论文解读:鳞片中皮质醇含量及清除率作为慢性应激指标性能的研究



糖皮质激素是脊椎动物的关键应激激素,有助于脊椎动物抵抗压力的影响并保持其稳态,对多个靶组织具有广泛的生理作用。但是糖皮质激素含量保持持续高水平可能具有害作用,因此,确定糖皮质激素与动物状况之间的关系非常重要。

皮质醇是鱼类中的主要糖皮质激素,微创检测无疑有很大的应用价值。分析体表粘液中激素的含量是一个潜在途径,但是,体表粘液皮质醇水平作为慢性应激指标的用途有限。新的研究表明,皮质醇会在由皮质醇饲喂和受压鲤鱼的鳞片中积累, Carbajal等人在金鱼中也证实了鳞片皮质醇的存在。

鱼鳞有多种形式,硬骨鱼类的鳞片仅保留了祖先的层状骨结构。这些无细胞真皮骨板由薄而有序的片状矿化骨基质制成,面向外部环境的一侧位于较厚但矿化度较低的基底之上板,从而具有灵活性。已知类固醇激素会在惰性生物材料中积累,所以我们假设硬骨鱼鳞可以捕获血液循环中的类固醇,并以比循环血浆中的短期波动慢得多的速率释放它们。假设硬骨鱼鳞可以通过与周围组织的缓慢被动扩散交换和血液循环来反映类固醇激素的平均水平。鳞片皮质醇的含量不受捕获后血浆中短期波动的影响。因此,了解压力应激下皮质醇的积累和清除的时间情况是有必要的。

在本研究中,以金鱼为模型,在实验室条件下研究皮质醇在鳞片中的积累和清除。比较了单一急性生理应激源,皮质醇激素刺激后以及对不可预测的慢性应激的反应后血浆和鳞片中皮质醇的分布特征。

结果表明,中线的鳞片皮质醇含量高于鼻尖和尾端的量,说明鱼鳞在不同程度上积累了皮质醇。对金鱼身体各部位平均鳞片质量的分析表明,鳞片皮质醇含量的区域差异不是由于鳞片大小的差异所致。


暴露于空气中的金鱼在应激后30分钟(12倍)和4小时(4.6倍)显示出较高的血浆皮质醇水平,随后,血浆皮质醇水平与对照无差异。尽管血浆皮质醇含量有所增加,但空气暴露并未影响鳞片皮质醇含量。


腹腔内植入皮质醇的金鱼平均血浆皮质醇水平在注射后8 h升高16.3倍,在注射后24 h升高7.2倍,但皮质醇水平在3天后恢复至基线(图4A)。注射后8 h,平均鳞片皮质醇含量高4.2倍,然后在9天后降至对照的约2倍。然而,由于血浆皮质醇水平3天后血浆皮质醇水平恢复到基线水平,而9天后鳞片皮质醇含量仍显着升高,说明鳞片中皮质醇含量清除要慢得多。


利用五种常见的应激源刺激显示,在每个应激源使用后30分钟,均可有效提高血浆皮质醇水平。在UCS实验中,任意五种不同的应激源都可增加血浆皮质醇水平。连续3周的压力刺激恢复后,与对照组相比,皮质醇含量分别高出约2.5和2倍的水平,但恢复21天后血浆皮质醇水平已恢复到基线。与血浆皮质醇相比,UCS实验中鳞片皮质醇含量显示出更持久的升高。


以上研究内容表明,关于皮质醇累积和清除率对各种应激源的响应速率与慢性应激指标的属性一致,表明鳞片皮质醇可以作为类固醇分泌活性的综合指标。此外,数据表明,鳞片皮质醇含量在金鱼的整个体表上存在空间异质性,确定了当前使用鳞片作为微创指标的潜在局限性。