蓝蟹气泡病研究

伊红美蓝 · 发表于 2015-7-8 16:09:26

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蓝蟹气泡病研究

PHYLLIS T. JOHNSON ，美国，1976年

蓝蟹在气体过饱和的水体中，会出现缺血障碍。在第一阶段的过饱和气体暴露实验中，有超过1/3的蓝蟹死亡。存活的蓝蟹中，器官和组织都有严重的损伤，包括鳃、心脏、触角腺。尤其是鳃，健康的蓝蟹在过饱和气体中暴露35天后，仍可以在鳃上看到气栓。鳃、心脏出现了缺血性损伤的症状，而触角腺上皮出现严重的变质。缺血性损伤具有局灶性，但在触角腺上没有，那里有大片的上皮细胞变质。气泡病影响显然没有涉及血细胞，但在鳃小片上有少量的成纤维细胞浸润现象。
引言
水生动物的气泡病往往是因为暴露在过饱和空气的水体中，或者其它气体比如氧气。在鱼类的产卵场以及圈养的无脊椎动物中，气泡病往往是个不小的问题(Amlacher, 1961)。在一篇关于水生动物气泡病的研究中也提到，包括多种水生节肢动物也受到气泡病的影响，比如龙虾、帝王蟹、海蜘蛛类(Marsh and Gorham, 1905)。这些学者研究了不同甲壳动物在它们的血液里长时间存在气泡时的存活能力。之后，他们讨论了气泡病对龙虾(Hughes, 1968)、软体动物(Malouf etal., 1972)和养殖中的幼虾仔虾的影响。最近的报道发现，气泡病也会在无脊椎动物上出现。Pauley (1967)做了气泡病在鲑鱼幼鱼的组织病理学研究，但是目前还没有气泡病在无脊椎动物中的病理学相关研究。
本文研究了气泡病在蓝蟹上的持续时间，受影响后蓝蟹的恢复情况，以及气泡病在血液系统中形成气栓后的组织病理学变化。在1974年10月末，从弗吉尼亚州的钦科蒂格海湾引进一批蓝蟹，并在流水系统下养殖。第二天，流水系统里的水换成通过充满空气管道压力的造成水体气体过饱和的水。一周后，也就是周一，总共66只蓝蟹，发现有25只蓝蟹死亡，余下没有死亡的蓝蟹状态很差或者即将死亡。死蟹的鳃部充满气泡，初步诊断为气泡病。但一只大的雄性蓝蟹在同样的过饱和气体下存活了2个月，同样处理下的条纹鲈鱼幼体以及条纹鲈成鱼都死亡，但是对三鳍鳎却没有影响。
蓝蟹属于蜕皮动物，实验蓝蟹的体宽在9.5cm~14cm宽度之间（平均12cm），解剖的36只蓝蟹中，有四只是性成熟的雌蟹，剩下的都是雄蟹。在实验的第一周，水体温度控制在13~15℃之间，第二周水体温度控制在16~18℃，之后将水温逐渐降低在13~6℃之间，中间过程有波动。在实验的第41天，也就是解剖所剩存活蓝蟹的当天，水温为7℃。

在过饱和气体暴露的影响下，解剖蓝蟹时，首先检查一下鳃部、内脏、血窦、血管是否有气泡存在。在三条重要、显而易见的动脉上做特别检查。眼动脉：眼动脉在前背部，从心脏连接到眼睛、触角、脑部，以及前表皮；一对触角动脉：在前侧部，连接心脏到胃部、触角、触须、性腺和肝胰腺的前部分；第三个需要注意的是表皮。
每次从解剖的蓝蟹上取下的组织有：心脏、脑部、胸神经节、肠、造血组织、触角腺、Y器官、鳃、肝胰腺、性腺、表皮，以及相关的结缔组织和肌肉，有时也取眼柄。组织进行常规的石蜡切片处理。拍照的组织切片用孚尔根染色技术，并用甲基蓝复染。
实验结果
在蓝蟹到达实验的第一天，也就是表一中的 day 0天，出现一只死蟹，两只行动迟缓的蟹被解剖。在实验的day 1天，两只行动迟缓的蟹被解剖。这五只被解剖的蓝蟹中，有四只感染副变形虫病，其中三只感染严重（如表1），剩余的蟹都没有在day 0-2天的时候解剖（如表2）
在实验的day2天之后，通入过饱和的气体的流水系统养殖蓝蟹时（以下简称气体过饱和阶段），25只蓝蟹被致死。在气体过饱和阶段，周末没有准确检查蓝蟹的死亡量，蓝蟹死亡的准确时间就无法确定了。在不同阶段解剖的蓝蟹表明，蓝蟹的死亡发生在相当长的一段时间。对死亡蟹的鳃进行了检查，在所有情况下，鳃血管处都布满了气泡。剩余41天后存活的蓝蟹，大部分在实验的day3-5天都变得行动迟缓，有一些是在濒临死亡的时候被用来解剖。在气体饱和阶段，day20-39的时候，所有解剖的蟹的状态都比较乐观。所有在day3-5天时解剖的蟹，以及在day11天时解剖的蟹中有3/4的蟹，在鳃部都存在气栓；在day4-20天时，解剖的蟹里不仅在鳃部有气栓，在部分的血窦、大动脉、心脏，以及偶尔在中肠内腔都有发现气栓，有三只蓝蟹有轻微的副变形虫病霉菌感染（见表1）。

   蓝蟹气泡病组织病理学的结果：组织病理学变化集中在肌肉组织以及缺血引起的神经组织变化，在长期气栓影响下，没有发生纤维化病变，在急性死亡期间也没有任何形式的溶血变化。在表皮以及肠上皮的缺血性损伤少，且并不严重。在组织和器官方面，在性腺、肝胰腺、Y器官、造血组织有轻微的缺血性损伤；大部分在鳃、心脏、触角腺受到的影响最严重。结缔组织有机械性损伤，但是极少出现缺血性损伤。
   参照表1所示，第一，缺血造成的细胞跟组织损伤并没有变的严重，直到气体饱和阶段的第四天，开始对鳃产生了一定的影响；第二，内部组织的组织损伤和气栓是同时发生的。然后，在实验的day11-35,有气栓与轻微的组织损伤。气泡在鳃中最先出现，并且，有证据证明，即使蟹内部的气栓已经消失时，气泡也一直存在鳃内，尽管一只蟹在day35天解剖时眼部有气栓。
鳃的病理变化显然受限于机械损伤以及位移的组织，包括角质层脱落的上皮细胞。组织学实试剂中，石蜡渗入到鳃内使气泡消失并且变平坦，或者其它的表皮碎片在切片上，模糊了鳃本身的病变特征。图1展示了受轻微气泡病影响的鳃，在这张切片中，中央大动脉是外观正常，但是气泡充满血窦并导致了组织位移和分裂现象。盐腺层状上皮增厚，导致一些鳃的基部受到影响，但它的渗透压调节没有受到影响。
在心脏的气栓严重破坏肌纤维并导致了局部血管瘀滞（见图2）。透明变形的心脏肌肉出现了局灶性（见图3），并且不是所有的切片都能看到神经胶质细胞的细胞核，有的细胞核有萎缩迹象。有些神经纤维也发生了退化（见图4）。
血管往往被大的气栓涨的很大并且有积血（见图5）。在这些地方的血细胞通常都很正常，并不结块，另外偶然发现了在大量的血细胞中细胞核发生了固缩。
血管内部与触角腺的触角动脉往往被气体扩张。网状的上皮细胞发生了严重退化，外观变得不透明，并且变大；细胞核变白，核变白是细胞核早起溶解的征兆。迷宫状的内腔也变得闭塞（见图6）。发生端囊性变性，即网状结构互相变得交叉融合，虽不常见但是局灶性。端囊细胞核有时萎缩并且内部杂乱（见图7），但核变白现象不普遍。触角腺的正常的各部分特征见图8。
骨骼肌经历了局灶性的透明变性(见图 9)。血管由于气泡发生的扩张，有时发生在Y器官中，并且有少量样本的细胞核固缩。肠道的不同部分通常不受影响，并且一般的有丝分裂存在于中肠前部的盲肠。在偶然情况下，初期的溶解现象对于小面积的表皮来说是非常明显的。在肝胰腺的腺泡中有少数核可以观察到初始溶解。气泡的存在，导致这些器官除去有些轻度损伤的间质细胞外，都表现的比较正常。固缩和初期的溶解也发生在一些神经胶质细胞核与脑和胸的神经节，并且由气体损伤的神经束表现出透明(见图 10)。在第35天时，解剖蟹时发现在眼睛处有大的气泡，导致了眼部视网膜细胞被挤压，但是没有退化和溶血反应发生(Figs.  11 and  12)。

在气体饱和阶段的的day11-39天，解剖健康的蟹没有发现组织出现损伤。唯一的修复过程，发生于缺血或者鳃的机械性损伤，成纤维细胞偶然出现薄层。

在另一组实验开始后的第20天和解剖后的第20-39天，在置于氧气充足的水体系统中的钦科蒂格州蟹中，并没有发现明显的气栓或者由气栓导致的血栓。

图1：蓝蟹：鳃，气泡（G）破坏了组织，血管正常（V）；图2 心脏，有气栓（G）堆积的血淋巴、血细胞（H）；图3 心脏肌肉局灶性（D）；图4 神经纤维退化，细胞核萎缩。

图5 眼动脉的气体血栓（G）,积血和血细胞（H）。血管内皮细胞（E）；图6 触角腺上皮细胞的网状结构开始溶解（K）,内腔闭塞（L）；图7触角腺端囊性病变，细胞核萎缩（ES）,细胞不透明（E）,网状结构融合（L）；图8 正常的触角腺 ES 端囊上；E，网状上皮；L，迷宫网状内腔。

图9 骨骼肌肉发生透明变形,(D)退化的肌肉。N,正常肌肉；图10 脑神经节的的神经纤维被气体破坏变得透明；图11含有一个大气泡的眼柄（E），严重破坏了视网膜(R)；图12 图11放大之后，显示破坏的视网膜细胞

讨论：
对于在前两天没有遭受到气体饱和处理死亡的蟹来说，副变形虫病可能是导致死亡的原因。动物在遭受到副变形虫病的感染下，不太能经得起气泡病的伤害并由此产生缺血。5只中有3只的被解剖的蓝蟹在遭受到气泡病前就已经感染了副变形虫病，这种情况下就可以充分支持前面的观点，然而三只气泡病的幸存者仅仅有着轻度的非胁迫**染。

组织和器官的伤害表明蓝蟹病主要的后遗症是：鳃上皮细胞造成的鳃功能障碍，心脏肌肉的退化和相关的心脏起搏器神经与气栓一块造成的血管瘀滞，以及触角腺的功能性损伤。Rigdon  and  Baxter  (1970) 描述了棕虾自发性的肌肉白浊病因主要是由于处于低氧水体中的肌肉损伤，但并不伴随溶血反应。如果退化不是太长时间，在氧气充足时，肌肉可以自行的修复。缺氧的虾和患有气泡病的蟹所发生的肌肉退化，可以解释低等甲壳纲动物对于肌肉局部性缺血所引起的反应。Rigdon  and  Baxter  (1970)  发现虾肌肉的再生，在肌膜核发生增殖之后。在蓝蟹中并没有发生类似的反应，因为蟹的肌肉没有出现坏死，猜测它的修复可能是发生在更微妙的过程。

所有暴露于饱和气体中的蓝蟹都遭受气栓和组织损伤，包括在饱和气体急性死亡期的解剖蟹。在蓝蟹自行修复的过程中，缺少了血细胞的参与。但有时在鳃小片，成纤维细胞会做出相应的反应。
                                                                                 邓美英译陈明卫校

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