插7),黏膜下层不明显。黏膜由上皮和固有层组成,上皮为复层扁平上皮,内有许多沿管腔整齐排列的杯状细胞和黏液腺。固有层为细密结缔组织,纤维较细,排列紧密。黏膜层向食道腔形成一些纵形皱襞。固有层下面为肌层,肌层很薄,由内纵行外环行的横纹肌组成。外膜为极薄结缔组织膜。食道黏膜在与胃交界处突然由复层上皮变为单层柱状上皮,肌层也由横纹肌转为平滑肌,交界处形成一个比较厚的皱褶。(3)胃底腺和颈内移植细胞的形态胃是消化管的膨大部,它可以分为三个部分:贲门部、胃体部和幽门部(图4)。胃壁从内向外由黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜构成(图5)。黏膜层由上皮和固有层构成,黏膜层和部分黏膜下层向腔内形成许多皱襞,其形态高低随胃充盈度而变化。与贲门部和胃体部相比,幽门部的皱襞较多、较长且有分支。胃上皮为单层柱状上皮,细胞为高柱状,核椭圆形位于基部。贲门部和幽门部上皮内偶见个别散在的杯状细胞,而在胃体部未见杯状细胞。胃体部黏膜上皮表面有胃底腺的开口,称胃小凹(图5),而贲门部和幽门部黏膜上皮没有胃小凹。因黏膜肌层不明显,故固有层与黏膜下层的结缔组织连在一起,结缔组织中有胃底腺(图5)。胃底腺主要存在于胃体前部,而胃体后部、贲门部和幽门部无腺体。胃底腺是分支管状腺,由颈部、体部和底部构成,腺细胞包括颈黏液细胞和主细胞,无壁细胞。主细胞分布于腺体部和底部,呈锥体形或低柱状,细胞核大、圆形或椭圆形,染色浅,核仁明显,位于细胞基部,细胞质因酶原颗粒被溶解而呈泡沫状,主细胞能分泌胃蛋白酶原;颈黏液细胞位于胃底腺颈部,细胞为低柱状或三角形,细胞核扁圆形,位于细胞基部,胞质清亮,染色较浅,呈淡红色,该细胞能分泌黏液。固有-黏膜下层结缔组织中除成纤维细胞外偶见嗜酸性细胞和淋巴细胞。固有-黏膜下层深面是肌层,肌层较厚,特别是幽门部的肌层比较厚,由内环行外纵行的平滑肌组成。外膜为浆膜,由结缔组织和间皮构成。幽门部有幽门括约肌,它是一种环形肌层,平滑肌向管腔内突出,其上有许多纵走的黏膜皱襞(图6)。胃无腺部胃壁较薄,结构与有腺部相似,只是固有层结缔组织较少,其中无腺体,黏膜层和黏膜下层也向胃腔内形成许多大小不等形态各异的皱襞。(4)间皮的组织学观察裸项栉鰕虎鱼的肠根据结构和功能分为小肠和大肠。小肠由黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜构成(图7)。黏膜和部分黏膜下层向肠腔突出形成许多指状的皱襞,黏膜由单层柱状上皮和固有层组成,单层柱状上皮的游离面有纹状缘,上皮间夹有少量杯状细胞。固有层为细密结缔组织,其中无肠腺。固有层与黏膜下层混在一起,疏松结缔组织中可见淋巴细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞,后者细胞较大,圆形或略不规则形,核偏于一侧,胞质内有粗细不等的红色颗粒。肌层为平滑肌,很薄,肌纤维排列为内环行外纵行,环肌厚而纵肌较薄。外膜为浆膜,包括薄层的结缔组织和间皮。大肠结构与小肠相似,也由黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜构成,只是黏膜上皮中的杯状细胞较小肠多,且越靠后段越多(图8)。黏膜和黏膜下层也向肠腔突出形成许多形态各异、高而分支多的皱襞。大肠末段无泄殖腔,末端直接与腹鳍前的肛门连接。在肛门处有肛门括约肌(图8),黏膜上皮也由单层柱状上皮变成皮肤的复层扁平上皮。2.2.2消化腺(1)肝索的he染色肝表面被覆有浆膜,深部的结缔组织形成纤维囊,很薄,它伸入肝内把肝实质分成许多界限不清的肝小叶。因结缔组织极少,故肝小叶连成一片。肝小叶是肝实质的主要结构,肝小叶中央有中央静脉,肝细胞呈多边形、立方形或柱状,多数以单行排列成索状称肝索。肝细胞核较大呈圆形,着色较浅,核仁明显。细胞质内含有丰富的脂滴,故在HE染色中因脂滴被溶解而呈大小不等的空泡状(图9)。肝索之间的裂隙称肝窦,窦壁由内皮围成,窦腔大小不等,窦腔内有红细胞和星状细胞。星状细胞较大,核呈圆形,胞质较多,嗜酸性呈红色。裸项栉鰕虎鱼肝门管区结缔组织很少,三联管的小叶间动脉远离其伴行的静脉和胆管而单独穿行于小叶间。小叶间胆管上皮为立方上皮,与小叶间静脉也有一段距离。(2)细胞顶部胞质裸项栉鰕虎鱼的胰腺属于弥散型胰腺,它形成带状的腺泡群或分散的腺泡群形式存在于胃、肝脏、小肠之间。胰腺由外分泌部和内分泌部组成(图10)。外分泌部是浆液腺,腺细胞呈立方状或锥状,细胞核圆形,位于细胞的基部。细胞基部富含粗面内质网和核糖体,因而细胞质嗜碱性而呈蓝色;而细胞顶部胞质因含有许多嗜酸性的酶原颗粒,所以HE染色时细胞顶部呈鲜红色。腺腔内可见扁平核的泡心细胞,它是闰管的上皮细胞。内分泌部又称胰岛,它数量不多但体积较大,分散在外分泌腺腺泡之间。胰岛周围包裹着网状纤维,胰岛内细胞排列成不规则的索,索间连接成网,网孔中充满血窦。胰岛用Mallory三色染色(图11),可以根据细胞质内颗粒的嗜色性分为A细胞、B细胞和D细胞。A细胞的数量较少,细胞较小,细胞质中有红色颗粒;B细胞数量多,细胞较大,多位于胰岛的中央部,细胞质颗粒细小,为桔黄色;D细胞数量最少,细胞呈圆形,细胞质中有蓝色颗粒。此外在胰岛中还见到一些细胞较大,胞质染色较浅的内分泌细胞,其性质有待进一步研究。3肠道结构的变化裸项栉鰕虎鱼摄食挠足类、蟹大眼幼体、小型多毛类及其幼体和稚贝等,属肉食性鱼类,因此其消化系统表现出与其食性相适应的特点:食道较短;胃发达,明显分为贲门部、胃体部和幽门部,胃底腺也较发达;肠道短而直,肠道系数较小。这些特点与南方大口鲶、黄鳝等肉食性鱼类相类似,而与草鱼、白鲢等草食性鱼类及鲫鱼、鲤鱼等杂食性鱼类不同。裸项栉鰕虎鱼的食道较短,食道长度/消化道长度的比值(LE/LD)约为0.11,比同是肉食性的龙头鱼还小(0.17),同时食道肌层为比较发达的横纹肌,这就有利于其推动食物进入胃中消化。食道上皮中的杯状细胞和黏液腺比较丰富,这些杯状细胞和黏液腺在上皮细胞之间排列成一层,它们分泌的黏液可以润滑食物,便于吞咽,还能缓冲上皮细胞的机械损伤。食道黏膜上皮为复层扁平上皮,有助于抵抗食物的摩擦损伤。食道黏膜上有一些纵形走向的皱襞,这些皱襞在食物通过的时候变小或消失,以利于食物的通过。裸项栉鰕虎鱼的胃比较发达,呈U形,可明显分为贲门部、胃体部和幽门部,这和条石鲷、真鲷等肉食性鱼类的胃结构比较相似。与此相比,鲤鱼、尼罗罗非鱼等杂食性鱼类的胃比较小,只是一个囊样的结构,但也具有胃的功能;而草鱼等草食性鱼类则没有胃结构。胃体部的胃底腺较发达,而从胃体部向后胃底腺逐渐减少,到了胃体后部和幽门部已无胃底腺的存在。贲门部有括约肌和类似于瓣膜的褶状突起,可以防止食物倒流和控制食物通过的速率。幽门部的括约肌比较发达并有较多的纵形皱褶,除了防止食糜倒流,还可以扩大食糜与黏膜的接触面并延长其停留时间,让食糜与胃底腺分泌的消化液充分接触和混合。裸项栉鰕虎鱼的胃黏膜上皮为单层柱状上皮,这和其他鱼类相类似,在贲门部和幽门部的黏膜上皮中偶见个别杯状细胞,胃体部没有杯状细胞。根据王健鑫等所述,偏杂食性的尼罗罗非鱼贲门部和幽门部无杯状细胞或杯状细胞较少,而偏肉食性的条石鲷贲门部和幽门部都有杯状细胞,这可能与其摄食性相关。裸项栉鰕虎鱼的肠上皮为单层柱状上皮,有利于食糜的消化和营养物质的吸收。小肠黏膜形成了许多皱褶,这些皱褶可以使食糜在小肠内的停留时间大大延长,从而使食糜与消化液充分混匀,同时还增大了肠黏膜与食糜的接触面积,提高了营养的吸收效率。小肠上皮中的杯状细胞明显增多,这些杯状细胞不仅可以分泌黏液保护上皮细胞免受消化酶的破坏,还可以对坚硬食物起到润滑作用。大肠的结构与小肠相类似,黏膜也形成较多的皱褶,杯状细胞的数量比消化道其他部位明显增多,这些杯状细胞分泌黏液保护黏膜,同时也可以润滑食物残渣并利于排出。肠道系数(IC)是鱼类形态测量的重要参数,该参数与鱼类的食性密切相关。肉食性的真鲷IC约为0.6,杂食性的弗氏兔脂鲤IC约为1.25,而草食性的草鱼IC约为1.54,与