崔舒云，于润林，王卓群，张 欣，韩 刚，穆迎春，宋 怿，程 波

(1.上海海洋大学，水产科学国家级实验教学示范中心，上海 201306；2.中国水产科学研究院质量与标准研究中心，农业农村部水产品质量安全控制重点实验室，北京 100141；3.北京市水产科学研究所，北京 100068)

实验动物的脏器系数(脏器重量/体重)是动物主要的生物学特性指标之一[1]，能反映出动物所处的生长发育阶段和生理状况[2]，是鉴定动物遗传品质的重要依据，也是动物生命科学研究中的重要基础数据[3]。在生物医学研究中，实验动物的脏器系数是慢性毒性实验指定检测的项目，其目的是从主要脏器标本上概略判断疾病的性质和程度[4]。脏器系数的变化可以较好地反映化学毒物对该脏器的毒性情况，也可以为寻找毒物作用靶器官提供重要线索[5]。在水产品质量安全研究中，实验动物的脏器系数是构建生理药代动力学(physiologically based pharmacokinetics，PBPK)模型最直接、最基础的数据，实际脏器系数的测定数据可提高模型的准确性[6]。

目前，对实验动物脏器重量和系数的研究多集中在小鼠和畜禽类[7-12]等。对于鱼类等水生动物，国际上仅针对蟾鱼(Opsanustau)[13]、河豚鱼(Sphaeroidesmaculatus)[14]和虹鳟(Oncorhynchusmykiss)[15]开展过零星研究，国内仅对尼罗罗非鱼(Oreochromisniloticus)脏器重量与体重的关系[16]进行了研究，少数学者也针对莫桑比克罗非鱼(O.mossambicus)[17]、瓯江彩鲤(Cyprinuscarpiovar.Color)[18]和翘嘴鳜(Sinipercachuatsi)[19]，围绕体长、体高和体成分等形态性状开展了部分研究，其他养殖品种以及不同品种鱼类主要脏器系数的比较未见报道。

杂交鲟(Acipensergueldenstaedti♀×A.schrenckii♂)、斑点叉尾(Ietaluruspunetaus)、鳜(Sinipercachuatsi)、大口黑鲈(Micropterussalmoides)、黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)、黄鳝(Monopterusalbus)和泥鳅(Misgurnusanguillicaudatu)是我国特色淡水鱼养殖的重要品种，因其经济价值较高，备受养殖人员追捧，是近年我国热门养殖品种[20]。为追求更高经济效益，养殖密度和规模不断扩大，养殖生产中普遍存在滥用药现象，产品质量安全问题不容忽视。构建基于鱼类PBPK模型的药物残留预测技术，是政府进行水产品质量安全药残监管的有效手段和途径[6]。本实验针对上述7个品种养殖成鱼，进行主要脏器系数测定和比较，并探讨各品种组织器官重量与体重的关系，旨在为鱼类生理学和药物代谢残留预测研究提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

所有样本均从北京京港水产海鲜市场分批挑选健康活泼市售成鱼样品，每个品种采集30尾。目前水产养殖的种类多为选育后的品种，本试验从产业实际出发，按照鳜和大口黑鲈采用雌雄样本，杂交鲟、斑点叉尾、黄颡鱼、黄鳝和泥鳅研究雄性个体的原则，共获得如下实际有效样本：鳜30尾(雌性9尾，雄性21尾)，800～1 100 g；大口黑鲈30尾(雌性20尾，雄性10尾)，500～700 g；杂交鲟29尾(雄性)，1 000～1 400 g；斑点叉尾30尾(雄性)，1 000～1 300 g；黄颡鱼30尾(雄性)，100～170 g；黄鳝28尾(雄性)，100～150 g；泥鳅30尾(雄性)，80～120 g。

1.2 实验用品

分析天平(ML204/02)和电子天平(ME4002E)[梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]；麻醉剂MS-222；测量尺；手术器械等。

1.3 实验方法

组织脏器解剖方法参照《鱼类比较解剖》[21]优化完善后进行。杂交鲟、斑点叉尾、鳜、大口黑鲈、黄颡鱼、黄鳝和泥鳅禁食24 h后，用麻醉剂MS-222麻醉后，立即用吸水纸吸除表面水分后称重。解剖取出鳃、眼睛、胆囊、心脏、肝、肾、脾、胃和肠，剥离其外部的脂肪和结缔组织，清除其内容物，用吸水纸吸去表面的血液后称重，计算各脏器系数，即(脏器重量/体重)。

1.4 统计方法

利用EXcel 2010计算脏器系数、平均数和标准差，采用Graphpad Prism 8.3.0软件分析鳜和大口黑鲈脏器系数的性别差异显著性以及7种淡水鱼各脏器重量和体重的相关性，并建立回归方程。实验结果用平均值±标准差(mean±SD)表示。

2 结果

2.1 七种养殖特色淡水鱼的主要脏器系数

表1 7种养殖特色淡水鱼成鱼主要脏器系数

2.2 鳜与大口黑鲈脏器系数的性别差异

鳜与大口黑鲈脏器系数性别差异的结果见表2。结果显示，鳜雌雄间的肝脏系数差异显著，其他脏器系数无显著差异；大口黑鲈雌雄间的鳃系数差异显著，其他脏器系数无显著差异。

表2 鳜与大口黑鲈脏器系数的性别差异

2.3 体重与脏器重量的回归分析

2.3.1 杂交鲟的回归分析

以杂交鲟的体重(X)为自变量，脏器重量(Y)为因变量，建立Y=aX+b的回归方程结果见表3；以杂交鲟体重的对数(logX)为自变量，脏器重量的对数(logY)为因变量，建立logY=alogX+b的回归方程结果见表4。在第一种回归分析中，杂交鲟肝脏和肠的重量与体重具有极显著相关性，鳃和胆囊的重量与体重具有显著相关性，其他脏器重量与体重无相关性。在第二种回归分析中，杂交鲟肝脏和肠的重量与体重具有极显著相关性，其他脏器重量与体重无相关性。

表3 杂交鲟Y=aX±b的回归方程

表4 杂交鲟logY=alogX+b的回归方程

其中第一种回归分析中肝脏重量与体重的相关系数高于第二种回归分析，因此杂交鲟鳃、胆囊、肝脏重量与体重的关系适用于第一种回归分析更精确，肠重量与体重的关系适用于第二种回归分析更精确。

表5 斑点叉尾Y=aX+b的回归方程

Tab.5 Regression equation of I.punetaus Y=aX±b

表5 斑点叉尾Y=aX+b的回归方程

器官回归方程相关系数r2鳃Y=0.011 6X+8.571 00.185 0眼睛Y=0.000 6X+1.351 00.071 0胆囊Y=0.001 7X+0.659 00.133 0肝脏Y=0.007 4X+2.135 00.187 0肾脏Y=0.004 1X-0.341 60.338 0脾脏Y=0.001 3X-0.817 80.485 0胃Y=0.005 7X+0.712 70.388 0肠Y=0.005 7X+1.280 00.097 0心脏Y=0.000 5X+0.051 00.312 0

表6 斑点叉尾logY=alogX+b的回归方程

Tab.6 Regression equation of I.Punetaus logY=alogX+b

表6 斑点叉尾logY=alogX+b的回归方程

器官回归方程相关系数r2鳃logY=0.671 1×logX-0.716 50.224 0眼睛logY=0.368 4×logX-0.812 00.082 0胆囊logY=0.774 7×logX-1.967 00.141 0肝脏logY=0.880 0×logX-1.673 00.233 0肾脏logY=1.132 0×logX-2.826 00.351 0脾脏logY=2.207 0×logX-6.966 00.499 0胃logY=0.886 6×logX-1.854 00.387 0肠logY=0.792 1×logX-1.542 00.100 0心脏logY=0.861 0×logX-2.805 00.252 0

其中第一种回归分析中胃和心脏的重量与体重的相关系数高于第二种回归分析，因此斑点叉尾胃和心脏重量与体重的关系适用于第一种回归分析更精确，鳃、胆囊、肝脏、肾脏和脾脏重量与体重的关系适用于第二种回归分析更精确。

2.3.3 鳜的线性回归方程

鳜Y=aX+b的回归方程结果见表7；logY=alogX+b的回归方程结果见表8。在第一种回归分析中，鳜肠的重量与体重具有极显著相关性，心脏的重量与体重具有显著相关性；在第二种回归分析中，鳜肠和心脏的重量与体重具有极显著相关性，其他脏器重量与体重无相关性。

表7 鳜Y=aX+b的回归方程

表8 鳜logY=alogX+b的回归方程

其中第一种回归分析中肠和心脏的重量与体重的相关系数均高于第二种回归分析，因此鳜肠和心脏重量与体重的关系适用于第一种回归分析更精确。

2.3.4 大口黑鲈的线性回归方程

大口黑鲈Y=aX+b的回归方程结果见表9；logY=alogX+b的回归方程结果见表10。在第一种回归分析中，大口黑鲈鳃、眼睛、肝脏、脾脏和肠的重量与体重具有极显著相关性，胃的重量与体重具有显著相关性；在第二种回归分析中，大口黑鲈鳃、眼睛、肝脏、脾脏、胃和肠的重量与体重均具有极显著相关性，其他脏器重量与体重无相关性。

表9 大口黑鲈Y=aX+b的回归方程

表10 大口黑鲈logY=alogX+b的回归方程

其中第一种回归分析中鳃、眼睛和脾脏的重量与体重的相关系数高于第二种回归分析，因此大口黑鲈鳃、眼睛和脾脏重量与体重的关系适用于第一种回归分析更精确，肝脏、胃和肠重量与体重的关系适用于第二种回归分析更精确。

2.3.5 黄颡鱼的线性回归方程

黄颡鱼Y=aX+b的回归方程结果见表11；logY=alogX+b的回归方程结果见表12。在两种回归分析中，黄颡鱼鳃、眼睛、肾脏、胃、肠和心脏的重量与体重均具有极显著相关性，肝脏的重量与体重均具有显著相关性，胆囊和脾脏的重量与体重均无相关性。

表11 黄颡鱼Y=aX+b的回归方程

表12 黄颡鱼logY=alogX+b的回归方程

其中第一种回归分析中鳃、眼睛、肝脏、肾脏、胃、肠和心脏的重量与体重的相关系数均高于第二种回归分析，因此黄颡鱼鳃、眼睛、肝脏、肾脏、胃、肠和心脏重量与体重的关系适用于第一种回归分析更精确。

2.3.6 黄鳝的线性回归方程

黄鳝Y=aX+b的回归方程结果见表13；logY=alogX+b的回归方程结果见表14。在两种回归分析中，黄鳝胆囊、肝脏、胃和肠的重量与体重均具有极显著相关性，肾脏的重量与体重均具有显著相关性，其他脏器重量与体重均无相关性。

表13 黄鳝Y=aX+b的回归方程

表14 黄鳝logY=alogX+b的回归方程

其中第一种回归分析中胆囊、肾脏、胃和肠的重量与体重的相关系数高于第二种回归分析，因此黄鳝胆囊、肾脏、胃和肠重量与体重的关系适用于第一种回归分析更精确，肝脏重量与体重的关系适用于第二种回归分析更精确。

2.3.7 泥鳅的线性回归方程

泥鳅Y=aX+b的回归方程结果见表15；logY=alogX+b的回归方程结果见表16。在两种种回归分析中，泥鳅鳃和眼睛的重量与体重均具有极显著相关性，脾脏和肠的重量与体重均具有显著相关性，其他脏器重量与体重均无相关性。

表15 泥鳅Y=aX+b的回归方程

表16 泥鳅logY=alogX+b的回归方程

其中第一种回归分析中眼睛和肠的重量与体重的相关系数高于第二种回归分析，因此泥鳅眼睛和肠重量与体重的关系适用于第一种回归分析更精确，鳃和脾脏重量与体重的关系适用于第二种回归分析更精确。

3 讨论

不同鱼类脏器系数具有显著差异，即使同一属不同生态类型的鱼类，其脏器系数也相差甚大，这主要因为不同鱼类所处生态位不同，其组织脏器会相应发生适应性进化。本研究中黄鳝几乎无法采集到鳃组织，泥鳅的鳃系数除黄鳝外为7种鱼类中最小，鳜的鳃系数最大，约为泥鳅的4倍，这与各物种进化后的生理特征密切相关。作为水生动物，大多数鱼类采用鳃进行呼吸，但黄鳝由口咽腔及肠代行呼吸功能，鳃几乎已全部退化[22]，泥鳅则利用肠道辅助鳃进行呼吸，鳃也一定程度退化[23]，致使系数较小。如不考虑鳃系数，本研究所有鱼类的最大脏器系数均为肝脏系数，从另一层面反映肝脏在鱼体中占有重要地位。肝脏是以代谢功能为主的器官，主要参与营养物质及药物和毒物的代谢、造血和凝血功能以及胆汁的分泌等[24]，可见，在进行生理学和药物代谢动力学模型构建等相关研究时，应重点给予关注。本研究中鳜的眼睛系数约为黄鳝的60倍，约为泥鳅的10倍。黄鳝和泥鳅眼睛系数为本研究鱼类中最小的2个种类，与其均生活在水体底层或淤泥中，长期处于黑暗状态导致眼睛退化有关，而鳜，体型较大，为肉食性鱼类，且在自然界中均以觅食小型活鱼为生，眼睛在觅食上发挥着重要作用，导致眼睛增大，其脏器系数普遍也最大。根据Bertin[25]研究，心脏系数在0.06%～0.07%的鱼类为一般游泳性鱼类，在0.1%～0.2%的鱼类为超级游泳性鱼类。按此理论，本研究中除斑点叉尾的心脏系数为(0.06±0.01)%，属于一般游泳性鱼类，其他6种鱼类的心脏系数均在0.07%～0.2%之间，属于超级游泳性鱼类，这与养殖生产中斑点叉尾活动能力较弱，而鳜、大口黑鲈等6个品种大多较为凶猛，善于游泳的现实状况吻合[26]。可见，在鱼类药物代谢残留PBPK模型构建研究中，鱼类基础生理参数借用其他物种或不同物种之间相互代替进行推导，可能会严重影响结果的准确性。

本研究所得鳜的肝脏系数雌性显著大于雄性，大口黑鲈的鳃组织系数也为雌性显著大于雄性。这与Toshiya等[27]对10周龄WIST大鼠脏器系数性别研究中肝脏系数雌雄间有明显差异结论一致；且雌性的肝脏系数大于雄性这一结果，与TW小鼠肝脏系数雌性大于雄性的研究[28]和SJ5-SPF鸡四个周龄的肝脏系数雌性均大于雄性的研究[10]结果一致。与此同时，脏器系数在雌、雄之间亦可能没有明显差异。本研究发现鳜的鳃、眼睛、胆囊、肾脏、脾脏、胃、肠和心脏以及大口黑鲈的眼睛、胆囊、肝脏、肾脏、脾脏、胃、肠和心脏系数雌雄间均无明显差异，这与20日龄不同性别FMM U白化豚鼠心脏系数和脾脏雌、雄之间无显著差异[29]的结果一致。当前，有关鱼类不同性别之间脏器系数研究较少，为何同一物种不同性别之间脏器系数存在差异，鳜和大口黑鲈为何仅分别肝脏和鳃两种组织存在显著性别差异，均有待进一步研究揭示。

本研究在器官重量与体重的两种线性回归分析中，斜率皆为正值，呈正相关，即组织脏器重量随鱼体重的生长而增加，与蟾鱼[13]，河豚[14]和吉富罗非鱼[16]等研究所得的结果一致。有研究发现Beagle犬肝脏和甲状腺的重量与体重呈负相关，并指出某些动物存在一些自发性或隐性的疾病，或因营养状况等影响到脏器的正常发育[12]。可见，养殖鱼类一般不存在此类问题，随着养殖过程的进行，鱼体生理器官的重量会随体重的增加而增加。本研究拟合所得线性回归方程为Y=aX+b，与笔者团队有关无回归常数的一元线性回归模型(Y=aX)更符合吉富罗非鱼的结果存在差异[16]。研究表明，动物脏器重量与体重的关系受动物品种、性别、体重、年龄、实验批次和喂养季节以及饲养条件等因素影响[30]，本研究7种鱼类样本均为市售养殖成鱼，在组织解剖取样过程中，所有鱼体样本腹腔中均不同程度存在较大比重脂肪组织，而前述研究罗非鱼无此现象，可能是由于不同饲养条件导致鱼体脂肪含量差异所致。此外，为减少实验误差，本研究鱼体解剖操作主要由一个人操作完成，但本研究线性回归分析r2值仍较低，可能与样本数量较少，且样本鱼体之间体重差异较大有关，由此提示，后续研究中，应尽量增加样本数量，并保持样本规格的一致性，另一方面，也提示不同规格鱼体脏器系数的比较研究值得关注。