粘液細胞

粘液細胞普遍存在於水產動物的器官組織中，屬一種腺體細胞。目前，國內外有關水產動物粘液細胞的研究，在魚類方面的報導較多，涉及粘液細胞的類型、分布、功能、粘液成分及發生、發育等，還有一些貝類粘液細胞的研究。魚類中粘液細胞主要分布在魚的皮膚、鰓及消化道的上皮中，能分泌大量粘液。粘液中含有多種活性物質，如粘多糖、糖蛋白、免疫球蛋白及各種水解性酶類等，對魚的許多生理功能有重要影響。對粘液細胞進行深入研究，不僅有助於對魚類生長、發育以及自我保護等方面的一些基本理論問題的理解，而且在魚類的養殖和病害防治中也具有重要的實踐意義。

粘液細胞染色後可呈現四類不同的顏色：紅色、藍色、紫紅色和藍紫色，主要含有PAS陽性的中性粘多糖，同時含有少量AB陽性的酸性粘多糖。

基本介紹

• 中文名：粘液細胞
• 外文名：Mucus cells
• 染色後顏色：紅色、藍色、紫紅色和藍紫色
• 主要含物：PAS陽性的中性粘多糖、糖蛋白
• 少量含物：AB陽性的酸性粘多糖、水解酶類
• 分布：魚類、貝類

粘液細胞的分布

Sonja和Phillip利用PAS可顯示不同糖類的染色技術，通過光鏡及電鏡觀察，對非洲肺魚(Protopterusannectens)的粘液細胞進行形態學研究，根據著色差異及細胞形態將粘液細胞分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種類型;Sibbing和Uribe利用HID染色、酸性條件下的阿新蘭(AB)染色及AB和PAS相結合的方法，對鯉(CyprintacarpioL.)粘液細胞進行形態及組織化學研究同樣觀察到三種形態的粘液細胞，並對其化學成分作了分析:(1)囊狀(sacciform)粘液細胞，可被HID強烈著色，內含硫粘蛋白;(2)梨狀(pyriform)粘液細胞，不被HID著色，內含唾液粘蛋白;(3)杯狀(goblet)粘液細胞，不被HID著色，內含唾液粘蛋白。許多作者認為，粘液細胞的三種類型只是粘液細胞發育過程中不同階段表現形態及不同階段合成不同物質造成的，即囊狀細胞是發育的早期，梨狀細胞為中期，杯狀細胞為發育的成熟期。袁金鐸等利用阿新蘭與PAS聯合染色法對淡水白鯧(Colossomasp.)粘液細胞類型進行了研究，根據形態，他們將粘液細胞分為球狀、囊狀及長橢圓狀三種類型，再依據著色情況，每種類型又分成不同的亞型，分型更為詳細。利用不同酸度下的阿新蘭(AB)染色與PAS反應相結合可以區分粘液中的酸性和中性粘液物質，研究結果顯示，粘液的主要成分是中性和酸性粘多糖，在酸性粘多糖中主要是含羧基(-COOH)、硫酸基(-SO3H)和磷酸基(-OPO3H2)的粘多糖，另外粘液中還含有多種蛋白質，特別是在皮膚、腸及膽汁粘液中發現含有免疫球蛋白IgM，這些免疫球蛋白可能在魚類免疫中起著重要作用。

皮膚粘液細胞的分布

多數魚類的皮膚中存在著大量的粘液細胞。魚體不同部位其粘液細胞的數目不同，無鱗區粘液細胞數比有鱗區要多，魚體前部比後部要多，而鰭的粘液細胞數比身體其它部位都要少。魚種不同，粘液細胞的分布和數量也不同。生活在深水層的魚類比生活在淺水層的魚類具有更多的粘液細胞，這說明粘液細胞的數量同其生活環境也是有關的。

消化系統中的粘液細胞

口咽部的粘液細胞:鯉的口咽部有三種類型的粘液細胞，即犁狀粘液細胞，內含唾液粘蛋白;囊狀粘液細胞，內含硫酸粘蛋白;杯狀粘液細胞，內含唾液粘蛋白。口腔表面只有梨狀細胞分布;唇部和下頜區幾乎沒有粘液細胞的分布，齶的前半部分粘液細胞中含唾液酸性粘多糖，咀嚼墊前方的咽頂部的粘液細胞含硫酸粘多糖，在咽底部，從前向後，硫酸性粘液細胞逐漸增多，而唾液酸性粘液細胞逐漸減少。粘液細胞在口腔中從前向後逐漸增多，有助於魚類對食物的吞咽。電鏡下，口腔粘液細胞內可見大量粘液小泡靠近高爾基複合體，泡膜上附著有大量微絲，細胞頂端質膜下也有微管的集聚，這些微管與微絲可能都跟粘液在細胞內的運輸及釋放有關。魚的種類不同，口腔中粘液細胞的密度也不同，鬥魚(Macroplus opercularis)口腔中的粘液細胞是搏魚(Batta splendens)的4倍，毛腹魚則為搏魚的6倍。食道中的粘液細胞:Al-Hussaini和Kholy、Gargiulo等及Scocco等分別對不同魚的食道粘液細胞進行了研究，他們認為魚類食道中存在一類PAS及阿新蘭反應都呈陽性的大型粘液細胞。張峰在對日本海馬仔魚的消化系統組織學進行研究時發現，其食道前1/2段的上皮細胞間夾有大量的球形粘液細胞，粘液細胞體積相當大，是上皮細胞的10倍左右;食道後1/2部分黏膜上皮突然變為單層低柱狀細胞構成，上皮細胞間無球形粘液細胞分布。而Pasha和Morrison和Wright則研究認為魚類食道粘液細胞除上述所描述的類型外，還有一類小型杯狀粘液細胞，呈PAS陽性及弱的阿新蘭陽性反應。野鯪的食道可分前、中、後三部分，粘液細胞從前向後逐漸減少，前部為1984～2064個/mm2，中部為1840～1920個/mm2，後部48～64個/mm2，隨著生長發育，各部分的粘液細胞的數量都有所增加。不同種魚食道中的粘液細胞不僅數量有差異，而且粘液的化學組成也有很大區別，這種區別主要是同食性和飼養習慣有關，肉食性魚的粘液細胞的數量最少，草食性魚的粘液細胞的數量最大，雜食性魚的粘液細胞的數量居中。胃部的粘液細胞:河鱸胃部有兩類粘液細胞，一類為表面粘液細胞，另一類為粘液頸細胞。表面粘液細胞位於胃黏膜的內表面，細胞細長，核位於基底。粘液頸細胞位於胃黏膜的基底部，大量粘液顆粒密集於細胞頂部的細胞質中，顆粒直徑比表面粘液細胞中的大。腸道的粘液細胞:魚類的腸道可分為前腸、中腸和後腸三部分，從前向後粘液細胞的數目是逐漸減少的。腸道粘液細胞可向腸中分泌大量粘液，口服疫苗免疫魚後可使腸粘液中的免疫球蛋白比血清中免疫球蛋白的含量高出4倍。對此進行深入研究，將有助於理解魚類口服疫苗的免疫機理。2.3　呼吸器官中的粘液細胞許多研究表明，魚類鰓部的粘液細胞可分泌大量粘液性物質，在鰓的表面形成一層對鰓組織具有保護作用的屏障。鰓絲上的粘液細胞較少，大量的粘液細胞分布於鰓弓和鰓片上皮組織中，並且不同魚類鰓組織粘液細胞含有不同的粘液物質。Sabóia―-Moraes等對單點花魚將(Poecilia vivipara)鰓中不同部位的粘液細胞進行了較詳細的比較研究，根據細胞形態，他將鰓部粘液細胞分為四種類型:I型粘液細胞呈杯狀，主要存在於鰓絲頂部;II型粘液細胞呈球形，主要位於鰓絲頂部和鰓片間隙上皮組織中;III型粘液細胞呈球形，主要位於鰓片間隙上皮組織和鰓輻上皮中，同II型粘液細胞的主要區別在於細胞內所含顆粒大小的不同，III型粘液細胞內顆粒較大;IV型粘液細胞呈球形或犁狀，主要位於鰓弓部，細胞體積較大。鰓組織粘液細胞中的羧基和磷酸基粘多糖隨魚體的發育而增加，硫酸基粘多糖隨發育而減少。鯉鰓絲上發現有兩類分泌性細胞，粘液細胞位於淺層，顆粒狀細胞位於深層。

粘液細胞發育過程的研究

粘液細胞在魚的不同發育階段，其形態學及組化等特性是各不相同的。有關組織形態學資料顯示，在魚的口咽、鰓弓和鰓絲中，隨著魚的發育成熟，粘液細胞的數量是不斷增長的。而組織化學資料顯示，隨著魚的發育成熟，含羧基和磷酸基的粘多糖數量是逐漸增長的，而含硫酸基的粘多糖數量總是占很小的一部分，變化不大。Sinha在研究野鯪屬(Labeo)魚的魚苗、幼魚和成魚食管前、中、後部粘液細胞的分布情況時發現，魚苗粘液細胞的數量最少，幼魚居中，成魚最多。即隨著魚的發育成熟，粘液細胞的數量是逐漸增長的。Ottesen和Olafsen研究發現，大西洋比目魚在發育成熟過程中粘液細胞的數量和成分都在發生變化，粘液細胞的數量隨著魚的發育成熟而不斷增加，粘液細胞成分由早期的中性粘液性物質占主導地位向成熟期的中性和酸性混合粘液性物質為主過渡。粘液細胞是從位於基底膜正上方表皮生髮層(馬氏層)的普通表皮細胞中發育來的，可以分為形成、成熟、功能和退化四個階段形成階段:根據涉及到的器官需要，一些表皮細胞經過修飾而成為粘液細胞，此時它們僅存在於馬氏層中，細胞呈圓形，體積小，強烈PAS陽性反應。成熟階段:此階段球形粘液細胞產生並積累粘蛋白等粘液物質而使細胞加長加大，此時粘液細胞位於復層黏膜中層，PAS陽性反應。功能階段:成熟粘液細胞通過開口釋放粘蛋白等粘液物質，開始發揮作用，此時粘液細胞位於黏膜外周，PAS陽性反應。退化階段:釋放粘液物質後不久，粘液細胞變空，最後退化消失，PAS著色很弱。綜上所述，我們可以看出粘液細胞在發育過程中不僅形態、合成的粘液物質不同，並且粘液細胞所處的位置也不同。魚類粘液細胞發育的研究，對了解整個魚類發育生物學有重要意義。

化學和物理等外界因子對粘液細胞的影響

通過研究鰓上皮粘液細胞對原油毒性的反應發現，在亞致死量下，可導致粘液產物過量分泌，在鰓上皮表面形成保護層，在致死劑量下，可引起粘液細胞數量減少，體積變小，短時間暴露(4h)，導致粘液分泌不足，在長期暴露下(12h)，粘液細胞退化分解。另外粘液細胞分泌物對魚類所處的酸脅迫具有保護作用，當外界滲透壓增大時，粘液細胞可轉化為氯化物分泌細胞，增加魚類調節滲透壓的能力，適應改變了的環境。Dunel-Erb等研究發現，當鰻鱺處於高壓(101TAT)或低溫時(9℃)時，鰓組織粘液細胞顯著降低。總之，粘液細胞在一定限度內對不良環境可產生反應並具保護作用，超過一定限度，粘液細胞將會受到破壞，失去應有的作用。

粘液物質的作用

粘液物質的免疫作用

魚類粘液細胞所分泌的粘液中具有抵抗病原微生物入侵的非特異性的免疫化學反應物質，這些物質包括溶菌酶、轉移因子、C-反應蛋白、幾丁質、I型干擾素及補體類物質等。它們有的可以殺滅細菌(如溶菌酶)，有的可抑制病毒的複製(如干擾素)，有的可作為調理素增加吞噬細胞的吞噬量(如C-反應蛋白)。Lemaǐtre等從鯉皮膚粘液中分離純化出抗菌離子通道形成蛋白。Videler等發現鸚嘴魚(Sacrus vetula)皮膚粘液中存在一些抗菌物質，對許多著名熱帶魚類病原菌具有抗性，並且對人類病原菌也具有一定的殺菌活性，為人類尋找新型殺菌物質提供了新的來源。不少研究發現，魚類粘液中具有同血液相似的血清學反應，免疫電泳分析也證明了粘液中含有免疫球蛋白，並且這種免疫球蛋白同血清免疫球蛋白具有一定的相似性。隨著對粘液免疫球蛋白研究的深入，Rombout等發現皮膚粘液免疫球蛋白和血清免疫球蛋白在結構和功能上並不完全相同，它們對抗原的反應也不相同，如口服疫苗可使腸粘液中免疫球蛋白含量比血清中高許多倍，注射疫苗可使血清中免疫球蛋白含量比粘液中高，浸泡法可使皮膚粘液中免疫球蛋白含量明顯提高，並且在粘液中還發現有補體系統存在。據此，幾位學者提出了真骨魚中存在著一個粘液性免疫系統。同哺乳類分泌性免疫系統相似，粘液性免疫在魚類對抵禦病原體侵害、保護自身方面起一定的輔助作用。粘液中免疫球蛋白的研究將是今後魚類免疫學研究的一個重要方面，粘液免疫球蛋白和血清免疫球蛋白在魚類免疫反應中的相互關係及粘液免疫球蛋白來源等方面都將是今後研究的重點。

粘液物質的其它生理作用

粘液細胞分泌的粘液物質中具有多種化學成分，因而粘液物質也就具有不同的功能，除具免疫作用外，尚具有以下幾種功能:形成機械屏障，阻止異物和病原體侵入;形成化學屏障，保持體內的滲透壓;減少在水中運動時的摩擦力，對魚類皮膚起潤滑作用;粘液可結合水，可以防止魚類短期離水環境時，皮膚乾燥;口咽和食管中粘液細胞分泌的粘液，在食物通過這些部位時起到潤滑作用，防止食物對這部位上皮的機械損傷;口腔內的粘液可粘著水中的浮游生物，有助於魚類獲取食物及吞咽;胃中粘液細胞中粘液具有調節胃中pH值的功能，而且中性粘液細胞常與鹼性磷酸酶共存，故又有消化功能。綜上所述，雖然對魚類粘液細胞進行了較廣泛的研究，取得了一些進展，但是還很不深入，很不系統，並且現有的研究也多集中於形態學、組織化學以及粘液成分的分析等方面。因此，仍存在許多尚未解決的問題，例如，粘液細胞是通過何種機制參與魚類的免疫反應;粘液中的抗體是如何產生的;它的來源及其與血清抗體的關係;在各種外界因子作用下，粘液細胞變化反應的機理是什麼;以及粘液細胞在魚的生長、發育中發展變化的詳細情況，目前所知也很少。因而對魚類粘液細胞還需進行更深入全面的研究。通過研究不僅能解決魚類粘液細胞及魚類發育和免疫的一些基本理論問題，而且對魚類的養殖生產也具一定的指導意義。