蝦隻消化系統概論及疾病

先前我們分享了一系列腸道菌與蝦隻之間的關係,其中不少研究表示腸道菌與蝦隻飼養的水體環境有關。這是因為蝦類是透過撿食和過濾水中微生物或有機碎屑作為營養來源,環境中無論是有益或有害的因子容易藉由消化道進入,進而影響腸道菌。我們知道蝦類養殖上的首要任務就是餵養食物,使蝦子快快長大,並避免疾病的發生。這兩件事都與消化系統有著密切的關係。健康的消化系統可以充分吸收飼料中的養分,使蝦快速成長,且維持健康的腸道菌叢,可以增加對疾病的抵抗力。然而,蝦隻除了飼料還吃什麼?吃了飼料為什麼還會生病?消化道生病的時候蝦隻發生了什麼事? 蝦類的消化系統與我們所熟知的哺乳動物消化系統有很大的不同,因此,本週我們將進一步介紹蝦類的消化系統以及消化系統發生疾病時的狀況。

蝦類進食方式主要透過撿食和過濾,因此消化系統則發展以磨碎食物和過濾為主。蝦隻進食時會利用步足將食物環抱,並經由顎足將食物送進口器 (Mouth parts) 中再進入內部消化器官 (Digestive system)。內部消化器官分為三個區域,前腸包括食道和胃,其蛻皮時會脫落一層表層;中腸則包括固有的腸 (背盲腸和後盲腸) 以及肝胰腺;最後是益生菌主要定殖的後腸,其蛻皮時亦會脫落一層表層 (圖一)。

在食道的入口處,食物由粘液腺分泌的粘液潤滑食物,而蝦隻食道短,後續將利用內部消化器官進行食物分解及吸收。食物首先經食道進入前腸區域,而此區域分為兩個部分,前區的賁門胃 (cardiac stomach) 具有側齒及中齒可以物理性的磨碎食物,並且與一些含有酵素之消化液進行化學性分解,此時食物分成兩個部分。液體的部份經由濾器進入濾道進入肝胰腺與其內消化液混合,再進入中腸進行消化及吸收,部分液體會經由前背盲腸再回到賁門胃協助食物消化;而在賁門胃形成的食糜則往後方的幽門胃 (pyloric stomach) 將食糜壓實,並且中腸部分液體亦會經由幽門胃後方的開口回流至幽門胃,以加速食糜的消化 (圖二) 其特殊的消化過程可能是因為蝦類的腸道內部絨毛及褶皺較少且腸道長度較短,藉由肝胰腺、中腸及前背盲腸將帶有消化酵素的液體送回前方胃部,則可大幅提升食物的消化作用,進而增加腸道吸收效率。

消化道的疾病包括有早期死亡綜合症 (EMS)/急性肝胰臟壞死綜合症 (AHPND)、白便症候群 (WFS) 以及微孢子蟲感染等。以下我們以兩篇文獻回顧為例,大略說明肝胰腺及腸胃道在疾病侵害下之組織狀況。

第一篇美國研究 (https://doi.org/10.3354/dao02621) 約一個月大 (蝦重 0.5-2 克),利用浸泡哈維氏弧菌 (Vibrio harveyi) 於肝胰腺的病理狀況,由組織切片可以看到與正常的組織相比 (圖三、A) 在急性發病時期肝胰腺出現上皮脫落 (圖三、B),感染 48 小時可於肝胰小管觀察到血淋巴浸潤且細胞核腫大 (圖三、C),最終,於感染 72 小時後看到致病菌定植於管腔的狀況 (圖三、D,BC處)。也因此在現場我們會看到,在疾病初期肝胰腺腫大、變白最後因細菌感染嚴重而糜爛萎縮。

第二篇由泰國研究團隊 (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0135783) 利用一個月大 (蝦重 2-3 克) 的蝦苗,餵食帶有哈維氏弧菌 (Vibrio harveyi) 的豐年蝦,觀察感染時間不同腸胃道組織的變化。在感染後1.5個小時,還沒有觀察到粘附在胃壁表面的細菌(圖四、A),但是觀察到許多細菌細胞與附著在胃表面的食物混合在一起(圖四、B)。而在感染後6小時候,發現許多單個形態型的棒狀細菌牢固地附著在胃壁表面的某些部位(圖四、C)以及中腸的上部和中部區域(圖四、D)。此時使用更高放大倍數觀察到的細菌表明它們具有相互連接的極生鞭毛(圖四、E),以及發現細菌嚴重破壞了上皮層(圖四、F)。而中腸下方至後腸的區域仍未發生細菌定殖(圖四、G),或帶有附著在微絨毛上的一些細菌細胞(圖四、H),其附著在後腸襯裡的桿狀細菌的散落簇(圖四、I)。但在感染後24小時,被感染蝦胃中的細菌數量急劇增加(圖四、J),且發現密集的細菌覆蓋了前中腸的上皮(圖四、K-L)。

以上資料我們可以看到蝦隻消化過程是經由胃部、肝胰腺及腸道,而因為蝦隻於水中攝食,容易將水中環境連同食物帶入消化系統,因而這些器官也是蝦隻在生病時主要的病灶。此外,蝦隻的腸道會隨著蛻皮時一併脫落表層,此種現象可能造成固有腸道菌的更替,若此時環境不佳或蝦體較虛弱,則容易造成壞菌定殖,使蝦隻生病的機率增高。而在疾病侵襲消化系統時,都會破壞上皮層,此時就會造成蝦隻食慾不振,並且出現紅腫等發炎現象,最後在嚴重感染時細菌就會定殖在組織造成器官損壞,嚴重則導致死亡。綜上結果,蝦隻養殖在環境管控降低污染是非常重要的,但水體管控不易,為了維持蝦隻健康,應時常保有腸道的健康,使蝦隻面臨於環境變動及蝦隻蛻皮時可以健康長大並減少養殖風險。

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#環境要顧腸胃道也要顧
#蝦兵樂有效抑制弧菌

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