郭青云,白加德,单云芳,王丽斌,李俊芳,刘 田,钟震宇

(北京麋鹿生态实验中心,北京 大兴 100076)

麋鹿(Elaphurus davidianus)是我国特有的鹿科动物,在我国曾经灭绝,经重引进后其种群数量明显增长。肠道是动物消化和吸收营养物质的主要部位,其功能与机体健康息息相关。麋鹿最常见的疾病为出血性肠炎,此病发病急,病死率高,主要病理表现为小肠黏膜弥漫性出血等[1]。由于麋鹿是我国一级保护动物的特殊性,杜炎炎等报道了麋鹿空肠、盲肠、结肠及直肠的组织结构[2],但十二指肠和回肠的结构未见报道,因此,本试验麋鹿通过组织学方法系统地研究了麋鹿小肠的组织结构特点,以期为鹿科动物肠道疾病的诊断、防治和相关研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及材料采集 北京麋鹿生态实验中心的死亡1 岁麋鹿,取其十二指肠、空肠、回肠浸入甲醛固定。

1.2 试验方法 各段肠道组织经脱水、透明,石蜡包埋,制作5 μm 厚切片,H.E.染色,Zeiss 显微镜下观察麋鹿小肠肠壁结构。每段小肠各取5 张不连续切片,每张切片选6 个视野,拍照,应用Image-Pro Plus 6.0 图像分析系统测量小肠各段的黏膜厚度、绒毛高度(Villus height)(肠绒毛基部到绒毛顶端为准)、隐窝深度(Crypt depth),其中肠绒毛以每张切片上最长的5 根为准。

1.3 数据处理 所有数据用平均值±标准误表示,用SPSS 22 软件进行单因素方差分析(ANOVA),使用Duncan 法进行两两比较,P＜0.05 为差异显著。

2 结果

2.1 麋鹿小肠的组织形态结构 经H.E.染色后,在显微镜下可见麋鹿十二指肠、空肠和回肠肠壁由内向外分为黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜层(见中插彩版图1)。空肠黏膜和部分黏膜下层向肠腔隆起形成环形皱襞。黏膜层由内向外分为黏膜上皮、固有层和黏膜肌层,黏膜上皮和固有层向肠腔内突起形成肠绒毛,上皮下陷至固有层形成肠隐窝,且肠绒毛在十二指肠和空肠高而密集,靠近回肠端则短而疏(见中插彩版图1)。黏膜下层含有肠腺、血管和结缔组织。肌层分为明显的两层,包括内层的环形肌和外层的纵形肌,环形肌相对较厚。浆膜为结缔组织膜。

图1 麋鹿十二指肠(A)、空肠(B)和回肠(C)的组织学结构

2.2 小肠黏膜变化 经统计发现,麋鹿十二指肠黏膜厚度比空肠高1.92%(P＞0.05),比回肠高9.65%(P＜0.05),其中空肠黏膜厚度比回肠高7.58%(P＜0.05)(见图2A)。

麋鹿小肠的绒毛高度和隐窝深度从十二指肠到回肠均逐渐降低(见图2B、2C)。十二指肠和空肠的绒毛高度分别比回肠高46.26%(P＜0.05)和40.95%(P＜0.05),而回肠的隐窝深度比十二指肠低32.89%(P＜0.05),比空肠低19.17%(P＜0.05)。十二指肠与空肠间绒毛高度和隐窝深度均差异不显著(P＞0.05)。从十二指肠到回肠绒毛高度/隐窝深度(V/C)的比值呈倒“V”型趋势(见图2D),但不同肠段间绒毛高度/隐窝深度的比值均差异不显著(P＞0.05)。

图2 麋鹿十二指肠、空肠和回肠的黏膜厚度(A)、绒毛高度(B)、隐窝深度(C)及绒毛高度/隐窝深度(V/C)比值(D)

3 讨论

麋鹿是我国一级保护动物,自重引进以来,其种群扩大长期受肠道疾病的困扰,尤其是1996 年和1999 年暴发的出血性肠炎对其造成了极大的危害[1],因此,研究麋鹿肠道的组织结构非常重要。本试验所用麋鹿死亡前精神沉郁、消瘦,死亡后剖检发现肺轻度出血,肝脏轻度萎缩,并在消化道发现寄生虫虫卵,但仅在空肠黏膜发现少量出血点,其他肠段无明显肉眼可见病变。显微镜下可观察到肠道黏膜上皮细胞有轻微脱落,但麋鹿小肠结构仍清晰。本研究结果发现麋鹿小肠的肠壁由内向外依次为黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜层构成,这与麋鹿空肠、盲肠、结肠和直肠的报道一致[2],也与鸡、猪、牛、羊、羊驼等动物的肠壁结构相同[3-5]。

良好的黏膜结构是保证小肠发挥消化和吸收功能的生理基础,同时也是肠黏膜机械屏障的重要组成部分,其完整性对防止肠道细菌移位起着重要作用。小肠黏膜厚度与小肠的节律性收缩和食糜的机械消化密切相关,因此,黏膜厚度直接影响营养物质的吸收和转运过程[7-8]。本试验发现,麋鹿十二指肠的黏膜最厚,回肠最薄。而1 日龄、30 日龄、180 日龄及成年牦牛和黄牛则是空肠的黏膜最厚,十二指肠黏膜最薄[5]。

小肠黏膜上皮和固有层形成的肠绒毛使黏膜表面积增加,其发育状况在很大程度上决定了营养物质的吸收与利用效率。试验表明,绒毛高度下降或形状变化均会影响肠绒毛消化吸收面积和单位面积内肠上皮细胞的数量,从而降低机体消化吸收的能力,导致动物生长发育受阻[3,9-10]。而隐窝深度的变化在功能上也能影响机体的消化吸收机能。绒毛高度与隐窝深度的比值(V/C)能综合反应出小肠的功能状态,该比值下降,表示小肠的消化吸收能力下降,常伴随腹泻发生;该比值上升,表示其消化吸收功能增强,腹泻率下降,生长发育加快[3,10]。本试验显示,十二指肠和空肠的绒毛高度和隐窝深度明显高于回肠,但V/C 比值在不同肠段间差异不显著。而成年牦牛和黄牛均是空肠绒毛高度和V/C 比值显著大于十二指肠和回肠,隐窝深度从十二指肠到回肠差异不显著;成年羊驼的绒毛高度和V/C 比值则是十二指肠和空肠显著高于回肠,隐窝深度差异不显著[5-6]。造成这些结果差异的原因可能有三点：一是动物种类不同;二是动物所处的生活环境、饲养管理等多方面因素;三是该麋鹿肠道内存在大量虫卵,寄生虫感染使肠黏膜上皮细胞脱落。

除消化和吸收功能外,肠道黏膜内还有大量的免疫相关细胞,如上皮内淋巴细胞、肥大细胞、杯状细胞等,他们对抗感染及外来抗原的免疫应答等具有重要作用,是肠黏膜免疫系统的重要防御屏障。研究发现,CD11c 特异性缺失IL-10R α小鼠的小肠隐窝增生,上皮内淋巴细胞和固有层T 细胞数量增加并伴随着T 细胞分泌的IFN γ和IL-17A 水平升高[11],肥大细胞参与了吲哚美辛诱导的大鼠肠炎[12],这表明这些免疫相关细胞的数量可以在一定程度上反映小肠局部黏膜免疫屏障的完整性及免疫防御功能的完善程度。断奶应激、饲料改变、饲养模式、疾病等都会影响肠道黏膜厚度、绒毛高度、隐窝深度和V/C 比值,从而影响动物的健康。本试验所用麋鹿有寄生虫感染导致肠黏膜上皮细胞脱落,相应地黏膜免疫相关细胞数量减少,从而造成机体免疫功能降低。

麋鹿目前在我国主要是半散养方式,其饲料变化受季节改变明显,因此,随着季节变化科学的改变麋鹿的饲料配比能使麋鹿平稳地度过饲料改变给肠道带来的应激,进一步深入地研究麋鹿肠道黏膜屏障对研究其消化道疾病及防控具有重要意义。