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鲤是我国重要的淡水养殖品种之一,2017年占全国淡水养殖鱼类总产量的11.82%。近年来,随着鱼粉、豆粕等蛋白源价格上涨,给鲤养殖成本带来巨大压力,寻求廉价适宜蛋白源已成为解决鲤养殖业可持续发展的重要途径之一。我国棉粕资源丰富,年产量600万吨,棉粕中蛋白质含量达46%～53%,与鱼粉和豆粕中蛋白质含量相近,是水产饲料中重要的蛋白来源之一。但棉粕中含有游离棉酚等抗营养因子影响营养素吸收,同时对水产动物也有一定毒性,限制了其广泛使用。因此,探明游离棉酚对水产动物体产生毒性的作用机理已显得非常迫切。但关于游离棉酚对水产动物的毒性作用的研究主要集中在在组织学、生理学水平,其毒理动力学特征和分子致毒机理目前尚不清楚。本项研究主要以黄河鲤为研究对象,通过单次口灌醋酸棉酚,连续口灌醋酸棉酚和长期投喂含醋酸棉酚饲料等方法,拟阐明醋酸棉酚对鲤的毒性作用及其致毒机理,以期为研发棉酚解毒新技术提供理论支持。研究主要结果如下:1.醋酸棉酚在鲤体内毒理动力学特征鲤单次口灌20 mg/kg和静脉注射5 mg/kg醋酸棉酚后,醋酸棉酚的生物利用度为20.57%。静脉注射后棉酚在肠道和胆汁中蓄积较少,主要分布在肾脏中;口灌后棉酚主要分布在肾脏和肝脏中,其次为肠道,胆汁中有少量蓄积。结果说明,醋酸棉酚经肠道吸收后,肾脏中含量与静脉注射相近,其他组织中含量远高于静脉注射,可能通过肝脏代谢和肾脏排泄达到解毒棉酚的目的。2.单次口灌醋酸棉酚对鲤转氨酶、抗氧化酶活性及肝细胞凋亡的影响鲤单次口灌20 mg/kg醋酸棉酚后,血清GOT和GPT仅在1 h内显著升高(P<0.05),肝脏SOD和GSH-Px活性在2 h内显著升高(P<0.05),HE染色显示肝细胞无明显损伤;TUNEL结果显示,肝细胞未发生凋亡,caspase3、caspase6和caspase7基因表达量显著下降(P<0.05)。结果说明,以20 mg/kg剂量单次给鲤口灌醋酸棉酚后,肝功能短时间内受到了一定程度影响,但未引起组织病变或细胞凋亡,可能通过激活抗氧化酶系统缓解了醋酸棉酚毒性作用。3.连续口灌醋酸棉酚对鲤肝毒性及凋亡相关基因表达的影响连续7天口灌不同浓度醋酸棉酚后,醋酸棉酚在鲤各组织中的蓄积量由高到低依次是:肾脏﹥肝脏﹥后肠﹥前肠、中肠﹥胆汁﹥血清﹥鳃;连续口灌醋酸棉酚3天后肝胰脏指数开始显著升高(P<0.05),肝细胞核直径显著增加(P<0.05),5天后病理性损伤加重,且肝脏损伤程度随着口灌剂量增加和口灌时间延长而加重,同时血清SOD和GSH-Px酶活性显著升高(P<0.05)。TUNEL分析显示,各棉酚组在口灌后的第5天肝细胞发生了凋亡,凋亡相关基因p53、Bax、caspase9、Fas、caspase8、caspase3、caspase7表达量显著增加(P<0.05),Bcl-2基因的表达量显著下降(P<0.05)。结果说明,连续口灌醋酸棉酚后,醋酸棉酚主要在肾脏和肝脏中蓄积,造成肝组织损伤,上调了线粒体凋亡通路和死亡受体凋亡通路中的关键基因表达,并激活了SOD-GSH-Px抗氧化酶系统。4.饲料中添加醋酸棉酚对鲤生长、肝脏脂代谢及细胞凋亡的影响鲤投喂0 mg/kg(FG-0)、340 mg/kg(FG-340)和680 mg/kg(FG-680)醋酸棉酚饲料60天后,鲤生长未受到影响;醋酸棉酚在鲤各组织中的蓄积量依次为肝脏、胆汁和血清;棉酚组血清中GPT和GOT活性显著升高(P<0.05),肝脏中血窦扩张充血、数量增加;FG-340和FG-680组血清TG和FG-680组的血清HDL-C、LDL-C含量显著降低(P<0.05),FG-680组肝脏中脂肪含量明显增加(P<0.05),LPL、G6PD、Fasn表达量显著下降(P<0.05)。TUNEL分析显示,肝细胞未发生凋亡,caspase3、caspase7、cdc2、cyclinB基因表达量显著下降(P<0.05)。各棉酚组肝脏中SOD无明显变化,但CAT和GSH-Px酶活性显著下降(P<0.05)。结果表明,鲤投喂含340 mg/kg、680 mg/kg醋酸棉酚饲料60天后,肝脏中醋酸棉酚和脂肪含量显著增加,肝脏中血窦扩张充血、数量增加,肝脏抗氧化能力降低,但未引起肝细胞凋亡,可能通过细胞阻滞进行了修复。