MS-222麻醉對西伯利亞鱘稚魚耗氧率與幼魚血液生化指標的影響

孫雪娜，馮廣朋*，王海華，劉鑒毅，莊平

(1. 中國水產科學研究院東海水產研究所，上海 200090；2. 江西省水產科學研究所，江西 南昌 330039)

麻醉被廣泛應用于魚類的養殖生產與科學研究，目的在于緩解魚類應激反應，降低魚類活動能力，減少魚體損傷，提高成活率，使相關操作順利開展[1-2]。因此，選擇麻醉方法時，應從安全范圍內最大限度地減少生理損傷、行為障礙和恢復時間等方面進行綜合考慮[3]。理想的麻醉劑應對魚的行為或生理影響程度低、見效快，并對環境產生的負面影響最小[4]。MS-222又稱魚安定，其化學名為間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽(C10H15NO5S)，具有麻醉見效快、復蘇時間短及安全性能高等優點[5-6]，已在養殖生產中得到廣泛應用。目前已開展了MS-222對中華鱘(Acipensersinensis)、施氏鱘(Acipenserschrenckii)、美洲鰣(Alosasapidissima)、斑馬魚(Daniorerio)和虹鱒(Oncorhynchusmykiss)等魚類的麻醉效應研究[7-10]，研究內容主要集中在麻醉分期、時間及行為等麻醉效果方面，而對于魚體生理生化具體影響的研究相對較少。

西伯利亞鱘(Acipenserbaerii)具有生長速度快、適應性強、肉質好和魚籽醬品質高等優點，為常見優良養殖品種之一[11]。西伯利亞鱘苗種的運輸在養殖行業中十分常見，適當麻醉苗種能夠緩解因捕撈和計數等環節而產生的應激反應，降低耗氧率，避免在長途運輸過程中造成魚體缺氧和損傷。在養殖過程與科學研究的相關操作中，往往也需要對其進行適當麻醉，以便降低代謝率，增加操作時間，提高成活率。麻醉會對魚類生理活動產生一定影響，因此麻醉劑濃度的選擇十分關鍵，通過血液生化指標的測定可較好地評價魚類的健康狀況和對環境的反應情況，以篩選適宜的麻醉劑濃度[12]。本研究通過探究不同質量濃度MS-222對西伯利亞鱘稚魚耗氧率與幼魚血液生化指標的影響，分析MS-222麻醉對不同規格西伯利亞鱘的影響程度及其生理指標的變化規律，并通過以上相關指標的變化特征闡明西伯利亞鱘適宜的MS-222麻醉濃度，為苗種運輸、養殖與研究中更科學地使用MS-222麻醉提供基礎數據與理論參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

西伯利亞鱘受精卵共2 000粒，取自杭州千島湖鱘龍科技開發有限公司，經實驗室孵化培育后，選取36 尾體質量較一致的西伯利亞鱘稚魚用于耗氧率實驗，體質量為(1.18±0.49) g。稚魚經培育養殖后，選取36尾規格較一致的西伯利亞鱘幼魚用于血液生化指標實驗，體質量為(49.4±10.1) g。實驗魚用圓形玻璃鋼桶循環水養殖，保持水深0.45 m，溫度(16.0±1.0)℃，溶解氧 (6.8 ± 0.6) mg/L，pH(7.4±0.2)。實驗魚每日投喂配合飼料2次，實驗前停食1 d。

1.2 麻醉劑與實驗裝置

化學麻醉劑MS-222購自杭州動物藥品廠(純度99%)。為減少麻醉時產生的應激反應，使用時與碳酸氫鈉(NaHCO3)按1∶1(w/w)混合溶于水。耗氧率實驗裝置為自制密封靜止水式呼吸測定儀，選用2.5 L的錐形瓶作為實驗瓶。血液生化指標實驗裝置采用長寬高為1.0 m×0.6 m×0.6 m的藍色塑料箱，利用增氧機使水體的溶氧維持在6.5 mg/L以上。

1.3 實驗設計

耗氧率實驗：設置MS-222質量濃度梯度為10、20、30、40和50 mg/L，每個濃度設置3個平行樣品，每個錐形瓶放入2尾西伯利亞鱘稚魚。設置1個對照組(無麻醉劑，有魚)和1個空白組(無麻醉劑，無魚，用于測定初始溶氧濃度)。水溫為(16.0±0.5)℃。為避免光線直射，實驗于陰暗處進行，首先將2.5 L的實驗瓶裝滿水，然后將實驗魚快速放入實驗瓶后用液蠟與保鮮膜封口密閉，置于恒溫水槽中，實驗持續2 h(時間固定為13∶00～15∶00)。2 h后取水樣測定實驗瓶中水的溶氧濃度，將實驗瓶顛倒搖晃3～5次，以保證實驗瓶水體溶氧均勻，再用虹吸法將導管插入實驗瓶底部取水樣，溶氧量測定采用Winkler氏碘量法。最后取出實驗魚，用濾紙吸干魚體表面水分，在電子天平上稱量體重(精確到0.01 g)。耗氧率的計算公式為：

耗氧率Roc=(C1-C2)×V/(W×T)

式(1)

式中，C1、C2分別為實驗結束時空白對照瓶(呼吸室無魚的錐形瓶)和代謝瓶中的溶解氧濃度(mg/L)；V為實驗瓶水體的體積(L)；W為受試魚的體重(g)；T為實驗時間(h)。

血液生化指標實驗：設置MS-222質量濃度梯度為80、100、120、140和160 mg/L，另設1個對照組，配好相應濃度麻醉劑于藍色塑料箱中。每組塑料箱中隨機放入5尾西伯利亞鱘幼魚，各組魚規格無顯著差異。麻醉時均采取單尾實驗法，即每尾魚僅供實驗1次。每次實驗時待魚進入完全麻醉期后開始計時，完全麻醉期的判斷標準為實驗魚對外部的刺激失去條件反射能力，沉底不動，魚體呈直線狀，鰓動頻率較低。將西伯利亞鱘幼魚維持麻醉狀態10 min后再采血樣。使用2 mL一次性無菌注射器在魚體臀鰭下方血管抽血，血液注入2.5 mL離心管中后4 ℃冷藏，靜置4 h分層后，10 000 r/min離心10 min至完全分層，用移液器取上層澄清透明的血清放入離心管中，使用邁瑞MINDRAY-BS200全自動生化分析儀進行各項生化指標測定。西伯利亞鱘的抽血取樣與生化指標測定均在當天內完成。

1.4 數據統計分析

利用統計軟件Excel 2010和SPSS 23.0 進行數據統計分析。利用單因素方差分析檢驗顯著性，在方差檢驗顯著的基礎上，利用Duncan’s法進行多重比較。P<0.05代表差異顯著，實驗數據值用mean±SD表示。

2 結果

2.1 耗氧率變化

MS-222對西伯利亞鱘稚魚耗氧率的影響如圖1所示。對照組西伯利亞鱘稚魚的耗氧率為(0.77±0.07) mg/(g·h)。經不同質量濃度MS-222麻醉后，稚魚的耗氧率均顯著下降(P<0.05)，并隨著MS-222質量濃度的升高，耗氧率逐漸下降。50 mg/L時耗氧率最低，為(0.36±0.16) mg/(g·h)。MS-222濃度為10～50 mg/L時，耗氧率隨濃度升高之間的變化差異不顯著(P>0.05)。

圖1 不同濃度MS-222對西伯利亞鱘耗氧率的影響圖中相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。Fig.1 Effect of MS-222 with different concentrations on oxygen consumption rate of Acipenser baeriiThe same lowercase letter mean with no significant difference (P>0.05), while different lowercase letters mean with significant difference (P<0.05). The same below.

2.2 血清鎂、磷含量變化

西伯利亞鱘幼魚血清鎂與磷的水平變化見表1。對照組血清磷含量為(11.45 ± 0.76) mmol/L，MS-222濃度為80～120 mg/L時，血清磷與對照組無顯著性差異(P>0.05)。隨MS-222濃度升高，血清磷總體呈上升趨勢，于MS-222濃度為160 mg/L時達到最高。MS-222濃度為140 mg/L與160 mg/L時的磷含量均顯著高于其余各組(P<0.05)。對照組西伯利亞鱘血清鎂水平為(0.96 ± 0.02) mmol/L，麻醉后鎂含量升高。140 mg/L組的血清鎂含量最高，顯著高于對照組和80 mg/L組，但與其余各組間的差異不顯著(P>0.05)。

表1 不同濃度MS-222麻醉時西伯利亞鱘血清鎂、磷的含量變化Tab.1 Content changes of serum magnesium and phosphorus in Siberian sturgeon under different concentrations of MS-222 anesthesia

2.3 白蛋白含量變化

對照組西伯利亞鱘幼魚血液白蛋白(ALB)含量為(6.0±1.3) g/L。麻醉后西伯利亞鱘幼魚血液中ALB的含量降低，各麻醉組ALB值范圍為5.0～5.7 g/L(圖2)。ALB含量在各實驗組間均無顯著性差異(P>0.05)。

圖2 不同濃度MS-222麻醉時西伯利亞鱘血液白蛋白濃度的變化Fig.2 Content changes of blood ALB in Siberian sturgeon under different concentrations of MS-222 anesthesia

2.4 血脂組成變化

不同濃度MS-222麻醉后血脂測定結果表明，高密度脂蛋白(HDLC)、低密度脂蛋白(LDLC)的含量隨麻醉濃度的升高均呈先升高后降低的趨勢，HDLC和LDLC含量在100 mg/L麻醉組達到最高(表2)。各實驗組之間的HDLC與LDLC含量均無顯著性差異(P>0.05)。

表2 不同濃度MS-222麻醉時西伯利亞鱘高密度脂蛋白和低密度脂蛋白濃度的變化Tab.2 Content changes of HDLC and LDLC in Siberian sturgeon under different concentrations of MS-222 anesthesia

2.5 總膽紅素含量變化

對照組總膽紅素(TBIL)含量為(1.2±0.2) μmol/L，各麻醉組TBIL濃度總體上呈現先上升后下降的趨勢。

140 mg/L組TBIL濃度為(3.0±1.0) μmol/L，顯著高于其他各實驗組(P<0.05)。除140 mg/L組外，其他各實驗組間均無顯著差異(P>0.05)(圖3)。

圖3 不同濃度MS-222麻醉時西伯利亞鱘血液總膽紅素含量的變化Fig.3 Content changes of TBIL in Siberian sturgeon under different concentrations of MS-222 anesthesia

3 討論

3.1 MS-222麻醉后西伯利亞鱘稚魚耗氧率的變化特點

魚類活動都需要利用水體溶氧進行有氧代謝，因此魚體耗氧率的大小及其變化能夠反映魚體代謝水平的高低及變化規律[13]。麻醉劑首先抑制腦皮質，再作用于基底神經節與小腦，最后作用于脊髓，依次進入感覺喪失期、興奮期和麻醉期，當劑量過大或者接觸時間過長會導致麻醉劑深及髓質，使呼吸與血管舒縮中樞麻痹，最終導致死亡[14]。研究發現中華鱘(Acipensersinensis)幼魚[14]經不同濃度的MS-222麻醉，以及西伯利亞鱘稚魚[15]經不同濃度的丁香酚麻醉后，耗氧率均呈先升高后降低的趨勢，其原因是低濃度的麻醉劑對魚體產生脅迫作用，活動能力增強，呼吸頻率加快，而后在麻醉劑持續作用下進入麻醉的各個時期，隨麻醉程度加深，耗氧率降低。與以上研究不盡相同的是，本研究發現西伯利亞鱘稚魚經不同濃度MS-222麻醉后，耗氧率顯著降低，未發現耗氧率升高的現象。其原因可能是本研究所設置的MS-222濃度較高，因麻醉產生脅迫作用導致呼吸頻率加快，耗氧率升高的現象不明顯，而高濃度的MS-222使西伯利亞鱘稚魚深度麻醉，代謝率降低，因此其耗氧率呈下降趨勢。

在活魚運輸實踐中通過麻醉劑的使用可降低魚體的耗氧量，增加運輸的距離和運輸量，控制魚體的過度活動，有效防止魚類因激烈活動而造成傷害，從而提高成活率[16]。如莊平等[14]的研究表明16 mg/L MS-222或12 mg/L丁香酚可使體質量為(1.47±0.30) g的中華鱘幼魚進入深度鎮靜期，呼吸頻率降低，滿足活魚運輸的要求。本研究發現，使用MS-222對于降低西伯利亞鱘稚魚的耗氧率具有顯著作用，可以在運輸實踐中靈活運用，但在質量濃度為10～50 mg/L范圍內對耗氧率的影響不顯著，因此最適濃度還需通過運輸實驗進一步確定。

3.2 MS-222麻醉后西伯利亞鱘幼魚血液生化指標的變化特點

生物體內血液生理指標與魚體的新陳代謝、營養狀況以及疾病有密切關系[17]。血清中 K+、Ca2+、Mg2+和P3+等無機離子在維持魚類血漿滲透壓、酸堿平衡以及保持內環境穩定等方面起著重要作用，當受到外界環境的脅迫之后血液無機離子含量會發生變化[18]。例如胡鑫等[19]發現經CO2麻醉處理后，鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)血清中K+水平升高4倍，馮廣朋等[15]發現丁香酚麻醉西伯利亞鱘幼魚后，其血清鎂和磷水平升高。本研究結果與之相似，并且發現140 mg/L以上高濃度麻醉組中檢測到幼魚血清中鎂和磷含量較高，推測麻醉劑會對魚體滲透壓產生一定影響，高濃度的MS-222使西伯利亞鱘幼魚血液滲透壓升高，不利于維持魚體內環境的穩定。研究表明，腎臟與鎂和磷的代謝有關，當腎臟受損時，魚體鎂和磷代謝水平會出現異常[20-21]。在本研究中，推測隨著MS-222濃度的增加，麻醉劑對魚體腎臟的損害加劇，導致腎臟功能紊亂，鎂、磷代謝異常，血清鎂和磷滯留，水平升高。因此，MS-222濃度超過140 mg/L時會導致西伯利亞鱘體內滲透壓失衡，甚至影響腎臟功能，在使用時應注意濃度不宜過高。

血液中ALB的生理功能主要包括保持膠體滲透壓以及對血清鈣離子、未結合膽紅素、游離脂肪酸及激素等進行運輸等[22-23]。本研究發現，西伯利亞鱘幼魚經MS-222麻醉后，ALB值降低，原因可能是ALB作為營養物質的載體，在應對麻醉脅迫時，消耗量增多，從而為機體提供能量，修補受損組織，并參與維持血漿膠體滲透壓平衡，但在穩態調節下，ALB總體水平保持穩定，無顯著性差異。這與朱挺兵等[24]發現電麻醉對圓口銅魚(Coreiusguichenoti)幼魚血液中ALB影響不顯著的結果一致，而馮廣朋等[15]研究發現西伯利亞鱘幼魚被丁香酚麻醉后其血液中ALB濃度先下降而后上升且差異顯著。這體現出不同麻醉方式對不同魚種的影響機制可能存在一定差異，ALB在不同麻醉方式中發揮的生理功能還需進一步探索。

血液中的脂類是機體肝臟細胞代謝所需的原料，主要包括膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白[25]。HDLC和LDLC作為血脂代謝的基礎物質，是反映脂類在動物體內的分解、轉運及肝臟脂肪代謝的重要指標[26]。馮廣朋等[15]研究發現，丁香酚麻醉后西伯利亞鱘幼魚血液中的HDLC和LDLC水平顯著低于麻醉前，降低的原因可能是在麻醉狀態下，血脂參與到新陳代謝中，被運輸與分解。與該結果不同的是，本研究發現HDLC和LDLC水平隨麻醉劑濃度的增加差異不明顯，推測MS-222對西伯利亞鱘幼魚體內脂類代謝影響較小。

TBIL主要由衰老紅細胞血紅蛋白的輔基血紅素降解產生和肝細胞中非血紅蛋白的血紅素蛋白質的輔基血紅素分解產生[27]。血液中TBIL的清除主要依靠肝細胞不斷攝取、結合、轉化及排泄來完成[28]。馮廣朋等[22]對西伯利亞鱘幼魚進行電麻醉后發現血液中TBIL水平升高，與MS-222對俄羅斯鱘(Acipensergueldenstaedti)[29]和紅鰭東方鲀(Takifugurubripes)[30]幼魚血液指標影響結果相似。本研究發現西伯利亞鱘幼魚血液TBIL水平在麻醉后呈先升高后降低的趨勢，推測麻醉脅迫使魚類的新陳代謝加快，紅細胞衰老加快，導致代謝產物增加，高濃度的深度麻醉狀態，抑制代謝耗能的同時抑制了神經中樞，血紅素分解減慢，總膽紅素水平降低。章龍珍等[31]認為TBIL含量在一定程度上可以反映魚體肝臟受損的情況。王荻等[32]研究表明，常溫下，飼料中添加中藥復方玉屏風散劑，會增加肝腎負擔，使施氏鱘血清中TBIL顯著升高；鄭躍平等[33]報道，在肝膽病變的中華鱘幼魚血液中TBIL的含量高于健康魚。在本研究中，推測高濃度的MS-222加大了西伯利亞鱘幼魚肝臟負擔，甚至可能造成損傷。

根據MS-222麻醉后西伯利亞鱘幼魚血液生化指標的變化特點，揭示高濃度的MS-222不利于魚體維持內環境穩定，甚至可能對肝臟造成一定損傷。80～120 mg/L MS-222對西伯利亞鱘幼魚血液生化的影響相對較小，在生產實踐和科學研究中，可在該范圍內合理運用。本研究為MS-222在西伯利亞鱘苗種運輸、養殖生產和實驗操作中的應用提供了參考依據。