饥饿过程鲇鱼幼鱼静止代谢、身体组成及与力竭性运动后过量耗氧的关系

将33尾鲇鱼(Silurus asotus)幼鱼(32.14±1.40)g在(25±1)℃条件下驯化2周后分5组(0、1、2、4、8周)进行饥饿处理;分别测定了各处理组实验鱼的静止耗氧率、力竭性运动后的过量耗氧(EPOC)并对鱼体组成进行了分析。实验结果显示:各处理组实验鱼的静止耗氧率分别为(2.21±0.15)、(1.63±0.04)、(1.64±0.13)、(1.44±0.08)、(0.98±0.09)mgO2/kg min,其中饥饿1、2、4周组之间无显著差异,却都显著低于0组、高于8周组的水平(P2peak)立即(2min)出现,随后逐渐下降至稳定耗氧水平(VO2steady),EPOC总量(Excess VO2)分别为(31.8±6.06)、(76.67±4.34)、(69.2±5.89)、(70.41±3.12)、(38.28±2.72)mgO2/kg,其中饥饿1、2、4周组均显著高于饥饿0和8周组的水平(P<0.05),出现无氧运动功能补偿的"效应期"。通过鲇鱼幼鱼静止代谢"平台期"与其功能补偿"效应期"在时间上完全吻合的现象,揭示鱼类的功能补偿效应与其静止代谢水平之间存在的密切关联。       

鲇鱼力竭性运动后的过量耗氧及其体重的影响

过量耗氧(EPOC)是衡量动物无氧代谢能力的重要生理指标,本研究在25℃条件下对不同体重组鲇鱼Silurus asotus Linnaeus(<30g、30-50g、50-100g和>100g)力竭性运动后EPOC进行了测定,旨在揭示不同体重鱼类在EPOC方面的适应机制.实验结果显示:鲇鱼力竭性运动后耗氧率(VO2)峰值立即出现(2min), 随后逐渐恢复到稳定状态水平.本研究根据实验数据统计分析结果,提出了力竭运动后鲇鱼 VO2恢复过程的数学模型(VO2=a be-ct),并对其中参数的生物学意义进行阐述.通过对各体重组过量耗氧参数(a、b和 c)的分析比较,发现鲇鱼体重的增加使有氧代谢能力降低,无氧代谢的能力却有较大提高.     

力竭追赶训练对两种鲤科鱼类呼吸循环系统参数和力竭运动后代谢特征的影响

为了考察力竭追赶训练对中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)和岩原鲤(Procypris rabaudi)幼鱼呼吸循环系统和力竭运动后代谢特征的影响, 在(25±0.5)℃条件下, 将2种实验鱼各60尾 [体重分别为(28.36±0.08) g和(19.53±0.13) g]随机等分成对照组和训练组, 训练组进行1次/d共21d的力竭追赶训练。随后测定各组实验鱼的心脏和鳃指数、血液指标以及力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)。结果发现: 2种鱼心脏指数、鳃指数、血红蛋白含量和红细胞数目在各自对照组和训练组之间都没有显著性差异; 岩原鲤对照组的鳃指数显著低于中华倒刺鲃对照组(P<0.05), 但心脏指数、血红蛋白含量和红细胞数目与中华倒刺鲃对照组无显著性差异。中华倒刺鲃训练组的运动前代谢率、运动代谢峰值、峰值比率、代谢恢复速率与其对照组没有显著差异, 但运动后恢复时间和过量耗氧显著大于对照组(P<0.05); 岩原鲤训练组的运动前代谢率显著低于其对照组(P<0.05), 但运动代谢峰值、峰值比率、运动后恢复时间、过量耗氧、代谢恢复速率与其对照组没有显著性差异。岩原鲤对照组的运动前代谢率、运动代谢峰值、过量耗氧和代谢恢复速率分别显著低于中华倒刺鲃对照组(P<0.05), 但峰值比率和运动后恢复时间与中华倒刺鲃对照组无显著性差异。研究表明: (1)力竭追赶训练对中华倒刺鲃和岩原鲤幼鱼的呼吸和循环系统参数没有产生显著性影响; (2)力竭追赶训练显著提高了中华倒刺鲃幼鱼的无氧代谢能力; (3)中华倒刺鲃幼鱼力竭运动前后代谢率显著高于岩原鲤幼鱼, 这可能与其较为活跃的习性有关。     

溶氧水平对鲫鱼代谢模式的影响

为了探讨水体溶氧水平对鲫幼鱼(Carassius carassius)运动、消化能力及其交互作用的影响,在(25.0±0.5)℃温度条件下,测定了8(饱和溶氧水平)、2和1mg/L溶氧水平下摄食(饱足摄食)和空腹组(空腹2 d)鲫鱼的临界游泳速度(Ucrit)、运动前耗氧率(MO2pre-exercise)、活跃耗氧率(MO2active)和代谢范围(MS)。摄食诱导的耗氧率上升在各溶氧水平下无显著差异。在饱和溶氧水平下,摄食组和空腹组的Ucrit没有显著差异,但在1和2 mg/L条件下,摄食组的Ucrit显著低于空腹组(P<0.05)。在饱和溶氧水平条件下,消化和运动诱导的耗氧率上升在各个游泳水平均能完全叠加,且摄食组鱼类与空腹组鱼类具有相似的MS和Ucrit和更高的MO2active,提示鲫鱼在常氧下为添加代谢模式。随着溶氧水平下降至2和1mg/L,呼吸能力(摄食组的MO2active)对溶氧水平下降较运动耗氧率更为敏感,消化诱导的耗氧率增加只能在较低游泳速度叠加,与空腹组鱼类比较,摄食组鱼类的MS和Ucrit显著下降,MO2active无显著差异,提示低氧下消化和运动对氧气需求竞争的加剧使其代谢模式转化为消化优先。     

力竭性运动锻炼和饥饿对南方鲇运动后过量耗氧的影响

为了检验力竭性运动锻炼和饥饿是否对南方鲇Silurus meridonalis Chen维持能量消耗和无氧代谢能力产生影响,在25℃条件下测定了维持日粮(1.5%body mass per day)和饥饿条件下南方鲇15d力竭性锻炼(5min chasing)和随后5d恢复过程静止代谢率(VO2rest)和运动后过量耗氧(Excess post-exercise VO2,EPOC)的变化.另外两组非锻炼组分别作为摄食和饥饿对照组.实验过程中摄食和饥饿对照组VO2rest显著下降(P＜0.05),而摄食和饥饿对照组经过15d的锻炼显著上升(P＜0.05).经过5d的恢复2锻炼组VO2rest显著下降与对照组无显著差异.摄食和饥饿对照组力竭运动后代谢率峰值(VO2peak)在实验过程中显著下降(P＜0.05),而摄食和饥饿锻炼组经过15d没有显著变化.锻炼取消后2锻炼组VO2peak显著下降至对照组水平.各锻炼组和对照组间过量耗氧均无显著差异.实验提示:(1)锻炼导致VO2rest和VO2peak显著提高,但影响可塑性大,5d恢复期后影响消失;(2)锻炼导致力竭运动后代谢恢复速率加快,5d恢复期后锻炼影响依然存在;(3)对饥饿和摄食组,锻炼的生理影响相似,但饥饿组VO2rest对锻炼更为敏感.     

有氧运动训练和摄食对中华倒刺鲃幼鱼力竭运动后代谢特征的影响

为了探讨有氧运动训练和摄食对中华倒刺鲃（Spinibarbus sinensis）幼鱼力竭运动后代谢特征的影响,在（25±0.5）℃条件下,将120尾实验鱼[体重（21.35±0.05）g,体长（10.21±0.03）cm]随机分成4组,即:对照组、1、2和4 BL/s（体长/秒,body length/s）训练组,分别放置于不同流速下处理8周。随后测定各实验组心脏和鳃指数以及禁食或摄食（轻度麻醉灌喂体重1.5%的饵料）状态下的力竭运动后过量耗氧。结果发现:4 BL/s训练组的心脏和鳃指数都显著高于其他实验组（P < 0.05）;无论摄食与否,3个训练组运动前代谢率都显著高于对照组（P=0.001）,而各实验组过量耗氧均没有显著差异;在禁食状态下,仅4 BL/s训练组的运动代谢峰值和代谢率增量显著高于对照组,而在摄食状态下,3个训练组的运动代谢峰值和代谢率增量均显著高于对照组（P < 0.005）。与禁食组相比,摄食导致各处理组的运动前代谢率显著上升（P < 0.001）,但对运动代谢峰值没有显著影响;另外,摄食对照组代谢率增量和力竭运动后过量耗氧显著低于禁食对照组（P < 0.05）。研究表明:（1）有氧运动训练显著提高了中华倒刺鲃幼鱼的有氧代谢能力,这可能与其呼吸和循环系统功能的改善有关;（2）力竭运动能够诱导出中华倒刺鲃幼鱼的最大有氧代谢率;（3）摄食削弱了中华倒刺鲃幼鱼无氧代谢能力。     

中华倒刺鲃幼鱼能量代谢特征个体差异及生态关联

为了探讨鱼类能量代谢特征个体变异及其生态关联, 以中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼为实验对象, 在25℃条件下测定44尾实验鱼的静止代谢率(Resting metabolic rate, RMR)、力竭运动后峰值代谢率(Peak metabolic rate, PMR)、力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)、低氧胁迫后峰值代谢率PMR和低氧胁迫后过量耗氧(Excess post-hypoxia oxygen consumption, EPHOC)。研究发现, 中华倒刺鲃能量代谢特征参数存在较大个体差异, RMR、力竭运动后PMR、EPOC、低氧胁迫后PMR和EPHOC分别为193.62—460.33 [mg O₂/(kg·h)]、617.9—2165.02 [mg O₂/(kg·h)]、28.76—267.20 mg O₂/kg、484.3—1142.97 [mg O₂/(kg·h)]和30.27—211.88 mg O₂/kg。力竭运动后PMR(r=0.348, P=0.010)和低氧胁迫后PMR(r=0.449, P=0.002)与RMR间均呈显著正相关; EPOC与RMR间呈显著负相关(r=–0.426, P=0.004), 而EPHOC与RMR间的关系不显著(r=–0.292, P=0.054); 力竭运动后PMR与EPOC间(r=0.424, P=0.004)和低氧胁迫后PMR与EPHOC间(r=0.391, P=0.009)均呈显著正相关。力竭运动后PMR与低氧胁迫后PMR(r=0.673, P<0.001)和EPOC与EPHOC(r=0.526, P<0.001)在个体差异均显著正相关; 然而力竭运动后PMR和EPOC分别显著高于低氧胁迫后PMR与EPHOC(P<0.05)。研究表明: 维持代谢较高的中华倒刺鲃个体有助于其快速提升有氧功率输出以维持高的游泳运动能力; 而较低维持代谢个体具有相对较高的EPHOC有助于机体在极端环境条件下提升其低氧耐受能力。中华倒刺鲃能量特征的个体变异可能是经长期自然选择适应环境的结果。     

饥饿对鲤幼鱼内脏器官指数和力竭运动后代谢特征的影响

为了考察不同饥饿时间对鲤幼鱼内脏器官指数和力竭运动后代谢特征的影响, 在(25±0.5)℃条件下, 将35尾实验鱼[体质量(21.34±0.42) g, 体长(9.39±0.08) cm]随机平均分成5组, 即: 对照组(S0)、1周(S1)、2周(S2)、4周(S4)和8周(S8)饥饿组, 相应时间的饥饿处理后测定各实验组鱼体内脏器官指数及力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)。结果发现: 除了体长以外, 鲤幼鱼体质量、空壳湿重、内脏团湿重、肝脏湿重、消化道湿重、心脏湿重和鳃湿重等均随着饥饿时间的延长呈下降趋势。S2、S4和S8组的幼鱼空壳指数显著高于S0和S1组(P<0.001)。S2、S4和S8组的幼鱼内脏团指数和肝脏指数都显著低于S0和S1组(P<0.001)。S1组幼鱼消化道指数显著低于S0组, 但显著高于S2、S4和S8组(P<0.001)。心脏指数和鳃指数在所有实验组之间差异不显著(P>0.05)。S1组幼鱼运动前代谢率显著低于S0组(P<0.001), 但显著高于S2、S4和S8组(P<0.001)。S1组幼鱼运动代谢峰值和代谢率增量与S1组差异不显著(P>0.05), 但显著高于S0、S4和S8组(P<0.001, P=0.003)。各组间幼鱼代谢峰值时间差异不显著(P>0.05)。各个饥饿组幼鱼运动代谢峰值比率都显著高于S0组(P=0.002)。S1组的幼鱼EPOC与S0和S2组的差异不显著(P>0.05), 但显著高于S4和S8组(P=0.043)。综上所述: (1) 鲤幼鱼各个组织器官对饥饿胁迫的响应不尽相同, 这可能与其执行的生理功能差异有关; (2) 短期饥饿胁迫提升了鲤幼鱼有氧和无氧代谢能力, 这可能有利于其摄食和逃逸能力的提高, 进而提高其生存适合度。     

摄食对南方鲇耗氧和氨氮排泄的影响

采用流水式呼吸仪,在水温27.0±0.5℃条件下同时测定了南方鲇(Silurus meridionalisChen)摄食前后的耗氧率和排氨率。实验结果表明:摄食前标准耗氧率和标准排氨率分别为116.4±6.4mgO2/kg/h和6.9±1.4mgNH4 /kg/h。摄食后耗氧率和排氨率均呈现迅速上升,到达最大值后再缓慢下降,然后恢复到静止水平的变化趋势:最大值分别为358.8±11.4mgO2/kg/h和76.1±2.5mgNH4 /kg/h;最大值出现时间分别为10.8±1.4h和10.1±0.9h;摄食后耗氧率和排氨率发生改变的持续时间分别为36.0±2.3h和37.2±2.8h;耗氧总增量和排氨总增量分别为88.3±2.7mgO2和23.1±1.7mgNH4 。实验结果显示,鱼类排氨率在摄食后的变化过程与其耗氧率的特殊动力作用(SDA)具有类似的特征,表明二者在能量代谢机制上相互关联;南方鲇的SDA总耗能的79.4%由蛋白质分解代谢所提供。     

追赶和空气曝露时间对瓦氏黄颡鱼耗氧率的影响

在20℃水温条件下,对不同时间追赶(0、0.5、2.5和5min)和空气曝露(0、2.5、5、10和20min)前和恢复过程中瓦氏黄颡鱼(Pelteobag vachelli)的耗氧率进行了测定。发现经过追赶和空气曝露处理后,瓦氏黄颡鱼耗氧率立即显著上升(P<0.05),然后逐渐恢复到处理前水平。瓦氏黄颡鱼对追赶的反应远大于空气曝露。仅仅0.5min的追赶就能够诱导出瓦氏黄颡鱼的最大耗氧率(146.66mgO2/h),2.5min追赶能诱导最大过量耗氧(39.01mgO2);5min空气曝露处理能诱导最大耗氧率(113.52mgO2/h),10min处理能诱导最大过量耗氧(23.01mgO2)。