<<——【·前言·】——>>

水生環(huán)境的污染問題已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注，魚類作為水源中的重要生物指標(biāo)，對水環(huán)境質(zhì)量的變化具有相當(dāng)敏感性.

研究表明酶和組織病理生物標(biāo)志物在魚類中的應(yīng)用，可以作為評估水環(huán)境污染程度和監(jiān)控生態(tài)系統(tǒng)健康的有效手段。

酶包括氧化還原酶、解酸酶、過氧化物酶等，而組織病理生物標(biāo)志物則包括細(xì)胞溶解、組織壞死等指標(biāo)。

這些指標(biāo)可以反映出魚類對污染物質(zhì)的生理、生化和組織學(xué)損傷程度，進(jìn)而判斷水體中存在的污染物種類及其污染程度。

因此，對魚類中酶和組織病理生物標(biāo)志物的檢測，成為了當(dāng)前研究水生環(huán)境污染問題的重要方向之一。

<<——【·魚類酶活性對環(huán)境毒化物質(zhì)敏感性·】——>>

在過去的幾十年中，淡水被多種污染物污染已成為一個(gè)令人擔(dān)憂的問題，水污染是埃及尼羅河所面臨的主要環(huán)境和公共衛(wèi)生問題，尼羅河代表了該國的主要淡水資源，滿足了幾乎所有飲用水、灌溉和工業(yè)的需求。

在通過埃及時(shí)，尼羅河接收到許多非點(diǎn)源和點(diǎn)源排放，即使進(jìn)行了許多有關(guān)水污染的研究，對于污染對水生生物的生物學(xué)影響的信息仍不足且存在許多空白。

魚類一直是最受歡迎的測試生物，也是用于監(jiān)測水生生物毒性的最佳選擇，因?yàn)樗鼈兪撬h(huán)境中最了解的生物之一，其高度活動(dòng)性使其能夠評估大規(guī)模、區(qū)域性影響，并因其作為蛋白質(zhì)來源而對人類重要。

生化和生理指標(biāo)如酶可以被用作生物標(biāo)志物，以在水生生物的健康受到嚴(yán)重影響之前識(shí)別可能的環(huán)境污染并開發(fā)水質(zhì)指數(shù)。

這種生物化學(xué)方法已被提出，用于提供對受壓力的魚類潛在有害變化的早期警報(bào)。

在急性暴露的毒理學(xué)研究中，一些酶濃度和活性的改變可能反映特定器官細(xì)胞損傷，葡萄糖-6-磷酸去氫酶（G6PDH）長期以來一直被認(rèn)為是一種抗氧化酶，是哺乳動(dòng)物癌變標(biāo)記物的相關(guān)標(biāo)志，也是污染引起癌變的魚類生物標(biāo)志。

細(xì)胞質(zhì)酶乳酸脫氫酶(LDH)廣泛用作毒理學(xué)和臨床化學(xué)中器官或組織損傷的標(biāo)志，這個(gè)酶通常反映了一個(gè)組織的代謝能力，G6PDH和LDH是代謝中的關(guān)鍵因素，對污染具有高敏感性。

改變的形態(tài)或結(jié)構(gòu)是病理學(xué)家檢查的疾病進(jìn)程的表現(xiàn)，組織病理學(xué)是對這些疾病進(jìn)程的顯微鏡評價(jià)，它是一個(gè)非常強(qiáng)大、主觀的工具，可用于在魚群中建立一次和二次疾病模式。

<<——【·毒素引起的魚類組織病變及生物標(biāo)志物意義·】——>>

埃及尼羅河的水質(zhì)和非洲鯰肝臟、肌肉組織中的代謝酶活性，水樣分析結(jié)果表明，尼羅河的pH值在7.8至8.4之間，電導(dǎo)率從阿斯旺到達(dá)米埃塔支流的值呈顯著增加趨勢。

COD和TOC在羅塞塔支流的水中高于其他幾個(gè)地點(diǎn)，并且其中COD的含量已經(jīng)超過了允許的極限，除氟化物含量外，所測選定金屬元素的值均低于允許限值，鉛、鉻、汞和鎘的含量在羅塞塔和達(dá)米埃塔支流的水中超過了標(biāo)準(zhǔn)。

該研究還測定了非洲鯰肝臟和肌肉中兩個(gè)代謝酶（G6PDH和LDH）的活性，結(jié)果表明同一地點(diǎn)采集的魚的肌肉中的G6PDH和LDH的活性都比肝臟要高，而魚肝臟和肌肉中這兩種酶的活性從阿斯旺依次降低至達(dá)米埃塔和羅塞塔支流。

在整個(gè)尼羅河的非洲鯰組織中，都檢測到了明顯的結(jié)構(gòu)變化，這些變化的程度取決于污染水平的不同。

檢驗(yàn)的魚的肝臟的組織病理學(xué)變化包括肝細(xì)胞的不規(guī)則排列、胞質(zhì)內(nèi)的液泡化和壞死，從達(dá)米埃塔和羅塞塔收集的魚中觀察到一些小區(qū)域和著色的細(xì)胞元素的退化，并且伴隨纖維連接組織的漸進(jìn)性增加。

還在某些魚的肝臟組織中檢測到白細(xì)胞浸潤（inf）和出血（hem），從達(dá)米埃塔和羅塞塔分支收集的魚中觀察到急性和廣泛的肝細(xì)胞液泡化(vac)和壞死(nec)，還檢測到中央靜脈擴(kuò)張伴隨著血液淤積(bc)。

光學(xué)顯微鏡下觀察正常鰓的照片顯示了鰓板的排列，在中央是一個(gè)軟骨支撐桿和血管，有一些竇性血液空隙的痕跡，主要鰓板（P）在頂端是圓形的，而突出的次生鰓板（S）明顯地被間隔開。

<<——【·酶和組織病理生物標(biāo)志物的應(yīng)用·】——>>

從尼羅河采集的魚的鰓的組織學(xué)變化包括主要和次要鰓板重疊，因此鰓板之間的空隙被堵塞了，這些變化使得中央的支持桿和邊緣的次級鰓板接近，形成了肥大的結(jié)構(gòu)。

在病理學(xué)方面，從達(dá)米埃塔和羅塞塔分支收集的鰓有一些彎曲、扭曲或者壞死的鰓絲，這些形態(tài)學(xué)和組織學(xué)的變化表明水體污染可能導(dǎo)致魚類呼吸系統(tǒng)功能減退。

通過研究魚的組織學(xué)變化，發(fā)現(xiàn)了尼羅河中一些地方的水質(zhì)受到污染。

這些變化表現(xiàn)在鰓板上，軟骨支撐物質(zhì)萎縮導(dǎo)致鰓板變薄變模糊，也使鰓板整體縮小，在Rosetta和Damietta分支處，上皮組織因細(xì)胞溶解而被破壞。

鰓絲上觀察到了明顯的嚴(yán)重變性和壞死的變化，細(xì)胞內(nèi)空泡的增加是水腫變化開始的信號，同時(shí)在鰓絲的血管中也發(fā)現(xiàn)了擴(kuò)張和充血等改變，鰓板進(jìn)一步收縮，使軟骨中心完全隱沒。

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，尼羅河中一些地方的水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，其中來自Rosetta和Damietta分支處的水樣中檢測到的大多數(shù)污染元素。

選擇的金屬在所有采集地點(diǎn)的水中均低于準(zhǔn)許限值，但相對于其他地點(diǎn)，Rosetta和Damietta分支的水中這些金屬的含量仍然更高，其中鉛、鎘、鉻和汞的濃度超過準(zhǔn)許限值。

這些結(jié)果證明了Rosetta和Damietta分支的水體中存在大量有機(jī)和無機(jī)污染物，并且飲用水、農(nóng)業(yè)廢水和工業(yè)廢水排放未經(jīng)充分處理。

酶活性的改變被認(rèn)為是提供受壓力的魚類潛在危害變化的早期警示信號，G6PDH和LDH的改變活性可以作為水污染的生物標(biāo)記物。

結(jié)果記錄下了非洲鯰組織中所選酶活性的顯著改變，這些改變與Rosetta和Damietta分支水中檢測到的水化學(xué)參數(shù)的升高成正比。

這表明這些地區(qū)污染應(yīng)力導(dǎo)致了重要的碳水化合物和蛋白質(zhì)代謝變化，這些代謝關(guān)鍵酶在組織中發(fā)生了明顯變化。

還發(fā)現(xiàn)肝臟和肌肉中的G6PDH活性從阿斯旺到Rosetta和Damietta顯著降低，其中Rosetta的最低值比Damietta還低。

<<——【·受毒素污染LDH活性下降·】——>>

此前也觀察到一些受毒物暴露的魚類的肝臟和肌肉中G6PDH活性下降，因此觀察到的G6PDH活性降低可能反映出污染應(yīng)力后的代謝失衡，與NADPH有限可用相關(guān)。

LDH是某些魚類產(chǎn)生突然爆發(fā)的游泳能力的重要因素，它在紅肌肉中存在大量，該酶通常反映組織長期暴露于污染水體后的代謝能力。

在應(yīng)激條件下，這種酶通常反映出組織的代謝能力，LDH催化丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸，是厭氧糖酵解的末端酶，從Rosetta和Damietta分支收集的魚組織與其他站點(diǎn)相比，LDH的活性顯示出明顯的增加。

LDH的活性通常與細(xì)胞代謝活動(dòng)相關(guān)，起到糖酵解途徑和三羧酸循環(huán)之間的關(guān)鍵酶作用，因此，LDH升高可能暗示了厭氧糖酵解途徑的偏向，換句話說，乳酸去氫酶活性的變化可能表明非洲鯰在應(yīng)激條件下轉(zhuǎn)向厭氧代謝的能力。

肝臟是LDH最豐富的來源之一，即使少量受損肝組織的酶滲漏，也會(huì)顯著增加LDH的觀察水平。

暴露于一些污染物后，酶活性的增加被解釋為肝細(xì)胞破壞和細(xì)胞通透性的增加，從而導(dǎo)致酶從受損的肝細(xì)胞泄漏到血清中。

通過確定組織學(xué)改變和損傷嚴(yán)重的非洲鯰肝細(xì)胞的結(jié)果證實(shí)了這些酶活性的改變，顯示出非洲鯰肝臟和鰓的組織病理學(xué)改變。

這些非洲鯰采自整個(gè)尼羅河的不同地點(diǎn)，魚器官的組織病理標(biāo)志物是環(huán)境污染的有用指標(biāo)。

事實(shí)上，組織學(xué)研究被認(rèn)為是對魚類任何不良影響的直接指示，已經(jīng)在非洲鯰的組織中檢測到許多組織學(xué)病變。

非洲鯰的肝臟顯示出肝細(xì)胞變性、壞死和炎癥細(xì)胞聚集、血竇舒張和充血以及纖維化。

鰓是魚體內(nèi)與外界緊密接觸的重要器官，對水質(zhì)的變化特別敏感，因此當(dāng)水體中存在污染物時(shí)，鰓往往成為其主要靶標(biāo)。

在受到污染物影響時(shí)，鰓上的細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)一些損傷，如上皮增生和壞死等，這會(huì)影響到氣體交換和離子調(diào)節(jié)功能。

<<——【·使用酶和組織病理生物標(biāo)志物合理利用水資源·】——>>

鰓板水腫也是一個(gè)常見的病變，這可能是由于毛細(xì)血管通透性增加導(dǎo)致的。

為了應(yīng)對這種情況，魚體會(huì)通過融合次級鰓片等防御機(jī)制來增加鰓板與水環(huán)境之間的距離，減少污染物進(jìn)入體內(nèi)的機(jī)會(huì)。

由于鰓板上皮間隙的增加，氧分子的攝取受到影響，就會(huì)降低氧氣的輸入量。

雖然這會(huì)對魚體造成危害，但是魚有機(jī)會(huì)通過提高呼吸頻率進(jìn)行補(bǔ)償和適應(yīng)，在感受污染物后，魚體內(nèi)的某些代謝酶活性也會(huì)出現(xiàn)改變。

通過檢測氧化葡萄糖醛酸6-磷酸脫氫酶和乳酸脫氫酶的活性，這些代謝酶變化可作為一種有用的生物標(biāo)記，在魚類養(yǎng)殖和環(huán)境管理中用于調(diào)查污染物對水中魚類的影響。

在羅塞塔和達(dá)米埃塔支流收集的魚體組織中，魚體組織有相關(guān)病變，而在其他地區(qū)捕獲的魚體組織中也有一些相同的異常記錄。

這表明組織學(xué)研究可以作為對底層毒性壓力的一個(gè)可靠、易于量化的指標(biāo)，用于精確評估環(huán)境污染的程度。

這些組織中酶的變化和病理學(xué)病變可能直接受到與尼羅河排放有關(guān)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和家庭廢棄物產(chǎn)品的影響。

在環(huán)境中，水是生命之源，但隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，水污染成為我們面臨的一大問題。

魚作為水生生物中的重要代表，其身上記錄了環(huán)境的變遷，近年來酶和組織病理生物標(biāo)志物已經(jīng)成為評估水生污染程度的有力手段。

<<——【·結(jié)論·】——>>

通過對魚體內(nèi)的酶活性和病理組織進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)水體受到污染時(shí)，魚類會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。

酶活性的變化可以呈現(xiàn)出水生環(huán)境中不同化學(xué)物質(zhì)的毒性及其暴露時(shí)間，而病理組織的異常也可以為我們提供更直觀、更可量化的信息，比如說明鰓受損致使魚缺氧等情況。

酶和組織病理生物標(biāo)志物的研究可以為我們提供一個(gè)清晰、準(zhǔn)確的態(tài)勢判斷水體的污染程度。

可以使用這些生物標(biāo)志物監(jiān)測污染源，并描述環(huán)境改善的效果，這些都將有助于我們制定更加科學(xué)合理的環(huán)保政策，安全并適宜地利用水資源。

總之，酶和組織病理生物標(biāo)志物將在未來的水環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮重要作用，我們應(yīng)該重視水環(huán)境的保護(hù)，力求減少并最終消除污染，以確保人與自然的和諧共存。

參考文獻(xiàn)：

[1] Canli, M. and Kalay, A. (1998) Level of heavy metals (Cd, Pb, Cu, Cr and Ni) in tissue of Cyprinus carpio, Barbus capito and Chondrostoma regium from the Seyhan River, Turkey. Turkish journal of zoology, 22, 149-157.

[2] Vutkuru, S. (2005) Acute effects of Hexavalent chromium on survival, oxygen consumption, Hematological parameters and some biochemical profiles of the Indian Major Carp, Labeo rohita. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2, 456-462.

[3] Anwar, W.A. (2003) Environmental health in Egypt. International journal of hygiene and environmental health, 206, 339-350.

[4] Osman, A.G.M., Al-Awadhi, R.M., Harabawy, A.S. and Mahmoud, U.M. (2010) Evaluation of the Use of Protein Electrophoresis of the African Catfish Clarias gariepinus (Burchell, 1822) for Biomonitoring Aquatic Pollution. Environmental Research Journal, 4, 235-243.