黄淮山羊胃组织增龄性变化的形态学特征

胡 博,汪来香,钱兆全,张文静,周金星,2*

(1.安徽科技学院 动物科学学院,安徽 凤阳 233100;2.安徽省动物营养调控与健康重点实验室,安徽 凤阳 233100;3.黄山市黄山区太平湖镇人民政府,安徽 黄山 245717)

黄淮山羊广泛分布于黄淮流域,是安徽省畜禽遗传资源保护名录中的优良地方品种。与其他山羊相比,黄淮山羊体型较小、生长速度慢。由于近年来与波尔山羊等外来优良品种开展杂交,以提高山羊的产肉性能和养殖效益,导致黄淮山羊的数量急剧减少,由20世纪80年代的710万只急剧减少到20世纪末的400万只[1]。因此,加强对黄淮山羊的研究,特别是对其生理特性的基础研究,提高其生产性能,扩大其种群数量尤其重要。目前,对于黄淮山羊的基础形态学研究主要集中在肠道黏膜[2-3]、皮肤及毛囊[4]、蹄部形态[5]、心肌组织[6-7]、子宫[8]等方面,对于黄淮山羊胃的基础形态学观察未见报道。

多室胃是反刍动物消化吸收的重要器官,从前到后分别是瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃。刚出生时期的反刍动物前胃不起消化作用,仅由皱胃行使功能,其消化作用和单胃动物相同。随着反刍动物生长,前胃迅速发育,在功能上发生了独特的变化,如反刍活动[9]和瘤胃微生物发酵[10]。国内外关于不同日龄羊胃组织的研究主要集中在陈绍淑等[11]对不同日龄滩羊网胃组织变化的研究,宋代军等[12]研究不同日龄大足黑山羊胃组织器官发育指数变化规律,王彩莲等[13]在放牧和饲粮条件下研究不同日龄甘肃高山细毛羊胃组织形态的变化规律,姜丹等[14]研究不同日龄山羊前胃组织形态学的变化,赵玮等[15]研究不同日龄山羊皱胃组织形态学的变化。然而有关黄淮山羊胃组织增龄性结构变化特点的研究目前未见报道。因此,本研究以黄淮山羊为试验动物,研究其瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃增龄性结构变化特点,为黄淮山羊胃功能研究提供组织形态学依据。

1 材料和方法

1.1 试验动物

20只健康黄淮山羊,雌雄不限,购自安徽省毫州市利辛县绿墅牧业有限公司,分成4组：7、30、60、120日龄组,每组5只,每个日龄组选取3只体重相近、体尺相似、健康山羊屠宰、解剖、采样。

1.2 样本采集与处理

所有试验羊在屠宰前禁食24 h,禁水12 h,经麻醉由颈动脉放血处死后,打开腹腔,将各胃室分离,清除食糜并用生理盐水清洗干净,分别取相同部位的瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃组织块,经4%多聚甲醛固定后备用。

1.3 组织切片制作

取固定好的组织样本,经修块、流水冲洗24 h后,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,浸蜡,石蜡包埋,制作厚度为5 μm切片,经苏木素-伊红(HE)、阿利新蓝-过碘酸雪夫氏(AB-PAS)和Verhoeff VG(VVG)染色。

1.4 仪器设备

Leica RM2235手动轮转式切片机,Leica HI1210摊片机,LeicaHI1220烘片机,MPSP2型冷热台包埋机(德国徕卡公司);Olympus BX63正置荧光显微镜(日本奥林巴斯公司)。

1.5 图像采集与分析

用Olympus BX63显微成像系统对HE、AB-PAS和VVG染色后的胃组织切片进行观察并照相。

2 结果与分析

2.1 不同日龄黄淮山羊瘤胃组织结构变化

2.1.1 瘤胃黏膜解剖学特点 7日龄黄淮山羊瘤胃黏膜呈粉色,黏膜乳头呈点状,表面无角质化结构(图1A);30日龄黄淮山羊乳头颜色开始变深,可观察到角质化结构,乳头数量多而密集,乳头高度也随之增加(图1B);60日龄黏膜乳头数增加,至120日龄时,黄淮山羊瘤胃黏膜乳头呈现深褐色、锥状,乳头数量和高度达到最高(图1C、1D)。

图1 不同日龄黄淮山羊瘤胃黏膜形态图Fig.1 Rumen mucosa morphology of huanghuai goat at different ages注：A为7日龄瘤胃黏膜形态;B为30日龄瘤胃黏膜形态;C为60日龄瘤胃黏膜形态;D为120日龄瘤胃黏膜形态。

2.1.2 黄淮山羊瘤胃组织结构特点 显微观察可见7日龄黄淮山羊瘤胃分为黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜层。其中黏膜的上皮细胞类型为复层扁平上皮,固有层含有大量淋巴细胞,黏膜上皮表层中可观察到弹性纤维(图2A、3A)。30日龄瘤胃黏膜层细胞层数增加,表面可观察到复层扁平上皮的角质化细胞,黏膜下层中可观察到大量胶原纤维,与固有层分界不明显(图2B、3B)。60日龄黏膜表面的角质化增多,有较多的弹性纤维,黏膜下层可观察到较多的淋巴细胞(图2C、3C),120日龄瘤胃黏膜上皮细胞层数增加,表面可观察到数层空泡状角质化细胞,黏膜下层中都观察到大量胶原纤维和少量弹性纤维(图2D、3D)。在黄淮山羊各日龄段的瘤胃胃壁中均未观察到黏膜肌层和腺体,黏膜固有层和黏膜下层无明显分界。

图2 不同日龄黄淮山羊瘤胃基本组织结构特点Fig.2 Tissue structure characteristics of rumen of huanghuai goats at different ages注：A为7日龄瘤胃组织结构特点HE 400×;B为30日龄瘤胃组织结构HE 400×;C为60日龄瘤胃组织结构HE 400×;D为120日龄瘤胃组织结构HE 400×;EP为黏膜上皮;SU为黏膜下层;ML为肌层;KE为角质化上皮细胞;VK为空泡状角质化细胞;Ly为淋巴细胞。

图3 不同日龄黄淮山羊瘤胃胃壁纤维分布特点Fig.3 Distribution characteristics of rumen wall fiber of huanghuai goat at different ages注：A为7日龄瘤胃纤维分布VVG 400×;B为30日龄瘤胃纤维分布VVG 400×;C为60日龄瘤胃纤维分布VVG 400×;D为120日龄瘤胃纤维分布VVG 400×;EP为黏膜上皮;SU为黏膜下层;ML为肌层;CF为胶原纤维;EF为弹性纤维。

2.2 不同日龄黄淮山羊网胃组织结构变化

2.2.1 网胃黏膜解剖学特点 7日龄黄淮山羊网胃黏膜呈粉色,黏膜表面可以观察到大小不等的网胃房(图4A)。30日龄黄淮山羊网胃黏膜颜色变深,网胃房增大,但网胃房形态不规则,周缘塌陷,表面可观察到较小的锥状乳头(图4B),60日龄网胃房形态规则(图4C),120日龄黄淮山羊网胃黏膜呈深褐色,网胃房宽度和高度达到巅峰,表面及周缘的锥状乳头呈乳白色,高度角质化(图4D)。

图4 不同日龄黄淮山羊网胃黏膜形态图Fig.4 Reticulum mucosa morphology of huanghuai goat at different ages注：A为7日龄网胃黏膜形态;B为30日龄网胃黏膜形态;C为60日龄网胃黏膜形态;D为120日龄网胃黏膜形态。

2.2.2 黄淮山羊网胃组织结构特点 显微观察可见7日龄黄淮山羊网胃黏膜上皮类型为复层扁平上皮,表层无角质化结构,细胞核扁平状,黏膜下层主要由胶原纤维构成,延伸生长至肌层的肌束膜(图5A、6A)。30日龄黄淮山羊网胃黏膜上皮细胞基底部可观察到毛细血管(图5B),黏膜上皮细胞层数增加,复层上皮细胞表层细胞脱落,但未见空泡状角质化细胞,在黏膜下层中可观察到较多的胶原纤维和少量的弹性纤维(图6B),未观察到黏膜肌层。60日龄黄淮山羊网胃黏膜复层上皮表层可观察到空泡状角质化细胞,角质化部位可观察到较多的弹性纤维(图5C、6C),至120日龄时,这种角质化细胞的特征更加典型(图5D、6D)。在黄淮山羊各日龄段的网胃胃壁中均未观察到黏膜肌层和腺体,黏膜固有层和黏膜下层无明显分界。

图5 不同日龄黄淮山羊网胃基本组织结构特点Fig.5 Tissue structure characteristics of reticulum of huanghuai goats at different ages注：A为7日龄网胃组织结构HE 400×;B为30日龄网胃组织结构HE 400×;C为60日龄网胃组织结构HE 400×;D为120日龄网胃组织结构HE 400×;EP为黏膜上皮;SU为黏膜下层;ML为肌层;VK为空泡状角质化细胞;KE为角质化上皮细胞;BC为毛细血管。

图6 不同日龄黄淮山羊网胃胃壁纤维分布特点Fig.6 Distribution characteristics of reticulum wall fiber of huanghuai goat at different ages注：A为7日龄网胃纤维分布VVG 400×;B为30日龄网胃纤维分布VVG 400×;C为60日龄网胃纤维分布VVG 400×;D为120日龄网胃纤维分点VVG 400×;EP为黏膜上皮;SU为黏膜下层;ML为肌层;CF为胶原纤维;EF为弹性纤维。

2.3 不同日龄黄淮山羊瓣胃组织结构变化

2.3.1瓣胃黏膜解剖学特点 7日龄黄淮山羊瓣胃黏膜呈粉色,瓣叶表面分布有锥形乳白色乳头(图7A)。30日龄黄淮山羊瓣胃黏膜颜色变深,表面锥形乳头明显(图7B)。60日龄黄淮山羊瓣叶数量明显增多(图7C),至120日龄成年山羊瓣胃呈现深褐色,锥状乳头尖锐,高低不等分布于瓣叶表面(图7D)。

图7 不同日龄黄淮山羊瓣胃黏膜形态图Fig.7 Omasum mucosa morphology of huanghuai goat at different ages注：A为7日龄瓣胃黏膜形态;B为30日龄瓣胃黏膜形态;C为60日龄瓣胃黏膜形态;D为120日龄瓣胃黏膜形态。

2.3.2 黄淮山羊瓣胃组织结构特点 显微观察可见7日龄黄淮山羊瓣胃黏膜上皮类型为复层扁平上皮,黏膜表面未观察到角化的细胞,但表层上皮细胞胞核较小,呈圆形或椭圆形,染色深,瓣叶内固有层含有丰富的胶原纤维,弹性纤维含量较少(图8A、9A),黏膜下层很薄。30日龄黄淮山羊瓣胃黏膜上皮表层可观察到角质化细胞,瓣叶固有层中可观察到胶原纤维,较多的弹性纤维(图8B、9B)。60和120日龄瓣胃黏膜上皮角质化细胞特征更加明显(图8C、8D),上皮细胞的表层细胞核呈梭形,染色深,可观察到细胞脱落现象,瓣叶的固有层中可观察到胶原纤维、弹性纤维交替分布(图9C、9D)。在黄淮山羊各日龄段的瓣胃胃壁中均未观察腺体和黏膜肌层,黏膜固有层发达,但黏膜下层很薄,不明显。

图8 不同日龄黄淮山羊瓣胃基本组织结构特点Fig.8 Tissue structure characteristics of omasum of huanghuai goats at different ages注：A为7日龄瓣胃组织结构 HE 400×;B为30日龄瓣胃组织结构HE 400×;C为60日龄瓣胃组织结构HE 400×;D为120日龄瓣胃组织结构 HE 400×;EP为黏膜上皮;SU为黏膜下层;ML为肌层;KE为角质化上皮细胞。

图9 不同日龄黄淮山羊瓣胃胃壁纤维分布图Fig.9 Distribution characteristics of omasum wall fiber of huanghuai goat at different ages注：A为7日龄瓣胃纤维分布VVG 400×;B为30日龄瓣胃纤维分布VVG 400×;C为60日龄瓣胃纤维分布VVG 400×;D为120日龄瓣胃纤维分布VVG 400×;EP为黏膜上皮;SU为黏膜下层;ML为肌层;CF为胶原纤维;EF为弹性纤维。

2.4 不同日龄黄淮山羊皱胃组织结构变化

2.4.1 皱胃黏膜解剖学特征 7日龄黄淮山羊皱胃黏膜皱褶小,黏膜表面无黏液及食糜附着(图10A)。30日龄黏膜皱褶较7日龄变化不明显,但表面能观察到黄色的食糜(图10B)。60和120日龄可观察到皱胃黏膜的皱褶显著增多,且皱褶发达,表面观察到较多的黄色食糜(图10C、10D)。各年龄段山羊皱胃黏膜颜色相近,呈近似粉色或苍白色。

图10 不同日龄黄淮山羊皱胃黏膜形态图Fig.10 Abomasum mucosa morphology of huanghuai goat at different ages注：A为7日龄皱胃黏膜形态;B为30日龄皱胃黏膜形态;C为60日龄皱胃黏膜形态;D为120日龄皱胃黏膜形态。

2.4.2 黄淮山羊皱胃组织结构特点 显微观察可见7日龄黄淮山羊黏膜上皮细胞排列不整齐,细胞形态近立方形,细胞核多呈球形或椭圆形,固有层可观察到大量的管状胃腺,黏膜肌层明显(图11A)。30～60日龄黄淮山羊黏膜上皮细胞排列整齐,上皮细胞以短柱状形态为主,胃腺形态规则,黏膜肌层明显(图11B、11C)。120日龄黄淮山羊黏膜上皮细胞近立方形,呈矮柱状,胞核多呈球形,胃腺形态规则,之间可观察到大量的弥散淋巴细胞(图11D)。各日龄段黄淮山羊皱胃黏膜上皮中,未观察到角质化细胞。在黏膜的上皮和固有层内无胶原纤维和弹性纤维(图12)。

图11 不同日龄黄淮山羊皱胃基本组织结构特点Fig.11 Tissue structure characteristics of abomasum of huanghuai goats at different ages注：A为7日龄皱胃组织结构特点HE 400×;B为30日龄皱胃组织结构特点HE 400×;C为60日龄皱胃组织结构特点HE 400×;D为120日龄皱胃组织结构特点HE 400×;EP为黏膜上皮;MM为黏膜肌层;LP为固有层;Ly为淋巴细胞。

2.4.3 黄淮山羊皱胃胃腺黏液性质 通过AB-PAS染色、显微观察可见7日龄黄淮山羊皱胃胃腺分泌的腺液及黏膜表面黏液呈蓝色,腺管较小(图13A),至30日龄时,黏膜表面的黏液层减少,胃腺分泌的腺液和黏膜表面的黏液性质没有变化,主要为酸性粘多糖类物质(图13B)。60日龄皱胃胃腺黏膜表面的黏液呈紫色,固有层中的胃腺分泌的腺液在近上皮层处呈紫色,向深层延伸变为蓝色,表明此日龄段黏膜表面和胃腺浅层的黏液为中性粘多糖和酸性粘多糖两种类型,深层为蓝色,主要为酸性粘多糖(图13C)。120日龄,黏膜上皮的黏液层进一步减少,黏膜表面及胃腺分泌的腺液呈蓝色,类型为酸性粘多糖类物质(图13D)。

图13 不同日龄黄淮山羊皱胃胃腺腺液性质特征Fig.13 Characteristics of abomasum glands and mucus of huanghuai goat at different ages注：A为7日龄皱胃腺体及黏液性质特征AB-PAS 400×;B为30日龄皱胃腺体及黏液性质特征AB-PAS 400×;C为60日龄皱胃腺体及黏液性质特征AB-PAS 400×;D为120日龄皱胃腺体及黏液性质特征AB-PAS 400×;FG为胃底腺。

3 结论与讨论

本研究表明,黄淮山羊胃的组成包括瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃,其组织结构和功能与其他反刍动物,例如,牛[16]、骆驼[17-18]和鹿[19]相似,但各层又有明显特点。黄淮山羊瘤胃、网胃和瓣胃黏膜上皮层均由复层扁平细胞构成,皱胃黏膜上皮层则主要由短柱状或近立方形细胞构成,在瘤胃、网胃和瓣胃的黏膜层没有观察到黏膜肌层,结果与邹琦等[20]对黄羊胃组织学研究结果不一致。30日龄黄淮山羊的瘤胃、网胃和瓣胃黏膜均可观察到角质化细胞结构,这和丁莉等[21]对关中奶山羊瘤胃在15日龄,网胃在30日龄和瓣胃在60日龄出现角质化细胞的研究结果不一致。其可能与绵羊和山羊所属不同种属有关。

黄淮山羊胃组织有两类黏液细胞,一类为表面黏液细胞,位于胃组织的黏膜上皮层;另一类为颈黏液细胞,位于黏膜固有层的胃底腺,与杨桂文等[22]报道的河鲈胃部黏液细胞类型一致。本研究利用AB-PAS染色方法观察到不同日龄黄淮山羊胃组织中糖原的分布,随日龄的增长PAS阳性反应逐渐增强。胃液中的黏液其主要成分是粘多糖,主要功能是润滑食物及维持胃黏膜内环境的稳态[23]。马俊南[24]等研究表明皱胃腺体分泌胃酸、胃泌素、粘多糖及各种消化酶。本研究发现皱胃腺体的分泌主要由皱胃黏膜上皮分泌及胃底腺分泌,表面黏液细胞及颈黏液细胞顶部可见分泌黏原颗粒,呈现顶浆分泌的特性,因此120日龄时皱胃上皮层和固有层中阳性反应最高;黏原颗粒经AB-PAS染色观察可以发现,7～120日龄,其粘多糖性质变化规律为由出生期酸性性质到生长期的中性和酸性,成年后又转变为酸性粘多糖。胃组织的黏液细胞种类和其粘多糖的化学性质直接反应了黏液细胞的功能差异,尹苗等[25]研究表明,黏液细胞通过AB-PAS染色后可以根据粘多糖颜色划分成不同类型,分别为染色呈红色,含有中性粘多糖;染色呈蓝色,含有酸性粘多糖。本研究表明,黄淮山羊皱胃黏膜表面的分泌物经AB-PAS染色观察可以发现,7～120日龄,其粘多糖性质变化规律为由出生期酸性性质到生长期的中性和酸性,成年后又转变为酸性粘多糖。目前对于羊胃不同类型黏液细胞的功能尚未报道,但黏液细胞所分泌的黏液中具有抵抗病原微生物入侵的非特异性的免疫化学反应物质[22],这充分表明任何时期的黄淮山羊皱胃均具有强大的非特异性免疫功能,具有较强的抗病力,但瘤胃、网胃和瓣胃不具备非特异性免疫功能。

胃黏膜固有层中含有的淋巴细胞可以移动到上皮层中,称为上皮内淋巴细胞,行使黏膜免疫功能。鲁延刚等[26]观察到牦牛皱胃黏膜含有丰富的淋巴细胞,本研究结果表明,黄淮山羊的瘤胃、网胃和瓣胃的胃壁黏膜固有层中少见或未见淋巴细胞,但在皱胃的黏膜固有层中可观察到淋巴细胞,特别是在120日龄黄淮山羊皱胃黏膜固有层中含有大量淋巴细胞,这充分表明成年黄淮山羊皱胃也具有强大的黏膜免疫功能,具有较强的抗病力,但瘤胃、网胃和瓣胃不具备黏膜免疫功能。

综上,不同日龄黄淮山羊瘤胃、网胃和瓣胃均无黏膜肌层,黏膜上皮均为复层扁平细胞,固有层内少见或未见淋巴细胞,未观察到腺体组织。皱胃黏膜上皮细胞主要为短柱状或立方形,固有层可见大量淋巴细胞,黏液细胞的粘多糖性质7～120日龄变化规律为酸性、酸性和中性混合、酸性。