论文解读:镉对异育银鲫肠道微生物的积累、组织病理学及影响


今天与大家分享一篇来自Fish Physiol Biochem的文章:镉对异育银鲫肠道微生物的积累、组织病理学及影响,文章引用信息如下:


人类通过日常饮食接触重金属。重金属镉(Cd)被认为是一种重要的化学和环境污染物,因为它会对生物体产生负面影响,从而导致某些组织的病理状况,特别是鱼,因为它们无法逃离水环境,因此很容易吸收溶解的Cd。

鱼被认为是一种高营养的食物来源,提供高价值的蛋白质和几种必需的脂肪酸,对人类发展和持续健康至关重要。Cd可被人类同化,并与各种威胁人类健康的疾病有关。

因此,本研究的目的是研究异育银鲫肝脏、鳃、肠道和肌肉组织中Cd的积累,并确定其肠、肝的组织病理学损害,以及研究异育银鲫肠道菌群与不同Cd浓度的关系。

研究结果可为镉污染对鱼类健康的影响提供理论参考和实验依据,并有助于评估其危害程度与人类最大残留限量的关系。

实验方法

在实验开始前,这些鱼被安置在淡水中适应14天。驯化后分别添加浓度为0、0.05、0.10、0.15、0.20 mg/L的CdCl2溶液进行鱼体生物化学处理。为避免Cd浓度下降,采用虹吸法去除代谢产物和杂饵,更换三分之一的Cd溶液。每个鱼缸和鱼群在14天内取样6条鱼。

实验结果如下:

图1显示了14天内5个Cd浓度的异育银鲫肝脏、肠、鳃和肌肉中镉的积累情况。对照组未检测组织标本中Cd浓度,但随着Cd浓度增加,异育银鲫肝脏、肠、鳃、肌肉中Cd积累明显增加(p < 0.05)。数据表明,鳃积累的Cd浓度最高,而肌肉积累的Cd浓度最低,表明鳃比其他组织(如肝脏、肠和肌肉)积累更多的Cd。组织中Cd的积累与Cd的浓度有关。


肝、肠组织学肝组织学如图2a所示,肝组织无明显病理改变。全肝细胞呈圆形核,对照组肝细胞嗜酸性细胞质。经过14天的Cd暴露后,异育银鲫暴露于Cd的肝脏发生了许多病理改变,随着Cd浓度的增加而增加(图2b-e)。在0.05 mg/L时,肝细胞开始出现液泡化细胞质。然后,随着Cd浓度的增加,典型的细胞组织消失。有趣的是,急性肝样损伤和肝细胞组织水肿分别出现在0.15和0.20 mg/L的Cd中。图2显示,经Cd处理的异育银鲫肝细胞均可见大液泡、聚集血细胞、血窦、脂质沉积。


如图3b-e所示,异育银鲫肠道暴露于Cd中,随着Cd浓度的增加,肠道发生了渐进性的有害变化。肠组织细胞在0.05 mg/L Cd时被侵蚀。当Cd浓度从0.05提高到0.10 mg/L时,发现黏膜层坏死,固有层出现空泡,杯状细胞增生,肿胀。与Cd接触的异育银鲫肠道组织均出现肠粘膜溃烂。


图4细菌相对丰度显示,对照组肠道细菌由62.90%厚壁菌门、25.52%变形菌门和6.45%拟杆菌门组成。


镉处理后的样品中黄杆菌等有害菌含量均高于未处理的样品,如图5所示。


根据图6所示的进化关系,肠道微生物群落以3种(I、II、III)相对丰度存在。分支二的细菌是样品中的一个核心类别,主要包括厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门。


此外,实验证据表明,在对照和处理的样本中,细菌种类没有差异,然而,对照组和实验组的细菌数量不同。

综上所述,我们的研究结果证实了异育银鲫暴露于Cd后,在鳃、肝脏、肠道和肌肉中积累了大量的Cd。随着Cd浓度的增加,肝脏和肠道组织出现组织病理学改变,此外,这些改变对肠道微生物群落产生了一定影响。