林国辉，邱 玫，方展强*

(1.华南师范大学分析测试中心，广东广州 510631；2.华南师范大学生命科学学院，广东广州 510631)

剑尾鱼(Xiphophorushelleri)英文名Swordtail，隶属于花鳉科(Poeciliidae),胎鳉属.原产地墨西哥危地马拉，是一种热带性观赏鱼.体型小，繁殖周期短，易饲养，可在实验室条件下进行纯化培养,由于对某些农药、重金属敏感，近年被开发作为水环境污染“活检测器”的理想实验鱼.有关剑尾鱼的生活习性已有较详细的报道，近年也报道了剑尾鱼鳃和肝脏的组织形态学和超微结构[1-2]，但对其它器官组织及内部结构的研究则尚缺乏资料.肾脏是鱼类体内排泄的重要器官，研究其正常形态结构对鱼类的养殖、病害防治及环境污染检测等具有重要的指导意义.本研究对剑尾鱼肾脏的组织学及超微结构进行了观察，目的在于了解鱼类肾脏的结构与功能的关系，为其生物学特性研究提供有益的佐证.

1 材料和方法

1.1 实验材料

于2009年6月取自珠江水产研究所，人工繁殖的剑尾鱼共24尾,雌雄各半，体长8～10 cm，体质量16～18 g，为8月龄同批孵化的个体.

1.2 组织切片制作

将实验鱼断鳃放血，剖腹取出肾脏，按不同部位切取组织小块,用Bouin氏液固定24 h后用体积分数70%乙醇冲洗,各级乙醇脱水,石蜡包埋,切片厚度6～8 μm,经苏木精-伊红染色,中性胶封藏后置光学显微镜观察并拍照.

1.3 透射电镜制样

取肾脏组织小块经体积分数为2.5%戊二醛固定,0.1 mol/L磷酸缓冲液(pH 7.4)冲洗,置体积分数1%锇酸后固定,再用0.1 mol/L磷酸缓冲液(pH 7.4)冲洗,然后用各级乙醇逐级脱水,包埋、定位、超薄切片,置FEI-Tecnai12型电镜下观察并拍照.

2 结果与分析

2.1 肾脏的组织学结构

剑尾鱼肾脏呈浅粉红色，位于体腔背壁，前部略呈两叶，后部愈合为一体，并以输尿管通入膀胱.横切面观察可见肾外被覆1层结缔组织膜，其内主要由肾小体、肾小管、集合管、中肾管和淋巴样组织构成，其间还分布大小不一的血管和少量结缔组织(图版1).

肾小体(renal corpuscle)由肾小囊(renal capsule)和肾小球(glomerulus)构成，直径约为60 μm左右.肾小囊是由2层扁平状上皮细胞构成的薄囊状结构，由肾小囊包围的肾小球为由入球小动脉的毛细血管缠绕所形成.肾小囊延伸后移的管即为肾小管(uriniferous tubule).

根据结构特点，肾小管可分为颈段(neck tubule)、近曲小管(proximal convoluted tubule)和远曲小管(distal convoluted tubule).颈段为肾小管的起始处，管腔小，15～20 μm，向后延伸即形成近曲小管，其管腔增大，20～30 μm.近曲小管由立方状或柱状的上皮细胞构成，细胞顶部有极细的粒质，染色较轻；细胞质稀薄，近于透明；核位于胞体中部，圆形或稍长(图版2).在镜下观察，无论是横切面还是纵切面，在肾小体附近或较远处，均可观察到该小管的结构.远曲小管也由单层上皮细胞构成，管腔30～40 μm(图版3).

集合管(collecting tubule)是由远曲小管集合后形成的管道，它与中肾管组成了肾的排尿管.集合管与肾小管的结构有不同之处，其上皮细胞多数为长柱状，原生质粒状，其基膜外有粘膜肌层(图版4).在管的较粗处，粘膜肌层较厚.集合管的末部接近中肾管处，颇粗，其上皮组织已变成复层，与中肾管近似，其外面有一层较厚的粘膜肌层.上述各管在肾脏前、中、后段较均匀分布，由横、纵切面观察，往往彼此相混，但因细胞构造不同，并不难分辨.

2.2 肾脏的超微结构

电镜下观察(见图版5、6)，肾小囊由脏层和壁层双层上皮细胞构成，脏层由足细胞组成，脏层的基膜之内为血管球的内皮细胞；壁层细胞极为扁平,与脏层之间有明显的间隙.颈段细胞胞核基位，异染色质分布在核周缘；胞质中仅基部分布许多线粒体、电子致密小泡和滑面内质网.

近曲小管细胞呈柱状，核椭圆形，中位.胞质内分布许多纵行排列的呈杆状的线粒体、滑面内质网、电子致密小泡和数个溶酶体颗粒.超微结构显示，第一近曲小管细胞之间在基部有较宽的间隙，但在近管腔处细胞间存在紧密连接结构.在管腔中可见大量纤毛横断面，是细胞内缘表面由许多长微绒毛组成的刷状缘.

远曲小管前段的细胞核基位，胞质内分布众多长型线粒体，其嵴发达而清晰(图版7)；后段远曲小管细胞胞质内分布大量大型的线粒体，也分布一些电子透明小泡和电子致密颗粒，以及许多相互吻合成网状的小管,但无刷状缘结构，这类细胞被称为氯细胞(chloride cells)(图版8).

集合管也无刷状缘，其管壁细胞胞质内有大型线粒体，它们被发自细胞基部的质膜迷路所包围，胞质内还含有一些电子致密颗粒.集合管外被1层纤维性结缔组织，其管腔大(图版9).

剑尾鱼肾脏的淋巴样组织(lymphoid tissue)发达，数量极多，散布在肾小体、肾小管、集合管和毛细血管之间.在电镜下可以观察到4种类型的细胞.

①淋巴细胞(lymphocytes)，胞质少，内含线粒体及一些电子致密颗粒，核大而染色深，具1～2个深染的核仁(图版9).

②单核细胞(monocytes)，胞质和核染色较浅，核仁不明显，胞质内分布线粒体、内质网及数个溶酶体(图版9、10).

③黑色素巨噬细胞(melano-macrophage)，常可见多个细胞聚集分布.细胞较大，多呈圆形，胞质内分布有线粒体、核糖核蛋白体、高尔基体、溶酶体等多种细胞器，还分布众多大小、形状不等的致密颗粒，在一些胞体内还含有形态各异的吞噬体(phago-some).电镜下可观察到形态结构不同的黑色素巨噬细胞(图版10)，一些黑色素巨噬细胞胞质内除含有原来的细胞器外，还分布着许多致密颗粒.另一些黑色素巨噬细胞胞质中致密颗粒数量明显减少，一些细胞胞质内则含有黑色素颗粒的吞噬体(图版11、12).

④红细胞(erythrocyte)，具细胞核，分布在由内皮细胞胞质构成的毛细血管腔中(图版9、10).

3 讨论

根据硬骨鱼类肾脏的外部形态特点，OGAWA[3]将其归纳分为I、II、III、IV和V种肾类型.剑尾鱼肾脏属于II型，即具“仅肾中后部愈合且中后部发达，向两侧扩展”的特点.剑尾鱼肾脏的结构与所有其它硬骨鱼类的相似，均具肾小体、肾小管、连接小管、集合管等结构和许多淋巴样组织.从组织切面来看，剑尾鱼与华鲮(Sinilabeorendahli)肾的结构相似，肾小体数量较少，其分布弥散，表明硬骨鱼类长期适应水生生活环境，新陈代谢水平远比不上鸟类和哺乳类等高等脊椎动物[4].有学者[5]认为硬骨鱼类的肾单位并不存在颈段和间段.钟明超等[6]比较白甲鱼(Varicorhinussinus)、大鳍鳠(Mystusmacropterus)和斑鳜(Sinipercascherzeri)肾，研究发现，大鳍鳠有一极短的颈段，但未见间段；而在白甲鱼和斑鳜肾单位中既无颈段也没有间段.在剑尾鱼肾单位中观察到颈段，但未发现间段，表明不同种类在结构上仍存在一些差异，这可能与其生活环境相适应有关.一般将近曲小管分为第一近曲小管和第二近曲小管，前者是肾小管中最长且非常弯曲的一段，而第二近曲小管紧接其后，其管腔比前者小，游离面刷状缘也没有前者明显.剑尾鱼肾小管较发达，数目较多.与其它属于鲤科鱼的淡水鱼类一样，长期生活在淡水中，后段远曲小管细胞类似氯细胞[7]，担负重吸收离子的功能，因而保留远曲小管结构.而绝大多数海产的鲈形目鱼类其肾单位无远曲小管，属典型的海洋鱼类肾脏[8].与高等脊椎动物比较，硬骨鱼类肾的分化程度低，但除了具肾单位及其外排管道司排除代谢废物、维持渗透压平衡外，淋巴样组织也散布在肾中，具有产生免疫细胞等功能.此外，内分泌腺如斯坦尼氏小体和甲状腺滤泡也被发现分布在肾淋巴样组织之间.由此可见，硬骨鱼类的肾脏属于一个具有多种生理功能的复合器官[6].

淋巴样组织中的黑色素巨噬细胞又被称成噬苦味酸细胞，分布于鱼类肾脏外，也分布在脾脏和消化腺中[9].国内外一些学者对黑色素巨噬细胞的来源、结构以及分布已作过报道[6，10].黑色素巨噬细胞在光镜下呈现圆形或卵圆形结构,容易与其周围的淋巴组织细胞相区分,而在电镜下,它们一般是以成群巨噬细胞的形式出现[11]，与本研究所观察的结果相一致.目前对鱼类黑色素巨噬细胞的来源、结构、功能、分布、发育过程及细胞类型的认识尚未取得一致的看法.早期对斜齿鳊(Rutilusrutilus)和鮈(Gobiogobio)肾脏的研究认为黑色素巨噬细胞是由处于不同发育阶段的同一类型巨噬细胞发育而来[12].一些学者则认为，当外周血中的单核细胞进入造血组织后可转变成巨噬细胞,并能进一步转化成黑色素巨噬细胞[13].也有认为由网状细胞发育而来的吞噬性网状细胞可转变成黑色素巨噬细胞[14].张耀光等[15]对长吻鮠肾黑色素巨噬细胞发育过程的超微结构观察证明其早、中、晚期的黑色素巨噬细胞是来自同一类的巨噬细胞发育而成，也就是由幼稚活跃到逐步衰老消亡的发育过程.也有研究认为,鱼类黑色素巨噬细胞中心(melano-macrophase centres)的细胞来源于脾脏的椭圆体,同时它们可能是原始的生发中心[16].但近年梅景良等[10]对健康黑鲷头肾、体肾、脾脏及肝脏造血组织基质中的黑色素巨噬细胞进行了超微结构研究,结果发现,黑鲷的黑色素巨噬细胞可分成非典型和典型两类黑色素巨噬细胞.非典型黑色素巨噬细胞的胞质中不含典型的黑色素体,典型黑色素巨噬细胞的胞质中则含典型的极度浓染的黑色素体.该研究还发现不同类型黑色素巨噬细胞具有不同超微结构的前体细胞(phylogenetic pre-cursor).有关剑尾鱼肾脏组织中黑色素巨噬细胞的来源与结构变化将另文进行更为深入地探讨.

另外，已报道在一些硬骨鱼类如白甲鱼的肾脏中既有斯坦尼氏小体也有甲状腺滤泡的分布，但另一些种类，如大鳍鳠和斑鳜肾中仅发现斯坦尼氏小体，未见甲状腺滤泡[6].研究表明，硬骨鱼类进化过程中，肾脏中淋巴样组织以及甲状腺滤泡的发达程度反映其进化水平，高等的种类淋巴样组织较发达，并没有甲状腺滤泡.在剑尾鱼肾中尚未发现斯坦尼氏小体和甲状腺滤泡的分布，这可能与本实验的取样有关，将有待作进一步观察.

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