不同温度再充氧（Reoxygenation）对平口??（Piaractus mesopotamicus）幼鱼生长、血液学及氧化应激参数的影响

《Fish Physiology and Biochemistry》：Influence of reoxygenation at different temperatures on growth, hematological and oxidative stress parameters in Piaractus mesopotamicus

　　

摘要：本研究旨在评估不同温度与再充氧速率的交互作用对平口??（Piaractus mesopotamicus）幼鱼生长性能、血液学及氧化应激参数的影响。实验动物在第15天和第30天暴露于严重低氧（Hypoxia，溶解氧DO 0.8 mg L?1）8 h，随后于两种水温（24.11 ± 0.10 oC 和 27.08 ± 0.05 oC）下分别进行骤然再充氧（Abrupt reoxygenation，20 min内恢复常氧）或渐进再充氧（Gradual reoxygenation，5 h内恢复常氧）。各温度下设持续常氧（Normoxia，DO ≥ 7.0 mg L?1）对照组，整个实验期45 d。研究人员测定终末生物计量学指标、采集血液及组织（鳃、脑、肝、肌肉），检测生长性能、血液学参数、过氧自由基总抗氧化能力（Total antioxidant capacity against peroxyl radicals，ACAP）及脂质过氧化（Lipid peroxidation，LPO）。结果显示，27 oC组生长参数更高，且该温度下血糖高于24 oC组。27 oC下经历不同再充氧处理的鱼血红蛋白（Hemoglobin，Hb）和红细胞（Erythrocyte）数降低，平均红细胞体积（Mean corpuscular volume，MCV）高于同温常氧组及24 oC下同再充氧处理组。24 oC下鱼肝和肌肉ACAP水平低于27 oC组。24 oC与常氧及渐进再充氧交互、27 oC与骤然再充氧交互诱导各组织LPO升高。综上所述，该鱼种生长在27 oC得到优化；且在此温度下渐进再充氧时代谢生理状况较好，养殖环境中遭遇低氧—再充氧时可视为具耐受性。

论文解读：不同温度再充氧对平口??（Piaractus mesopotamicus）幼鱼生长、血液学及氧化应激参数的影响

本文发表于《Fish Physiology and Biochemistry》。平口??（Piaractus mesopotamicus，又称pacu）是南美洲重要养殖鱼类，具耐低溶氧（Dissolved oxygen，DO）、适温范围广、生长快等特点，适合集约化养殖。在水产养殖系统中，因高密度养殖、有机物耗氧及停电等因素，频繁出现严重低氧（Hypoxia）及随后的再充氧（Reoxygenation）波动。低氧本身引发生理与氧化应激，而再充氧过程中活性氧（Reactive oxygen species，ROS）爆发性产生可致"氧化再灌注损伤"，其程度受温度影响——温度调控变温动物代谢率及抗氧化防御系统（Antioxidant defense system，ADS）活性。然而，不同水温与再充氧速率（骤然vs渐进）交互作用对平口??生长、血液学及组织氧化损伤的长期影响尚不清楚。因此研究人员设计实验，模拟养殖中两次严重低氧事件后分别以两种速率再充氧，设两个培育温度及常氧对照，经45 d饲养后综合评价其生产性能与生理应激响应，为确定适宜养殖温度及低氧事故后最佳复氧操作提供依据。

主要关键技术方法

研究人员使用初均重约15.79 g的平口??幼鱼216尾，随机分配至18个80 L实验单元（n=12/重复，三重复/处理）。设两水温——24 oC与27 oC（种属适宜温区23~29 oC内），各温度下分三组：持续常氧对照（DO ≥ 7.0 mg L^?1）、严重低氧（DO≈0.8 mg L^?1，第15天与第30天各8 h）后骤然再充氧（20 min恢复常氧）、严重低氧后渐进再充氧（1 mg L^?1/h，5 h恢复常氧）。低氧由通入纯氮气维持，再充氧恢复气泵曝气。实验期45 d，每日监测水温、DO、pH、总氨氮、亚硝酸盐及碱度。实验结束称量终末体重与体长计算增重（Weight gain，WG）、特定生长率（Specific growth rate，SGR）、肥满度（Condition factor，CF）与存活率；尾静脉采血测血糖、血pH、红细胞数、血细胞比容（Hematocrit，Hct）、血红蛋白（Hb）浓度并计算红细胞指数（MCV、MCH、MCHC）；取鳃、脑、肝、肌肉制备匀浆测总蛋白、过氧自由基总抗氧化能力（ACAP，面积越大抗氧化力越强）及脂质过氧化（LPO，以丙二醛MDA当量表示）。数据作双因素方差分析（Two-way ANOVA，温度×再充氧方式），Tukey事后检验，p＜0.05为显著。

研究结果

Zootechnical performance（养殖/生长性能）

27 oC各组终末体重（Final weight，FW）、终末总长（Total length，TL）、增重（WG）及特定生长率（SGR）显著高于24 oC各组（p＜0.05），表明升温至27 oC促进摄食与代谢从而优化生长；肥满度（CF）在两温度间无差异，但常氧与27 oC组CF显著高于27 oC骤然再充氧组，提示骤然再充氧轻微影响形体发育。全期无死亡。

Hematological parameters（血液学参数）

27 oC各组血糖显著高于24 oC各组（p＜0.05），符合高温提升代谢致糖原分解增强。27 oC常氧组红细胞数与Hb最高；27 oC经历骤然或渐进再充氧组Hb与红细胞数较同温常氧组显著降低（p＜0.05），提示严重低氧—再充氧致部分溶血或红细胞池耗竭，造血正在进行中。27 oC再充氧组平均红细胞体积（MCV）高于同温常氧组及24 oC再充氧组（p＜0.05），表明残存或新生红细胞体积增大以提升Hb?O₂亲和力的代偿机制。

Total antioxidant capacity against peroxyl radicals (ACAP)（过氧自由基总抗氧化能力）

鳃与脑组织ACAP在各处理间无显著差异，提示其抗氧化体系足以应对长期应激。肝与肌肉中，24 oC各组ACAP总体高于27 oC各组（即24 oC相对面积更大、抗氧化力强，p＜0.05）；27 oC下各处理肝ACAP互有差异，常氧组ACAP最低（抗氧化消耗最大）。24 oC下再充氧组肝、肌ACAP高于常氧组（p＜0.05），说明再充氧激活了抗氧化防御。

Lipid peroxidation (LPO)（脂质过氧化）

总体24 oC组各组织LPO高于27 oC组（p＜0.05）。24 oC下：常氧组LPO最高，渐进再充氧组次之，骤然再充氧组最低（p＜0.05）。27 oC下：骤然再充氧组鳃与脑LPO显著升高，常氧组肝与肌LPO较高，而渐进再充氧组所有组织LPO均最低（p＜0.05），说明27 oC下渐进再充氧最小化氧化损伤。24 oC膜脂不饱和度高且抗氧化酶在低代谢下效能不足，致氧化损伤更甚；27 oC代谢旺、抗氧化酶活跃，渐进复氧避免ROS暴增从而抑制LPO。

讨论总结

温度通过调节代谢率和抗氧化酶活性影响鱼体应激响应。27 oC促进生长并伴高血糖，属正常升温代谢激活。低氧—再充氧致27 oC鱼红细胞数与Hb降、MCV升，系溶血后造血代偿及红细胞 swelling 增强氧亲和力，不同于典型低氧引发的红细胞增多。组织氧化损伤具器官特异性：鳃脑ACAP未变但LPO在特定温—再充氧组合升高；肝肾肌ACAP与LPO变化反映抗氧化动员程度。24 oC因膜脂高不饱和及低温抑制抗氧化酶，叠加再充氧ROS致较高LPO；27 oC下渐进再充氧允许抗氧化系统逐步激活，限制ROS累积，故LPO最低。该物种对实验所用严重低氧及再充氧具耐受性（无死亡）。

Conclusion（结论部分原文意译）

综上所述，平口??幼鱼在27 oC培育时生长率最优。不同温度与再充氧速率的交互作用改变抗氧化能力及脂质过氧化水平。严重低氧与24 oC＋渐进再充氧、以及严重低氧与27 oC＋骤然再充氧的交互作用引致氧化损伤；但27 oC下接受渐进再充氧的鱼表现出更强的抗氧化防御维持能力及更低的脂质损伤。