动物生理学课件 Chapt 2 摄食和消化生理

鲤鱼
鲻鱼
消化器官---消化腺---肝脏和胆囊
肝细胞含有大量的线粒体、粗面内质网、高 尔基体、过氧化物酶体、脂肪和糖元颗粒。
肝细胞有两种类型，一种富含脂肪，一种富 含糖元。
消化器官---消化腺---肝脏和胆囊
肝细胞能分泌胆汁，通过肝管进入胆囊中贮存； 肝管在肝脏内是由许多细管汇合成几支大管，
最后合成一大肝管在肝脏前部和胆囊管相通； 胆囊管的基部连于胆囊。
在肠道发育过程中, 首先肠道上皮层是由单层细胞构 成，这些单层细胞连接至基底膜 (Figures 3(a) and 3(b)).
到胚胎发育第3天，肠道上皮层开始由方形(Figure 3(a)) 发育至柱状；
第4、5天，整条肠道的上皮层呈折叠状排列 (Figure 3(b)). 在折叠下, 上皮细胞呈方形，但被柱状细胞包围
肠道不同部位具有特定功能，体现在肠道肌肉层 厚度及肠道上皮细胞类型方面；
肠道形态学可能会受到许多外部因子影响，如食 物类型、摄食状态、季节、病菌、不同信号的上 下调控等。
3.2 胃肠道结构
胆
膀
管
脾幽
胱
食 脏门
管
垂
直
肠
胃肠道不是一个独立的器官，而是通过血管、淋 巴管和交感神经与机体联系；
神经系统、肠道内外代谢物质及荷尔蒙在肠道功 能的调控中发挥重要调控作用，使得肠道能完成 多种功能。
脑室注射Des-ghrelin实验 金鱼，Matsuda等，2006
脑抑食类信号分子
1、胆囊收缩素(CCK) 存在于消化道内的内分泌细胞及中枢与外周神经系统 腹腔或脑室注射CCK能迅速抑制金鱼摄食 刺激胰液分泌和胆囊收缩、延缓胃排空
脑抑食类信号分子
2、可卡因-安非他明调节转录肽（ CART ） 大西洋鲑上发现，水温对其摄食的影响中， CART是关键的调控因子， CART mRNA表达量 与摄食量呈负相关。
分布（下丘脑弓状核） 注射实验（脑室，腹腔） 受体拮抗物（Y1、Y5受体拮抗剂） 体内水平的变化（摄食前后）
神经肽Y生理功能——促进摄食
金鱼脑室注射（Narnaware等，2000） 罗非鱼饲料摄入（Kiris等，2006） 红罗非腹腔注射（Carpio等，2005） 斑点叉尾鮰浸泡（Carpio等，2007）
脑抑食类信号分子
3、leptin
由脂肪细胞分泌的一种调节机体能量平衡 的蛋白质类激素，参与能量代谢、 神经-内分 泌、血管新生、生殖、免疫应答等的调节， 能够促进细胞损伤的修复。
下丘脑
NPY = Neuropeptide Y 神经肽Y. AgRP = agouti-related peptide.刺鼠基因相关肽 （与厌食相关）POMC = Proopiomelanocortin 促黑素细胞皮质素原. αMSH = α Melanocytestimulating hormone 促黑激素. Solid arrows indicate stimulatory effects. Dotted arrows = inhibitory effects.
体上。体长100cm的♀，附在身上的♂ 只有10cm。♂除生殖器官外，其它器官 退化，营养全部靠♀的血液来供应。
摄食的形态学适应
鱼类在长期演化过程中，形成了一系 列适应各自食性类型和摄食方式的形 态学特征。
一般来说，每一种鱼对喜好的食饵生 物都有特定的形态学适应。
鱼的体形、感觉器官适应于搜索、感 知，口、牙齿、鳃耙适应于摄取，而 胃、肠构造也适应于消化这种食物。
一些鱼类在肠与胃交界处有一些盲囊状的突起， 称为幽门盲囊。
幽门盲囊的组织学构造和酶含量等都与附近的肠 相似，说明它们的作用可能是用于扩大肠的表面 积。
肠道形态学
前肠
粘膜 粘膜下层 环肌层 纵肌层
前肠上皮组织
不同种类鱼的胃肠道结构
幽门盲囊 幽门括约肌
具有纵行褶皱 鳗鲡
鱼类消 虹鳟 化道的 几种类 香鱼 型
第三章 摄食和消化生理
主要内容：
1 鱼类的摄食活动； 2 摄食活动的调节； 3 消化器官、消化液和消化酶； 4 鱼类的消化和吸收 5 消化道的运动
第一节 引言
食物 粪便
营养物质
鱼类摄食过程所发生的系列行为
摄食是生命活动中最基本的部分
摄食要研究：吃什么，吃多少，什 么时候吃，吃下的食物能量如何分 配等问题
脑增食类信号分子
2、orexin
orexin-A和orexin-B
氨基酸序列长度
人
33
31
鼠
33
28
斑马鱼
47
28
尼罗罗非鱼 Orexin 前体基因在不同组织中的表达
Orexin对鱼类摄食的影响
斑马鱼经过长期饥饿后能够诱导下丘脑 Orexin 前体 mRNA 水平的显著增加； 金鱼注射 Orexin 后可明显促进摄食，并且 Orexin A 较 Orexin B 活性更强； 金鱼Orexin A 和神经肽 Y 在调控途径上存在共协同作用。
2、肉食性（canivores)
1）凶猛肉食性： 伏击型：乌鳢、鳗鲡 诱饵型：鮟鱇 搜索型：狗鱼 追击型：鲨
Giant moray
鳗鱼夫妇
2）温和肉食性：
滤食型：吃浮游动物；鳙、银鱼 吸食型：海马 吞食型：青鱼
黄金海马（HIPPOCAMPUS KUDA）
3、杂食性(omnivores) 鲤鱼，鲫鱼，泥鳅，罗非鱼
鱼类 摄食 方式 多种 多样
滤食 吞食 刮食 咬食
各种齿的形状
第二节 鱼类摄食活动调节
2.1 鱼类调控食物摄入的过程
2.2 环境因子对鱼类摄食率的影响
(a) Food intake (g/day wet weight) in relation to tank biomass (g) at temperatures of 18°C and 6°C in juvenile seabass. Russell et al. 1996. (b) Mean (±95% confidence intervals) morning feed intake (g/kg/meal) in Nile tilapia held at high (5.5 mg/l) and low (3 mg/l) dissolved oxygen Tran-Duy et al. 2008.
孵化后74至120小时，在扫描电镜观察下，上皮细胞 会形成刷状缘 (Figures 3(c) and 3(d）
肠道上皮组织化过程
二、消化液和消化酶
鱼类的口、咽和食道通常都没有消化酶，因此没有 消化作用。但它们能分泌粘液，润滑食物，便于吞咽。
消化液：胃液、胰液、胆汁和肠液
消化液和消化酶---胃液---盐酸
2.3 信号进入神经中枢系统调控鱼类摄食及 能量平衡
下丘脑
2.4 摄食的内分泌调节
脑增食类信号分子 脑抑食类信号分子
脑增食类信号分子
1、神经肽Y（Neuropeptide， NPY） 由36个氨基酸组成的多肽； 广泛存在于动物体中枢和外 周神经系统中，通过与受体Y1，Y2，Y3， Y4，Y5，Y6等结合发挥生物学作用。
消化器官---消化腺---胰脏
鱼类胰腺结构和其它脊椎动物一样包含2个主要部分: 外分泌腺和内分泌腺。
外分泌腺细胞形成管状，一端封闭，另一端开口于胃 肠道腔。
内分泌腺形成封闭的岛状结构。 内分泌腺分泌的物质-荷尔蒙首先释放到细胞外液，然
后进入毛细血管，通过血液循环到达靶组织。 内分泌腺中有4种不同细胞，分别分泌4种不同激素：
Common carp
shark
消化器官----食道
大多数鱼类的食道很短，内壁具粘膜褶，以 增强扩张能力。
食道壁的粘膜层有丰富的粘液分泌细胞，能 分泌粘液以助食物吞咽；有的还有味蕾。
消化器官----胃
靠近食道处为贲门部， 靠近肠的一端为幽门部。
胃壁的组织结构： 粘膜、粘膜下层， 肌层和浆膜。
消化器官----肠道
它是一种肽链内切酶，作用于酸性氨基酸和芳香族 氨基酸所形成的肽键，从而把蛋白质分解成蛋白䏡 和蛋白胨。
消化液和消化酶---胰消化酶
1.蛋白酶 胰蛋白酶类：胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、
羧肽酶和弹性蛋白酶
消化液和消化酶---胰消化酶---蛋白酶
一、食性或营养类型 鱼类大多为卵生，胚胎期和仔鱼期以卵黄为营养 稚鱼早期都以浮游生物为食 幼鱼期以后才有比较固定食物类型
成鱼的食性类型一般归纳为5种
1、草食性(herbivores)
吃水草：草鱼，武昌鱼 浮游植物：鲢鱼 底栖藻类：鲻鱼能以下位的口刮食泥底或岩石
等附着物上的底栖藻类和有机碎屑
胰高血糖素(α 细胞)，胰岛素 (β细胞)，生长激素抑制素 (ζ 细胞)，肠肽激素 peptide YY (PYY) (F 细胞).
鱼类肠道发育
斑马鱼：研究器官发育的模型生物。
斑马鱼胚胎在孵化5天后就形成，胚胎形成后，消 化系统就具备了功能及结构特征。
斑马鱼消化系统发育
斑马鱼消化系统发育经历三个阶段：
第三节 消化器官、消化液和消化酶
3.1 消化器官的结构和功能
脊椎动物胃肠道结构基本类似：由囊状的胃 与管状的肠道构成；
胃肠道形态学和肠道区域性结构在大多数动 物也是相似的；
不同动物之间或同种类动物之间，由于摄食 方式及食物类型不同，胃肠道的具体结构可 能会有很大差异；
肠道主要功能
渗透压调节； 抵抗细菌； 分解、运输及吸收食物与营养。
海水鱼调节胃酸的方式： (1)食物在胃中消化时不吞饮海水； (2)分泌过量的酸以酸化进入胃中的海水； (3)食道和幽门相互靠近，使海水通过胃的部位受到限制； (4)在胃粘膜上消化食物，胃蛋白酶和酸直接分泌在食物
的表面。
消化液和消化酶---胃消化酶