具有脂肪肝症状的几种海水养殖鱼脂类代谢和运输的研究

摘要

本文研究了具有脂肪肝症状的几种海水养殖鱼脂类代谢和运输，全文分为二部分： 第一部分 海洋生物体内通常含有大量的脂肪。如一些高纬度的浮游动物，体重的2/3是脂肪，大多数是蜡酯(Wax ester)。Capelin体内也具有20％的脂肪，以甘油三酯为主。鳕鱼和三文鱼摄食这些浮游生物，因此体内储藏大量的脂肪。鱼类对脂肪的、吸收和代谢与陆生动物类似，但不同种类鱼类消化系统有结构上的差异，也使得其吸收代谢有差异。 消化 鱼类对饵料中脂肪的消化吸收率高达95％，通过肠道中的脂肪酶对脂肪进行分解。鱼类的脂肪分解酶通常存在于消化道的前段或胃幽门中，但有时也出现在肠道后段。胰脏和肝胰脏是合成脂肪酶的主要场所，同时肠道黏膜和胃也是脂肪酶的合成地点。鱼体内的脂肪消化酶主要有以下几种：甘油三酯酶(Triacylglycerol Lipases)；磷脂酶(Phospholipases)；其它的脂肪分解酶；固醇酯水解酶(cholesteryl ester hydrolase)。 吸收 脂肪水解产物为脂肪酸，还有一些甘油酯，主要为2-甘油单酯。甘油三酯的水解产物为甘油二酯和甘油，磷脂甘油的分解产物为1-acyl-lyso-glycerophospholipid，胆固醇酯和蜡酯的水解产物为胆固醇和长链醇。脂肪水解产物由胆汁酸盐胶团(bile salt micelles)溶解或乳化，通过肠黏膜渗透进入细胞。 在肠黏膜细胞中，吸收的脂肪酸重新酯化成为甘油，甘油酯和．lyso—glycerophospholipid，再形成甘油三酯和磷脂甘油。固醇和蜡酯也能部分重新合成，游离胆固醇能轻易通过肠黏膜细胞，脂肪醇氧化成相应的脂肪酸。而1-acyl—lysoglycerophospholipid也在输出肠细胞前重新合成磷脂甘油。 转运 脂肪通过脂蛋白从肠道转运到体内各处。鱼体内存在5种脂蛋白，分别是脂肪微粒，极低密度脂蛋白，低密度脂蛋白，高密度脂蛋白和极高密度脂蛋白。脂肪转运至周围组织后，脂蛋白酯酶(LPL)断开酯键，脱下脂肪酸进入细胞。通常有两种方式将脂肪酸转运入细胞，一种是扩散作用，另一种是通过FAT、(fattyacid translocase)和FABP(fatty acid binding protein)将脂肪酸带入细胞。 代谢 脂肪是鱼类的重要能量来源。红肌，肝脏和心脏通常被认为是鱼类脂肪酸B——氧化的重要场所。鱼类对脂肪酸的代谢还受到鱼个体大小，生命周期和季节等因素的影响。关于鱼类β——氧化的过程简而言之，脂肪酸在ATP和CoA，以及Acyl-CoA syntethase的作用下，形成．Acyl-CoA，进入过氧化酶体或线粒体内进行β——氧化。Camitine palmitoyl transferase-Ⅰ(CFf-Ⅰ)在线粒体外膜处将Acyl-CoA转化为Acyl-carnitine，进入线粒体内膜完成β——氧化。CPT—ⅠⅡ通常被认为是主要限速酶，另外CPT-Ⅱ在此过程中也具有重要的调节作用。 合成 脂肪生成(Lipogenesis)主要指合成内源性脂肪的过程。碳水化合物代谢产物丙酮酸或某些氨基酸形成的碳源——乙酰CoA在线粒体中形成新的脂肪。主要的合成途径，细胞质的脂肪酸合成酶(FAS)复合酶系已经在鱼类上得到肯定。该途径的主要产物是16：0和18：0，1个乙酰-CoA的前体，加上7个乙酰形成16：0，该过程需要NADPH。其它的合成途径是产生NADPH的过程，包括PENTOSE PHOSFHATE PATHWAY (PPP)和柠檬酸脱氢酶。鱼类中主要产生NADPH的酶为Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH)(Dias et al，1999)。通常情况下，海水鱼的食物链能提供大量的脂肪酸，因此海水鱼的内源性合成脂肪的量很低，而淡水鱼由于食物中缺少脂肪，所以具有很强的脂肪生成能力，而且饵料中的营养因素对脂肪生成的影响也很大。所有生物，包括鱼类，都能去饱和16：0和18：0，生成16：1-9，16：1-7和18：1-9。关于鱼体内单不饱和脂肪酸延长的机制目前还不太清楚，但许多鱼类，在其天然饵料中有丰富的脂肪酸，因此这种内源性脂肪酸的生成能力并不太强。 第二部分 养殖鱼类肝脏脂肪大量蓄积的现象，通常被称为脂肪肝，早已被人们观察到并进行了相关的研究。 鱼类出现脂肪肝症状后，肝脏发生了一系列的病理学变化，这些变化主要集中在以下几个方面： 1、肝脏理化性状的改变肝脏出现脂肪肝症状时，从外观看来，普遍发生肝脏颜色变浅、变黄、花斑等现象。 肝脏密度因为脂肪含量不同也发生了变化，正常鱼肝脏放入固定液中是沉在水底，而脂肪含量较高的肝脏则浮在其中。 2、肝脏细胞结构的变化Kranz(1985)年在他的文章中详细描述了德国Elbe河口高污染区的ruffe(Gymnocephalus cemua)肝脏脂肪蓄积的现象以及肝细胞的变化。在光镜下，呈现全部发白或淡黄色的病鱼肝细胞中有大量的空泡，这些空泡是在制作肝组织切片时，脂肪被去除后留下的。随着脂肪沉积量的增加，一些小的空泡会相互合并形成大的空泡，肝细胞也会膨胀为正常肝细胞的2——2.5倍，细胞核被挤到细胞的边缘，周围的血管也萎缩了。脂肪肝中通常还有黑色巨噬细胞出现。 3、肝细胞器的变化Braunbeck(1990)详细描述了由于lindane污染造成的斑马鱼(Brachydaniorerio)脂肪肝，其肝细胞器的变化。当水体中lindane量在40ug/L时，斑马鱼肝脏中脂肪含量明显上升。肝细胞直径由于脂肪蓄积而增大，Lindane还造成斑马鱼肝细胞粗面内质网的有序排列被破坏。随着粗面内质网腔的不断增大，脂肪滴的数量和体积也在急剧增加。其它的细胞器没有显著的变化，只有线粒体被观察到呈方形。 随着鱼类肝脏中脂肪量的增加，肝脏脂肪酸组成，代谢酶的活性，抗氧化系统以及相关基因都发生了不同程度的变化。关于养殖鱼类脂肪肝的成因，有多种不同解释，基本原因归纳如下： 1、疾病造成的脂肪肝生产中很多患病鱼通常都伴随有脂肪肝的发生(Brenden 1986，Waagbo1988)。 2、环境污染或有毒有害物质造成的脂肪肝肝脏是鱼类重要的解毒器官，环境中过量的重金属、农药残留等污染往往破坏了肝脏的结构和功能，造成鱼类肝脏脂肪沉积。 3、营养因素造成的脂肪肝鱼类摄食的糖或脂类过量，都有可能造成肝脏脂肪的大量蓄积。实验在海水网箱养殖的大黄鱼中，脂肪肝是一种严重致死性的常见疾病。本实验的主要目的是研究大黄鱼肝脏结构和脂肪酸组成的变化对其产脂酶和抗氧化酶活性的影响。 2003—2004年夏季期间，实验大黄鱼在中国东海取样，实验鱼平均体重为180±20克。 实验鱼肝脏根据不同脂肪沉积程度分为3种：正常肝脏，轻微脂肪沉积肝脏，脂肪严重沉积肝脏，分别进行肉眼和组织学观察。并测定肝脏脂肪酸组成和相关代谢酶和抗氧化酶活力的测定也分别进行。 其中脂肪提取采用Folch(1957)的方法；脂肪酸的制备采用Ackman(1998)的方法；6PGDH(EC 1.1.1.44)采用Chou(1996)的测定方法；G6PDH(EC 1.1.1.49)，ICDH(EC 1.1.1.42)采用Methods of Enzymatic Analysis的方法： Glutamic-oxaloacetic transaminas(GOT，EC 2.6.1.1)，glutamic-pyruvic transaminase(GPT，EC 2.6.1.2)，superoxide dismutase(SOD，EC 1.1 5.1.1)， maIondiaIdehyde(MDA)使用商业试剂盒测定(试剂盒购自南京建成生物技术公司)；蛋白含量的测定采用Lowery的方法(1951)。数据统计使用SPSS 10.0的Duncan's多重比较，P<0.05为差异显著。 光镜观察结果显示，正常大黄鱼肝脏为深红色，正常的两叶型，光镜下能清楚看到肝细胞，肝小管及其分支。具有轻微脂肪肝症状的大黄鱼肝脏，虽然还能保持正常的两叶型，并能分辨出肝小管及分支，但肝脏颜色已呈现淡粉红色，光镜下能观察到肝细胞中出现的脂肪小泡。具有严重脂肪肝症状的大黄鱼肝脏，颜色为淡黄色到白色，肝脏肿胀，光镜下能观察到大量的脂肪或糖原空泡充斥肝脏内部，肝小管已不能清晰观察到，肝细胞也因为大量脂肪的沉积而变大膨胀。 实验结果显示，随着大黄鱼肝脏脂肪含量上升，饱和脂肪酸和n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)含量显著降低，然而单不饱和脂肪酸和n-6多不饱和脂肪酸(n-6 PUFA)含量上升。n-3/n-6的比例在正常肝脏中最高，在轻微脂肪肝中降低了约4倍，严重脂肪肝中降低了约8倍(如表1)。 NADPH-合成酶，异柠檬酸脱氢酶和6磷酸葡萄糖脱氢酶活性在脂肪蓄积的早期阶段被抑制，但在脂肪过量蓄积的后期，这些酶的活性显著上升。肝脏脂肪沉积程度对葡萄糖6磷酸脱氢酶活性无影响(P>0.05)(如表2)。随着肝脏脂肪沉积量的上升，氧化酶，超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)，以及脂肪过氧化产物，丙二醛(MDA)，显著上升(P<0.05)(如表3)。

目录

文摘

英文文摘

声明

PART Ⅰ Review

PART Ⅱ The Effects of Hepatic Steatosis on Liver Lipid Composition, Lipogenic and Antioxidant Defense Enzymes, in Large Yellow Croaker, Pseudosciaena crocea

Experiment 1 Influence of Histological Changes of Liver on Hepatic Lipid Composition in Large Yellow Croaker,Pseudosciaena crocea

Scientific issue and literature review

Material and Methods

Results

Discussion

Table and Figure

Reference

Experiment 2 Study on Lipogenic and Antioxidant Defense Enzymes during Liver Histological Change in Large Yellow Croaker

Scientific issue and literature review

Material and Methods

Results

Discussion

Table and Figure

Reference

PART Ⅲ Lipid Composition of Cod (Gadus morhua), Haddock (Melanogrammus aeglefinus) and Halibut (Hippoglossus hippoglossus)

Experiment 1 Study on the Lipid Composition of Tissue from Cod,Haddock and Halibut

1.Introduction

2. Material and Methods

3.Statistical analysis

4. Results

5. Discussions

Table and Figure

References

Experiment 2 Lipid Class determination and Phospholipids Composition of Cod,Haddock and Halibut

1. Introduction

2. Materials and Methods

3.Statistical analysis

4. Results

5. Discussions

Table and Figure

References