温度对虎纹蛙能量利用和氧化压力的影响

摘要

虎纹蛙(Hoplobatrachus rugulosus)的养殖目前只在我国热带地区有开展，其主要原因是虎纹蛙是耐热不耐寒型的动物。而在养殖场，急剧温度变化（骤冷骤热）是虎纹蛙死亡率急剧升高的原因之一，而温度变化对机体的能量利用及氧化压力会产生较大的影响。因此探究温度变化对虎纹蛙能量利用和氧化压力的影响对指导生产实践具有重要的理论意义。
　　采用急性冷暴露、梯度降温、急性热暴露、梯度升温的温度刺激探究温度对虎纹蛙能量利用的影响，测量指标包括脂类代谢和糖类代谢。脂类代谢以体脂肪率作为标志物，糖类代谢指标包括代谢的物质（血糖含量、肝糖原、肌糖原含量）和与代谢有关的酶活（己糖激酶Hexokinase，HK和乳酸脱氢酶Lactate dehydrogenase，LDH）。采用相同的温度刺激探究温度对虎纹蛙与中华大蟾蜍的氧化压力的影响。测量指标包括与氧化压力有关的标志性酶（超氧化物歧化酶Superoxide dismutase，SOD）和脂类过氧化产物(丙二醛Malondialdehyde，MDA)。
　　对能量利用的研究结果表明，虎纹蛙在应对低温急性暴露时，主要采用血糖含量升高，肝脏、肾脏、肠的总呼吸和无氧呼吸水平均上升的策略以应对环境的变化;梯度降温时，主要采用血糖、肝糖原、肌糖原增多，肝脏总呼吸作用增强，无氧呼吸减弱，肾脏与肠总呼吸与无氧呼吸增强的方式应对机体的能量消耗与环境变化;在应对高温急性暴露时，虎纹蛙主要采用血糖含量升高，肝脏、肾脏和肠40℃时总呼吸增强，无氧呼吸减弱或无显著变化的策略，说明有其氧呼吸水平上升;梯度升温时，机体血糖、肌糖原上升，肝脏、肾脏、肠采用总呼吸增强、无氧呼吸水平不变或总呼吸不变、无氧呼吸减弱的策略，说明有氧呼吸水平增强。
　　结果说明低温刺激时，虎纹蛙总呼吸水平保持对照水平或比对照提高，而无氧呼吸代谢均有所增强。急性低温刺激与梯度降温的差异表现在梯度降温时肝糖原、肌糖原含量升高。这说明梯度降温时机体具有一定的缓冲时间进行糖原的储备，有利于机体抵抗环境的变化。而应对高温刺激时，虎纹蛙主要采用提高有氧呼吸代谢的策略来应对。急性高温暴露与梯度升温的差异表现在梯度升温时肝糖原含量上升，与低温刺激类似，梯度升温时机体具有一定的时间来储备糖原，有利于机体的生存。由无氧呼吸产生的乳酸等大量代谢废物积累在蛙的器官中，对蛙的内环境的酸碱度、糖类代谢产生了负面影响，因此虎纹蛙从能量利用的角度来看不适应自然界中的低温环境。这给养殖虎纹蛙带来的启示是需在低温时期使用物理方法加强保温并降低虎纹蛙体内的乳酸含量，包括投食弱碱性食物等措施，以降低虎纹蛙的死亡率。而在温度急剧变化时期应该增强虎纹蛙的营养补给，以补充其应对环境时产生的能量消耗。
　　在进行氧化压力方面的研究时，以中华大蟾蜍（Bufo bufogargarizans）为主要对照物种。研究表明虎纹蛙肝脏、肾脏、肠在冷刺激时，均呈现SOD活性明显下降，梯度降温组MDA高于急性刺激组的规律;中华大蟾蜍则呈现SOD下降（但下降趋势要缓于虎纹蛙组），MDA总体上升的趋势。虎纹蛙的肝脏、肾脏、肠在热刺激时与冷刺激一样，大体呈现SOD下降，梯度升温组MDA高于急性刺激组的规律;中华大蟾蜍的肝脏呈现SOD减少、MDA上升，肾脏36℃时SOD活性下降，急性刺激组MDA高于梯度升温组，肠SOD与MDA均呈现急性刺激组高于梯度升温组的现象。
　　结果说明虎纹蛙在温度梯度变化时氧化压力大于急性刺激组，而中华大蟾蜍则相反。中华大蟾蜍在冷刺激时总体氧化压力和抗氧化能力均高于虎纹蛙，因此中华大蟾蜍与虎纹蛙相比在氧化压力方面更适应低温环境。而虎纹蛙与中华大蟾蜍对高温的适应性的差异可能不是由于氧化压力与抗氧化能力的变化。这对养殖虎纹蛙的启示是在经受冷刺激时应降低虎纹蛙的氧化压力，包括投食抗氧化药品如维生素E等。且在环境温度缓慢变化时虎纹蛙所经受的氧化压力比环境急剧变化时更大，因此需在日常加强对虎纹蛙体内自由基的清除。