急性低氧脅迫和復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)氧化應(yīng)激的影響

張 倩，黃進(jìn)強(qiáng)，權(quán)金強(qiáng)，吳深基，王曉讕，潘玉財(cái)

( 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070 )

影響魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的因素大致分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是魚(yú)類(lèi)本身的內(nèi)源因子，另一類(lèi)是魚(yú)類(lèi)生存的外部環(huán)境因子。內(nèi)源因子與魚(yú)類(lèi)自身基因的調(diào)控、親本的遺傳特性等相關(guān)，以此決定魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)發(fā)育；外源因子(包括溫度、溶解氧、光照等其他環(huán)境因子)通過(guò)刺激機(jī)體代謝水平，直接或間接影響魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)發(fā)育，其中溶解氧是魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)和活動(dòng)的主要限制因子[1-2]。目前低氧脅迫已經(jīng)成為魚(yú)類(lèi)生理學(xué)的研究熱點(diǎn)之一，研究表明，適宜的溶解氧水平可促進(jìn)魚(yú)類(lèi)的孵化成活、生長(zhǎng)發(fā)育及攝食等，而在過(guò)飽和或低溶解氧水體中的魚(yú)類(lèi)，很可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng)而影響其正常生活[3]。特別是低氧環(huán)境下，易使魚(yú)類(lèi)正常的呼吸和生理代謝發(fā)生紊亂，導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)攝食量下降、生長(zhǎng)緩慢，甚至影響魚(yú)類(lèi)的行為、形態(tài)學(xué)特征及生存策略[4-6]。研究發(fā)現(xiàn)，在低氧環(huán)境中西伯利亞鱘(Acipenserbaerii)血清中丙二醛、總蛋白含量均呈先升后降的趨勢(shì)；河川沙塘鱧(Odontobutispotamophila)心臟、肝臟、鰓中過(guò)氧化氫酶活力顯著上升[7-8]；Lushchak等[9]發(fā)現(xiàn)，金魚(yú)(Carassiusauratus)在經(jīng)過(guò)8 h低氧處理后肝臟中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性顯著增加79%，復(fù)氧14 h后，大腦中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性仍然較高；葛氏鱸塘鱧(Perccottusglenii)在低氧處理2、6 h和10 h下肝臟的超氧化物歧化酶活性顯著上調(diào)[10]。

血清生理生化指標(biāo)是反映動(dòng)物環(huán)境應(yīng)激時(shí)體內(nèi)物質(zhì)代謝和組織器官機(jī)能狀態(tài)變化的一個(gè)重要特征，研究發(fā)現(xiàn)，溶解氧水平明顯影響?zhàn)B殖魚(yú)類(lèi)的血液指標(biāo)，而鰓作為魚(yú)類(lèi)的呼吸器官，最先感知溶解氧的變化，為機(jī)體正常代謝供給氧氣發(fā)揮著重要作用[11-12]。研究表明，低氧條件下，魚(yú)體肌肉組織中氧化應(yīng)激現(xiàn)象明顯[10,13]。因此，通過(guò)研究低氧條件下魚(yú)類(lèi)血清、鰓和肌肉組織生理水平的變化及其應(yīng)激效應(yīng)，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖具有重大指導(dǎo)意義，亦可為探討魚(yú)類(lèi)適應(yīng)低氧環(huán)境的策略提供參考資料。

鯽魚(yú)(Carassiusauratus)，屬鯉形目、鯉科、鯽屬，由于其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、肉質(zhì)較嫩、味道鮮美，且生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、食性雜等眾多優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)淡水養(yǎng)殖業(yè)中占據(jù)重要地位[14-16]。鯽魚(yú)生活于中下層水域，相對(duì)其他常見(jiàn)淡水養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)對(duì)低氧有極強(qiáng)的耐受性，是一個(gè)研究低氧脅迫的良好模型[11,17]。然而，目前關(guān)于低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)氧化應(yīng)激影響的研究未見(jiàn)報(bào)道。筆者通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖水環(huán)境中溶解氧水平的調(diào)控，分析在急性低氧和常氧恢復(fù)后的不同時(shí)間點(diǎn)鯽魚(yú)血清、肌肉及鰓組織中抗氧化酶的變化，探究急性低氧脅迫對(duì)鯽魚(yú)氧化應(yīng)激的影響，以期為鯽魚(yú)的健康養(yǎng)殖提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

試驗(yàn)用鯽魚(yú)購(gòu)自蘭州市水產(chǎn)品交易市場(chǎng)，將試驗(yàn)魚(yú)運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室循環(huán)流水室內(nèi)養(yǎng)殖槽中暫養(yǎng)14 d，暫養(yǎng)期間連續(xù)充氣保持溶解氧>6.7 mg/L，溫度(25±1) ℃，試驗(yàn)用水均為曝氣后的自來(lái)水，日換水量約為暫養(yǎng)水體積的1/3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

暫養(yǎng)結(jié)束后，挑選40尾規(guī)格相近[體質(zhì)量(250±10) g，體長(zhǎng)(24±0.5) cm]、體質(zhì)健壯、體表無(wú)傷的鯽魚(yú)用于試驗(yàn)。通過(guò)迅速往養(yǎng)殖槽中注入氮?dú)鈦?lái)降低溶解氧水平，使溶解氧在30 min內(nèi)降至(1.0±0.1) mg/L，達(dá)到所需含量后開(kāi)始計(jì)時(shí)，利用溶氧儀來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶解氧水平的變化，試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)注入空氣和氮?dú)獾牧縼?lái)維持所需要的溶解氧水平。試驗(yàn)分為低氧脅迫(0、3、6、12、24 h)和常氧恢復(fù)(3、6 h)兩個(gè)階段，常氧恢復(fù)試驗(yàn)在低氧脅迫24 h取樣結(jié)束后立即進(jìn)行，恢復(fù)期間溶解氧水平為(6.7±0.1) mg/L。

1.3 樣品采集與處理

降低溶解氧水平前隨機(jī)取5尾鯽魚(yú)作為對(duì)照組，在低氧脅迫(3、6、12、24 h)和常氧恢復(fù)(3、6 h)的各時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行尾靜脈采血約2 mL，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取5尾作為生物學(xué)重復(fù)，血液置于冰箱4 ℃靜置2 h后，3500 r/min離心10 min，取上層血清于-80 ℃保存用于測(cè)定血清生化指標(biāo)。采血結(jié)束后剖取鯽魚(yú)肌肉和鰓組織(采樣時(shí)間點(diǎn)及樣品數(shù)量同血清)，置于液氮中速凍后保存于冰箱-80 ℃中用于后續(xù)組織中生化指標(biāo)的測(cè)定。

1.4 樣品測(cè)定

測(cè)定血清、肌肉和鰓組織中抗氧化指標(biāo)，主要包括超氧化物歧化酶(A001-1)、過(guò)氧化氫酶(A007-1)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(A005)、總抗氧化能力(A015)、丙二醛(A003-1)和總蛋白(A045-3)，試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程有限公司，吸光度利用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(UNICO UV-3802)測(cè)定。

1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，利用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析以及Duncan′s多重比較進(jìn)行數(shù)據(jù)差異性分析，P<0.05為有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 急性低氧脅迫和復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)血清中氧化應(yīng)激的影響

低氧脅迫后，鯽魚(yú)血清中丙二醛濃度顯著升高(P<0.05)，低氧脅迫6 h，丙二醛濃度達(dá)到最高，較對(duì)照組升高了62%，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，在脅迫12、24 h時(shí)，丙二醛濃度顯著下降(P<0.05)；恢復(fù)3 h時(shí)，鯽魚(yú)血清中丙二醛濃度較脅迫24 h顯著上升23%(P<0.05)，恢復(fù)6 h，丙二醛濃度開(kāi)始下降，與對(duì)照組相比差異不顯著(P>0.05)(圖1)。超氧化物歧化酶活力在低氧脅迫初期顯著升高24%(P<0.05)，隨后在脅迫6 h略有下降，脅迫12、24 h時(shí)，鯽魚(yú)血清中超氧化物歧化酶活力較對(duì)照組顯著升高40%、38%(P<0.05)；恢復(fù)后，鯽魚(yú)血清中超氧化物歧化酶活力較脅迫24 h顯著下降12%、27%(P<0.05)，恢復(fù)6 h時(shí)，鯽魚(yú)血清中超氧化物歧化酶活力略高于對(duì)照組，差異不顯著(P>0.05)(圖2)。過(guò)氧化氫酶活力總體呈升高趨勢(shì)，低氧6、12、24 h時(shí)，較對(duì)照組顯著升高了55%、67%、72%(P<0.05)；恢復(fù)3 h與6 h時(shí)，過(guò)氧化氫酶活力較低氧24 h時(shí)顯著下降(P<0.05)，與對(duì)照組相比，血清中過(guò)氧化氫酶活力略升高，差異不顯著(P>0.05)(圖3)。谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力迅速升高，低氧脅迫12 h時(shí)酶活力最高，較對(duì)照組顯著升高42%(P<0.05)，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，血清中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力開(kāi)始下降，脅迫24 h時(shí)酶活力較12 h時(shí)顯著下降30%(P<0.05)；恢復(fù)3 h時(shí)，鯽魚(yú)血清中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力較脅迫24 h時(shí)顯著升高21%(P<0.05)，隨后逐漸恢復(fù)到初始水平(圖4)。急性低氧脅迫后，鯽魚(yú)血清中總抗氧化能力活力顯著上升，脅迫24 h時(shí)酶活力達(dá)到最高，低氧3、6、12、24 h時(shí)較對(duì)照組分別顯著升高16%、47%、41%和52%(P<0.05)；恢復(fù)溶氧3、6 h時(shí)，血清中酶活力較脅迫24 h時(shí)顯著下降24%、39%(P<0.05)，恢復(fù)6 h酶活力略高于對(duì)照組，差異不顯著(P>0.05)(圖5)。

圖5 低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)血清中總抗氧化能力的影響

圖4 低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)血清中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力的影響

2.2 急性低氧脅迫和復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中氧化應(yīng)激的影響

肌肉組織中丙二醛含量在急性低氧脅迫3、6、12 h后顯著升高(P<0.05)，在24 h后又恢復(fù)到初始水平；恢復(fù)3 h后，丙二醛含量又顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，恢復(fù)6 h后，顯著下降，但仍高于對(duì)照組(P<0.05)(圖6)。低氧脅迫3、6、12、24 h與復(fù)氧3h后超氧化物歧化酶活力顯著升高(P<0.05)，恢復(fù)6 h后與對(duì)照組差異不顯著(P>0.05)(圖7)。過(guò)氧化氫酶與谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力在低氧脅迫后顯著上升(P<0.05)(圖8～9)，酶活力在低氧6 h時(shí)，達(dá)到最高(P<0.05)，低氧12 h時(shí)，酶活力略有下降；恢復(fù)6 h后過(guò)氧化氫酶活力顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力恢復(fù)到初始值?？偪寡趸芰υ诘脱趺{迫3 h后持續(xù)升高，保持在較高水平，低氧24 h與恢復(fù)3 h時(shí)顯著升高(P<0.05)，24 h時(shí)酶活力達(dá)到峰值，恢復(fù)6 h后，與對(duì)照組差異不顯著(圖10)?？偟鞍踪|(zhì)量濃度在低氧脅迫后緩慢上升，脅迫12 h時(shí)質(zhì)量濃度顯著升高(P<0.05)，24 h時(shí)質(zhì)量濃度略有下降；恢復(fù)3 h時(shí)，質(zhì)量濃度顯著下降，恢復(fù)6 h后，恢復(fù)到初始值(圖11)。

急性低氧脅迫后，鯽魚(yú)鰓組織中丙二醛含量在脅迫3、12、24 h，恢復(fù)3 h時(shí)顯著升高(P<0.05)，在低氧24 h時(shí)含量最高，恢復(fù)6 h后，略高于對(duì)照組，與對(duì)照組差異不顯著(P>0.05)(圖6)。低氧6 h時(shí)，超氧化物歧化酶活力較對(duì)照組顯著升高41%(P<0.05)，達(dá)到峰值，其余時(shí)間點(diǎn)超氧化物歧化酶活力較初始值略有變化，差異不顯著(P>0.05)(圖7)。過(guò)氧化氫酶活力在脅迫6、24 h時(shí)顯著增長(zhǎng)48%、40%(P<0.05)，其他時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組差異不顯著(P>0.05)，恢復(fù)6 h后，酶活力略高于初始值，差異不顯著(P>0.05)(圖8)。低氧脅迫后谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力顯著升高，6 h時(shí)活力最高，比對(duì)照組顯著增長(zhǎng)了52%(P<0.05)，恢復(fù)6 h后與對(duì)照組差異不顯著(P>0.05)(圖9)?？偪寡趸芰υ诿{迫3、24 h與恢復(fù)3 h時(shí)酶活力顯著升高，脅迫3 h時(shí)達(dá)到最大，相比對(duì)照組顯著升高48%(P<0.05)，其余時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組相比差異不顯著(P>0.05)(圖10)?？偟鞍踪|(zhì)量濃度在脅迫3 h時(shí)顯著升高19%(P<0.05)，其余各時(shí)間點(diǎn)質(zhì)量濃度高于對(duì)照組，但差異不顯著(P>0.05)(圖11)。

圖6 低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中丙二醛含量的影響

圖7 低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中超氧化物歧化酶活力的影響

圖8 低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中過(guò)氧化氫酶活力的影響

圖9 低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力的影響

圖10 低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中總抗氧化能力的影響

圖11 低氧脅迫及復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中總蛋白質(zhì)量濃度的影響

3 討 論

魚(yú)類(lèi)在新陳代謝的過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)氧化與抗氧化之間一直處于動(dòng)態(tài)平衡[18]，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧自由基超過(guò)機(jī)體的承載范圍時(shí)，細(xì)胞內(nèi)過(guò)多的自由基會(huì)攻擊各種生物膜中所含的不飽和脂肪酸，發(fā)生連鎖的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，并因此產(chǎn)生丙二醛等脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，對(duì)機(jī)體造成損傷[19-22]。為避免這種情況，機(jī)體在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，形成了一套完整的保護(hù)體系，即抗氧化防御系統(tǒng)來(lái)清除體內(nèi)多余的氧自由基，保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷[23-24]。超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶等作為抗氧化防御系統(tǒng)中的重要組成部分，在機(jī)體的氧化與抗氧化平衡中起著重要作用，對(duì)機(jī)體細(xì)胞損傷后的氧化過(guò)程具有很強(qiáng)的防御功能[21]。研究認(rèn)為，超氧化物歧化酶在清除體內(nèi)活性氧自由基的過(guò)程中最早發(fā)揮作用，它促使超氧陰離子(O2-·)歧化為H2O2和H2O，隨后過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶再將H2O2催化為H2O和O2，因此超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫酶等具有清除體內(nèi)多余的活性氧自由基和保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷的作用[21]。

3.1 急性低氧脅迫和復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)血清中氧化應(yīng)激的影響

丙二醛的含量可反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化的程度，從而間接反映出細(xì)胞損傷的程度[25]。本試驗(yàn)中，隨著溶解氧水平的下降，鯽魚(yú)血清、肌肉和鰓組織中丙二醛含量初期快速升高，這表明低氧迫使鯽魚(yú)處于應(yīng)激狀態(tài)，由于機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧自由基，使得機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化程度升高，產(chǎn)生大量的脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，丙二醛含量顯著下降，機(jī)體通過(guò)調(diào)節(jié)抗氧化酶的活性來(lái)抵御缺氧造成的氧化壓力，保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷；恢復(fù)溶氧后丙二醛含量再次升高，恢復(fù)后期丙二醛含量逐漸下降至初始水平，說(shuō)明此時(shí)恢復(fù)溶氧對(duì)鯽魚(yú)而言也是一種應(yīng)激[26]，機(jī)體會(huì)再次激活體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)。這與Filho等[3,13]限制溶解氧供應(yīng)對(duì)魚(yú)類(lèi)影響的研究結(jié)果一致。

張國(guó)松[27]在瓦氏黃顙魚(yú)(Pelteobagrusvachelli)應(yīng)對(duì)低氧脅迫的耐受機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn)，低氧脅迫促使瓦氏黃顙魚(yú)大腦中超氧化物歧化酶活力持續(xù)上調(diào)，常氧恢復(fù)后超氧化物歧化酶活力與對(duì)照組相近，本試驗(yàn)結(jié)果與之相似。本試驗(yàn)中，急性低氧脅迫后，鯽魚(yú)血清中超氧化物歧化酶活力在短期內(nèi)迅速升高，表明當(dāng)機(jī)體受到低氧刺激時(shí)，超氧化物歧化酶首先發(fā)揮作用，促使超氧陰離子(O2-·)歧化為H2O2和H2O，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，超氧化物歧化酶活力略有下降，隨后顯著升高，這是由于低氧脅迫下鯽魚(yú)通過(guò)無(wú)氧呼吸途徑[28]，產(chǎn)生大量活性氧自由基，使得抗氧化酶活力下降，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，鯽魚(yú)機(jī)體內(nèi)出現(xiàn)了代償應(yīng)激導(dǎo)致超氧化物歧化酶活力迅速上升，從而抵御氧自由基對(duì)機(jī)體的損傷。常氧恢復(fù)后期酶活力略高于對(duì)照組，推測(cè)此時(shí)常氧恢復(fù)促使機(jī)體仍處于應(yīng)激狀態(tài)，超氧化物歧化酶持續(xù)為清除體內(nèi)活性氧自由基發(fā)揮作用。

本試驗(yàn)中過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力在急性低氧脅迫后顯著升高，常氧恢復(fù)后與對(duì)照組相比差異不顯著，表明了機(jī)體內(nèi)抗氧化酶類(lèi)的協(xié)同性。楊凱[29]的研究結(jié)果表明，低氧脅迫后黃顙魚(yú)(P.fulvidraco)血清中過(guò)氧化氫酶活力顯著增大，但隨著時(shí)間延長(zhǎng)活性逐漸下降，這與本試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似，說(shuō)明血清中過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶在鯽魚(yú)面臨氧化應(yīng)激時(shí)出現(xiàn)協(xié)同調(diào)節(jié)作用，避免機(jī)體受到氧化損傷的危害。陳世喜等[30]研究發(fā)現(xiàn)，急性低氧脅迫下，卵形鯧鲹(Trachinotusovatus)幼魚(yú)肝臟中過(guò)氧化氫酶顯著升高后維持在一個(gè)較高水平，而谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力在持續(xù)上升后逐漸下降，慢性低氧脅迫后谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力顯著升高，與本試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似。

李根瑞[31]研究發(fā)現(xiàn)，仿刺參(Apostichopusjaponicus)在低氧環(huán)境中肌肉、呼吸樹(shù)和消化道中總抗氧化能力顯著升高，復(fù)氧初期總抗氧化能力仍顯著高于對(duì)照組，隨后慢慢恢復(fù)到初始水平。管越強(qiáng)等[32]在研究低氧脅迫對(duì)日本沼蝦(Macrobrachiumnipponense)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)相似結(jié)果，低氧脅迫后日本沼蝦肝胰腺和肌肉中總抗氧化能力有顯著影響。本試驗(yàn)中，鯽魚(yú)體內(nèi)總抗氧化能力在低氧脅迫后迅速顯著上升，表明鯽魚(yú)能快速對(duì)低氧脅迫產(chǎn)生響應(yīng)，有效清除體內(nèi)氧自由基，常氧恢復(fù)后總抗氧化能力較低氧脅迫后期顯著下降，恢復(fù)后期總抗氧化能力略高于對(duì)照組，推測(cè)是常氧恢復(fù)后機(jī)體在短期內(nèi)對(duì)總抗氧化能力的代謝不完全造成的。

3.2 急性低氧脅迫和復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中氧化應(yīng)激的影響

機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，當(dāng)機(jī)體內(nèi)大量產(chǎn)生的活性氧因不能及時(shí)清除而累積在體內(nèi)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致生物膜上的脂質(zhì)物質(zhì)遭受過(guò)氧化，生成丙二醛等有害物質(zhì)，造成機(jī)體多種酶失活，導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生變性甚至死亡，使機(jī)體的免疫能力下降[33-34]。本試驗(yàn)中，急性低氧脅迫3 h后，鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中丙二醛含量顯著升高，肌肉組織中丙二醛含量達(dá)到峰值，鰓組織中丙二醛含量在脅迫24 h達(dá)到峰值?；謴?fù)溶氧后，丙二醛含量在組織中先升后降，與對(duì)照組差異不顯著。表明機(jī)體在低氧刺激后，由于體內(nèi)大量產(chǎn)生活性氧，導(dǎo)致機(jī)體脂質(zhì)過(guò)氧化程度升高，產(chǎn)生大量丙二醛，丙二醛含量在體內(nèi)的變化在一定程度上反映了機(jī)體保護(hù)自身的反應(yīng)機(jī)制。常氧恢復(fù)后組織中丙二醛含量在短暫升高后恢復(fù)至初始值，說(shuō)明此時(shí)復(fù)氧對(duì)鯽魚(yú)造成了二次應(yīng)激，體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)再次調(diào)動(dòng)保護(hù)機(jī)體免受損傷。郭志雄等[35]在急性低氧脅迫對(duì)軍曹魚(yú)肝臟氧化應(yīng)激的影響中發(fā)現(xiàn)同樣結(jié)果，脅迫后軍曹魚(yú)體內(nèi)丙二醛含量顯著上升。

當(dāng)?shù)脱趺{迫導(dǎo)致體內(nèi)活性氧自由基增多時(shí)，超氧化物歧化酶活力也會(huì)隨之發(fā)生變化。馬粒雅等[36]在溶解氧變化對(duì)中華烏塘鱧(Bostrychussinensis)酶活的影響中發(fā)現(xiàn)，隨著溶解氧含量的變化，中華烏塘鱧肝臟和腸內(nèi)超氧化物酶活力在溶解氧水平下降初期變化不大，在溶解氧水平降至1.04 mg/L時(shí)，酶活力顯著上升，達(dá)到峰值后開(kāi)始逐漸下降，隨著溶解氧水平降到0 mg/L，酶活力又開(kāi)始增大。本試驗(yàn)中，急性低氧脅迫后，鯽魚(yú)肌肉和鰓組織中超氧化物歧化酶出現(xiàn)了波動(dòng)性的變化，表明超氧化物歧化酶能通過(guò)酶活性的變化來(lái)調(diào)節(jié)體內(nèi)自由基的平衡，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶在機(jī)體抗氧化系統(tǒng)中的主要作用是清除H2O2，起到保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整性的作用[29]。楊明等[37]在研究日本沼蝦在低氧脅迫和復(fù)氧下體內(nèi)抗氧化酶活力的變化中發(fā)現(xiàn)，低氧脅迫后日本沼蝦肌肉、鰓組織中過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力在脅迫12 h時(shí)酶活力顯著高于對(duì)照組，復(fù)氧后酶活力出現(xiàn)波動(dòng)性變化。本試驗(yàn)中，鯽魚(yú)在急性低氧脅迫后，肌肉組織及鰓組織中過(guò)氧化氫酶及谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力顯著升高，在脅迫6 h時(shí)達(dá)到峰值，脅迫12 h二者酶活力顯著下降，這表明機(jī)體內(nèi)過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶具有一定的協(xié)同作用，二者共同為清除體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物發(fā)生作用，而在12 h酶活力顯著下降，其原因可能是超氧化物歧化酶通過(guò)歧化反應(yīng)產(chǎn)生過(guò)量的H2O2，超過(guò)了機(jī)體的承受范圍，導(dǎo)致酶活力受到抑制。復(fù)氧后，機(jī)體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)清除了過(guò)量的有害物質(zhì)，酶活力逐漸恢復(fù)至初始值。

總抗氧化能力是用于衡量機(jī)體抗氧化系統(tǒng)功能狀況的綜合性指標(biāo)，代表和反映了機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)對(duì)外來(lái)刺激的代償能力以及機(jī)體自由基代謝的狀態(tài)[19]。本試驗(yàn)中，鯽魚(yú)肌肉組織中總抗氧化能力在脅迫后持續(xù)升高，脅迫24 h時(shí)最大，鰓組織中總抗氧化能力在脅迫3 h達(dá)到峰值后開(kāi)始下降，脅迫24 h顯著升高，表明機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)下，體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)能在應(yīng)對(duì)不良刺激時(shí)做出響應(yīng)，保護(hù)機(jī)體。復(fù)氧后肌肉及鰓組織中總抗氧化能力開(kāi)始下降，恢復(fù)至初始值。這與李根瑞[31]研究結(jié)果相似。

總蛋白具有維持血液正常膠體滲透壓和pH恒定的作用，并與脂肪酸、固醇等物質(zhì)運(yùn)輸及免疫功能相關(guān)[33]。本試驗(yàn)中，急性低氧脅迫下鯽魚(yú)組織中總蛋白含量隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高，常氧恢復(fù)后總蛋白含量與對(duì)照組差異不顯著。這同陳靜怡等[7]研究發(fā)現(xiàn)20、28 ℃時(shí)低氧脅迫導(dǎo)致西伯利亞鱘血清中總蛋白含量隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，在達(dá)到峰值后逐漸降低，最終與對(duì)照組差異不顯著的結(jié)果相似。

4 結(jié) 論

急性低氧脅迫會(huì)使魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，而應(yīng)激后的快速恢復(fù)溶氧，也會(huì)使魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生應(yīng)激，調(diào)動(dòng)體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)。低氧脅迫下，鯽魚(yú)血清、肌肉和鰓組織中抗氧化酶活力升高，共同清除體內(nèi)因缺氧產(chǎn)生的大量活性氧自由基，常氧恢復(fù)后，機(jī)體又會(huì)產(chǎn)生大量活性氧自由基，同時(shí)再次調(diào)動(dòng)抗氧化系統(tǒng)開(kāi)啟防御機(jī)制，抵御氧化應(yīng)激對(duì)機(jī)體造成的損傷，這是機(jī)體為了適應(yīng)低氧脅迫和脅迫后復(fù)氧所采取的抗氧化策略。本試驗(yàn)結(jié)果為魚(yú)類(lèi)低氧脅迫生理學(xué)研究提供了基礎(chǔ)資料，也為鯽魚(yú)養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展提供理論依據(jù)。