2. 湖北大学生命科学学院;
3. 华中科技大学同济医学院超微病理室
为避免化学灭螺药物对环境的污染及对人畜或水生植物的毒害,获得纯天然的植物灭螺药尤为重要,空心莲子草(Alternanthera philoxeroides别名喜旱莲子草,通称水花生),是一种多年生宿根草本植物,原产于巴西,现已遍及美洲、澳洲、非洲及亚洲,在我国广泛生长于长江流域及南方各省,故其资源丰富。赵维民等[1]首次报道了空心莲子草中的皂甙成分具有灭钉螺活性,杨建明等[2]对空心莲子草的灭螺作用作了进一步验证,发现其具有明显的抑螺和杀螺作用,当空心莲子草干燥细粉水提取液(1 g/100 ml)浸泡钉螺24 h后,钉螺死亡率达96.6%。为进一步探明空心莲子草的灭螺机制,本文应用透射电镜观察了空心莲子草干燥细粉水提取液对钉螺肝脏及肠壁超微结构的影响。
1 材料与方法 1.1 钉螺采自湖北省武汉市天兴乡洲滩,选择活力强的阴性成螺进行实验。
1.2 空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)采自湖北大学校园内,经清理,去除黄色老叶及根部,保留茎、叶部分,置800~1 200 W微波炉内处理2~3 min, 重复3~4次,晾干,碾磨成粉末,过60~120目筛,用其干燥细粉按1 g/100 ml溶入蒸馏水,24 h后滤除残渣,取清澈滤液备用。
1.3 方法将实验钉螺随机分为2组,即实验组与对照组,每组50只螺,实验组的浸泡液为上述方法所得空心莲子草干燥细粉水提取液,对照组的浸泡液为去氯水(自来水静置24 h),采用WHO"杀螺剂实验室终筛方法"中的浸泡法[3],将实验钉螺分别浸泡于实验组与对照组的浸泡液中,置25 ℃室温下,24 h后沥出洗净,自然晾干,随机取出实验组及对照组钉螺各25只,按文献[4]破螺法破壳,解剖镜下去壳,将整个钉螺软体组织暴露后,用刀片切取肝脏组织,用解剖针划破颈正中皮肤,分离皮下组织,拉出肠支,经固定作为透射电镜观察样品。
1.4 透射电镜标本制备将实验组及对照组钉螺肝脏组织用刀片切成1 mm×1 mm×1 mm的小块,肠支切成1 mm的小段,置于2.5%戊二醛前固定2 h,再经1%锇酸后固定2 h,常规逐级酒精脱水,纯丙酮透明,618树酯包埋,超薄切片机作超薄切片,置于铜网,经醋酸铀和枸椽酸铅双重染色后,最后在Tecnai G2 12透射电镜 (荷兰FEI公司) 下观察并拍照。
2 结果 2.1 肝脏的观察电镜下观察发现,随机取出的25只实验组钉螺肝脏标本均出现了明显损伤。
2.1.1 肝细胞对照组钉螺的肝细胞膜清晰,相邻细胞之间形成细胞连接,细胞核长椭圆形,位于细胞一侧,双层核膜清晰可见,染色质呈电子致密的团块状散在分布于低电子密度的异染色质中,粗面内质网呈同心圆平行的板层状,排列在细胞核周围,初级溶酶体呈管泡状结构,线粒体圆形或椭圆形,其嵴呈宽板状,胞质内有许多分泌颗粒,其形状、大小不一,内含物电子密度高低不等,但都有一单层膜包裹,另有一些几乎无电子密度的圆形或椭圆形脂滴,在细胞游离缘可见分泌颗粒正向腺腔内排放,腺腔内可见弥漫分布的中等电子密度物质,其间有少量高电子密度的颗粒、细胞游离面有密集排列的微绒毛,且有少量纤毛夹在微绒毛丛中,横切面上可见其9+2结构。
实验组钉螺的肝细胞膜溶蚀,细胞连接随之消失,核膜残缺,染色质明显浓缩,电子密度增高,边集于核膜内缘,核中央区域呈低电子密度的絮状结构,其间尚有透亮空隙、线粒体、粗面内质网严重空泡变性,核糖体脱落,胞质内核糖体减少,可见残留的糙面内质网片断,次级溶酶体和自噬体增多。胞浆空泡化,胞质电子密度减低,胞内出现许多大小不等、电子密度不均的囊泡和空泡状结构,低电子密度的大颗粒内容物固缩,微绒毛随细胞膜溶蚀而消失。
2.1.2 肝间质对照组肝间质细胞呈不规则多突起的星形,胞核圆形或椭圆形,占据细胞大部,核内染色质呈团块状分布于核膜内缘及核基质中,胞浆或多或少,胞质中散在分布电子致密颗粒。肝脏外被膜内尚可见肌纤维组织。实验组钉螺的肝间质细胞溶解,网状纤维断裂崩解,加之肝细胞膜溶蚀,使整个肝实质变成由肝脏外被膜包裹的含变性的肝细胞核、细胞器碎片、断裂的网状纤维、大量次级溶酶体及囊泡的无结构物质,肝脏外被膜及其内的肌纤维组织未见明显改变。
2.2 肠壁的观察对照组钉螺肠上皮细胞为高柱状,排列较整齐,细胞膜界限清楚,细胞间有细胞连接结构,胞核近似椭圆形,偏于基部,核内染色质呈大小不等的团块状沿核膜内缘稀疏排列,少量散在于核基质中央区,核周散在线形粗面内质网,线粒体丰富,呈圆形或椭圆形,也可见少量不规则的分泌囊泡,细胞近肠腔面密布绒毛,其间散在纤毛,纤毛断面的9+2结构清晰可见;肠上皮细胞下层可见类似平滑肌的肌纤维,在同一个切面可见纵行、横行及斜行方向的肌纤维,肌纤维外层有膜性结构,且该膜性结构伸展至不同肌纤维束之间。实验组钉螺的肠上皮细胞核轻度肿胀,细胞间隙明显增大,细胞内及细胞间出现多处无电子密度的透亮区域,肠上皮细胞下层的肌纤维未见明显改变。
3 讨论经透射电镜观察,对照组钉螺肝细胞内可见丰富的细胞器及大量的分泌颗粒,表明其代谢活跃,且具有较强的合成分泌功能,这些大小及电子密度不等的分泌颗粒可能是脂滴、糖原储存颗粒和帮助钉螺消化吸收及能量代谢中必不可少的酶类。实验组结果显示,构成肝实质的颗粒细胞明显损害,其细胞膜融蚀,核内染色质浓缩,显示出核和细胞不可复性损伤的标志,提示活体内细胞坏死[5],其与紫红链霉菌、自养黄色杆菌所引起的钉螺肝细胞核的改变不同,后者表现为核溶解,核内电子密度降低[6],提示植物中的皂甙成分与细菌分泌代谢产物成分对钉螺的损害作用有所不同;另可见细胞内线粒体、内质网等细胞器空泡变性,分泌颗粒固缩,肝细胞内出现许多大小不等、电子密度不均的囊泡状结构,提示次级溶酶体和自噬体大量增多,肝间质中的网状细胞溶解,网状纤维断裂崩解。说明空心莲子草干燥细粉水提取液对钉螺肝脏有明显破坏作用,是导致肝脏合成、分泌、代谢、解毒等功能障碍直至钉螺最终死亡的重要原因。
在实验组结果中,钉螺肠上皮细胞的损伤与肝细胞相比显得较轻,仅表现为细胞核轻度肿大,细胞间隙增大,细胞内及细胞间出现多处无电子密度的透亮空隙,说明肠上皮细胞内及细胞间均有水肿。鉴于空心莲子草中的皂甙成分在人体口服的作用不如注射的大,可能是由于皂甙在胃肠中不易被吸收或被水解的缘故[7]。因此,空心连子草中的皂甙成分在钉螺肠道是否同样不易被吸收,还有待进一步研究,但其对钉螺肠上皮细胞的刺激作用是肯定的,即表现为肠上皮细胞内及细胞间水肿。另一方面,钉螺是以鳃作为呼吸器官的动物,皂甙成分易经鳃进入循环系统[7],而到达富含血淋巴液的肝脏,引起肝脏的不可逆损害。
| [1] | 赵维民, 秦国伟, 徐任生, 等. 空心莲子草中具杀灭钉螺活性皂甙成分的研究[J]. 天然产物研究与开发, 1999, 11 : 1–5. |
| [2] | 杨建明, 汪平尧, 肖瑞芬, 等. 喜旱莲子草杀灭钉螺实验研究[J]. 湖北大学学报:自然科学版, 2005, 27 : 71–73. |
| [3] | 毛守白. 血吸虫生物学与血吸虫病的防治[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1990: 705. |
| [4] | 李赋京. 钉螺解剖与比较解剖[M]. 武汉: 湖北人民出版社, 1956: 1-44. |
| [5] | 武忠弼. 病理学[M]. 4版.北京: 人民卫生出版社, 1999: 7. |
| [6] | 柯文山, 陈建军, 杨建明, 等. 紫红链霉菌、自养黄色杆菌对钉螺肝细胞损伤的亚显微观察[J]. 湖北大学学报:自然科学版, 2005, 27 : 68–70. |
| [7] | 李树林. 毒物的毒理与毒物分析[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1989: 631-634. |
2007, Vol. 23

, 官阳3, 刘冰3, 柯文山2