南极企鹅外周血细胞初步研究

 

肖博，罗清，张俊新，初春，宋智修

（天津海昌极地海洋世界，天津，300455）

 

        摘要: 2012年8月至10月,在天津海昌极地海洋世界采用Wright-Giemsa’s染色和Natt-Herrick's染色方法研究了南极企鹅( Pygoscelis antarcticus)外周血细胞。研究表明，外周血液分类为：红细胞、白细胞和血栓细胞。其中白细胞包括：异嗜性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞。测得红细胞平均大小（长径短径）为15.32μm×7.83μm，异嗜性粒细胞直径为(11.98±0.97) μm，嗜酸性粒细胞直径为(11.61±0.78) μm，嗜碱性粒细胞直径为(11.87±0.69) μm，淋巴细胞直径为(9.93±1.29) μm，单核细胞直径为(15.04±0.93) μm，血栓细胞直径为（6.96±0.79）μm。统计红细胞总数为(1.85±0.17)×10¹²/L，白细胞总数为(6.37±1.68)×10⁹/L。

        关键词: 南极企鹅；外周血细胞；形态学

A Primary Study on Peripheral Blood Cells of Pygoscelis antarctica

Xiao Bo, Luo Qing, Zhang Junxin, Chu Chun, Song Zhixiu

(Tianjin Haichang Polar Ocean World, Tianjin, 300456, China )

        Abstract: From August to October in 2012, this research provides a guide for study on hematology of Pygoscelis antarctica in Tianjin Haichang Polar Ocean World. The samples of peripheral blood was collected from Pygoscelis Antarctica and was examined by Wright-Giemsa’s stained smears  with light microscope. Three types of blood cells were encountered as follow: erythrocyte, leukocyte and thrombocyte. Leukocytes that were recognised included heterophils, eosinophils, basophils, lymphocytes and monocytes. The erythrocytes mean size was 15.32μm×7.83μm, the mean diameter of heterophils was 11.98±0.97 μm, the mean diameter of eosinophils was 11.61±0.78 μm, the mean diameter of basophils was 11.87±0.69 μm, the mean diameter of lymphocytes was 9.93±1.29 μm, the mean diameter of monocytes was 15.04±0.93 μm, the mean diameter of thrombocytes was6.96±0.79μm. Dilute the peripheral blood with the Natt & Herrick's solution. After discharged into the hemacytometer counting chamber, count the total number of red and white blood cells by light microscope. The erythrocyte counts were (1.85±0.17)×10¹²/L, and the leukocyte counts were (6.37±1.68)×10⁹/L.

        Key words: Pygoscelis Antarctica; peripheral blood cells; morphology

 

        企鹅是鸟纲、楔翼总目(Impennes)所有种类的通称。主要生活在地球的南半球，目前已知全世界的企鹅共有18种。近年来，随着我国旅游业的不断发展，全国各地兴建近80家水族馆、海洋世界。珍稀的企鹅是极地环境下的代表动物，其憨态可掬的外形受到广大游客的欢迎，因此各个海洋馆拟引进极地企鹅作为建设场馆的重点项目之一。我馆引进的企鹅品种为南极企鹅（Pygoscelis antarctica）又称帽带企鹅、颊带企鹅、胡须企鹅，属阿德利企鹅属(Pygoscelis)，因有一条黑色细带围绕在下颚而得名，主要分布在南极半岛北端西岸的南雪特兰群岛及亚南极岛屿。

        Bonatt等^[1]研究了阿德利企鹅属企鹅的外周血红细胞形态，并测得红细胞直径为(15.47±0.20)μm。目前，国内尚未有企鹅血液相关研究报道。为此，笔者对南极企鹅的血细胞进行显微镜观察，对其血细胞形态、数量、大小、白细胞分类等参数进行了观测和研究,旨在为相关人员在企鹅血液常规检测方面提供借鉴，进而有利于企鹅的健康状况评价和疾病诊断。

1.  材料与方法

1.1 材料

1.1.1 动物来源

        南极企鹅12只，6♀6♂，体重3.5kg~4kg。饲养环境为温度﹣5℃~﹣2℃，湿度60%~70%，水温3℃~4℃。试验动物均来自天津海昌极地海洋世界。

1.1.2 样品采集

        常规饲养条件下观察无异常，依据Sharon的方法^[2]，每只企鹅采血前空腹12h，由饲养员保定，碘伏-酒精消毒翅膀内静脉表面皮肤，后翅静脉采血3ml，装入含EDTA-K₂抗凝剂的采血管内，充分摇匀，以待检测。

1.2 方法

1.2.1 外周血细胞计数

        采集新鲜的静脉血后，通过Natt-Herrick's染液^[3]对血液稀释和染色，用血细胞计数板在显微镜（OLYMPUS CX31）40倍镜观察下统计红细胞和白细胞的总数。

1.2.2 外周血细胞显微结构观察

        以新鲜静脉血液制作血涂片，用Wright-Giemsa’s染液染色，在显微镜（OLYMPUS CX31）油镜（100倍）下进行血细胞的形态学观察和拍照。血细胞大小的测量以每只企鹅的血涂片在油镜的观察下，用测微尺随机测量100个血细胞的长径和短径以及细胞核的长径和短径的均值为测量结果。

1.2.3 血红蛋白含量与红细胞压积测定

        将采血管内的血液充分摇匀后，进行血红蛋白含量与红细胞压积的检测，采用血常规检测仪（NIHON KOHDEN MEK-6410C）读取结果。

2 结果

        血液指标测定结果见表1。

表 1　南极企鹅的部分血液指标（n=12）

Tab. 1　The hematological indices of Pygoscelis antarctica (n=12)

血液指标 hematological indices	平均值±标准差 Means ± SD
红细胞数 / ×1012/L erythrocyte count	1.85±0.17
白细胞数 / ×109/L leucocyte count	6.37±1.68
血红蛋白 / g/L hemoglobin	211.87±19.30
红细胞压积 / % Hct/PCV	27.78±1.92

 

2.1 红细胞

        南极企鹅的成熟红细胞与鸟类的红细胞基本一样，形态为椭圆形、双面凸出，并且最主要的特征为内含细胞核。红细胞平均大小（长径×短径）为15.32μm×7.83μm。细胞核呈椭圆形，位于细胞中央，平均大小（长径×短径）为5.90μm×2.96μm。经染色后细胞质呈淡红色，细胞核被染成深蓝紫色，细胞核中染色质密集(图版I-A)。在血涂片中偶尔可见晚幼红细胞，略呈圆形，细胞质嗜碱性，故染色偏蓝(图版I-B)。

表 2　红细胞的大小(n=1200)

Tab.2　The sizes of erythrocytes (n=1200)

参数 parameters	细胞长径 /μm long diameter  of cell	细胞短径 /μm short diameter  of cell	核长径 /μm long diameter  of nuclei	核短径 /μm short diameter   of nuclei
红细胞 erythrocyte	15.32±0.83	7.83±0.70	5.90±0.65	2.96±0.50

 

2.2 白细胞

        跟其他鸟类一样，南极企鹅的白细胞可分为异嗜性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞5种。白细胞分类统计百分比见表3，异嗜性粒细胞在白细胞分类中占比例最大。

表3 白细胞分类计数（n=12）和各类白细胞的大小(n=1200)

Tab.3　Differential leucocytes counts(n=12) and the sizes of different leucocytes (n=1200)

参数 parameters	异嗜性粒细胞 heterophile	嗜酸性粒细胞 eosinophil	嗜碱性粒细胞 basophilia	淋巴细胞 lymphocyte	单核细胞 monocyte
百分比计数 /% percentage count	75.84±8.26	1.03±1.96	0.71±0.86	18.61±7.77	3.77±2.47
细胞直径 /μm diameter of cell	11.98±0.97	11.61±0.78	11.87±0.69	9.93±1.29	15.04±0.93
核直径 /μm diameter of nuclei					10.61±1.23

 

2.2.1 异嗜性粒细胞

        异嗜性粒细胞在白细胞中占(75.84±8.26)%，细胞直径为(11.98±0.97) μm。细胞近似圆型，视觉效果上比扁椭圆形的红细胞略大。细胞核多分叶，通常为二分叶，核常偏位，染成紫红色。细胞质内充满被染成红色的杆状或纺锤形的颗粒，大小不均等的颗粒密集分布于细胞核周围，见图版I-C。

2.2.2 嗜酸性粒细胞

        嗜酸性粒细胞在白细胞中占(1.03±1.96)%，细胞直径为(11.61±0.78) μm。细胞常呈圆形或椭圆形，细胞核多分2叶或呈肾形，染成蓝紫色。此类细胞最大的特征为细胞质内充满大量圆形、均匀、排列紧密的橘红色嗜酸性颗粒，颗粒将细胞核挤到细胞边缘(图版I-D)。

2.2.3 嗜碱性粒细胞

        嗜碱性粒细胞在白细胞中占(0.71±0.86)%，细胞直径为(11.87±0.69) μm，与嗜酸性粒细胞大小相近。细胞常呈圆形或椭圆形，边缘呈锯齿状。胞体被深紫色圆形颗粒所覆盖，颗粒大小不等、分布不均。核较大，形状多样，但由于紫色圆形颗粒覆盖不易观察到(图版I-E)。

2.2.4 淋巴细胞

        淋巴细胞在白细胞中占(18.61±7.77)%，分为大淋巴细胞和小淋巴细胞，细胞直径为(9.93±1.29) μm。大淋巴细胞呈圆形或不规则形状，有时可见放射状突起，附着在周围的红细胞上，核大、稍偏于细胞一侧，呈紫红色，胞浆稀少，染成蓝色(图版I-F)。小淋巴细胞呈圆形，有明显的伪足样突起，细胞核较大，占细胞的3 /4以上，被染成深蓝紫色，胞浆呈弱碱性而被染成蓝色(图版I-G)。

2.2.5 单核细胞

        单核细胞在白细胞中占(3.77±2.47)%，细胞直径为(15.04±0.93) μm，核直径为(10.61±1.23) μm。胞体大多较大，呈圆形或不规则形，核较大，占整个细胞1/2 到3/4，核有圆形、椭圆形、半圆形、肾形、花生形、马蹄形等，偏居细胞一侧，染成紫色。胞浆丰富，染成天蓝色，颜色比淋巴细胞胞浆略浅，偶尔可见一些小突起，细胞质中常出现一些大小不均的空泡(图版I-H)。

2.3 血栓细胞

        血栓细胞是血液里体积最小的一种细胞，三五成群或单个存在，其大直径为（6.96±0.79）μm, 细胞呈圆形或不规则形，边缘不整齐，有少量突起。细胞核占整个细胞的大部分，染色质致密，呈紫色。胞浆与细胞核的比例为1:4，染色成淡紫色，着色浅，偶见微量紫色颗粒，甚至有时观察不到胞浆(图版I-I)。

3 分析与讨论

3.1红细胞

        企鹅的红细胞与人和大多数哺乳动物两面微凹圆盘状、无核的红细胞有明显不同。核居中,约占细胞体积的1/2，核染色质聚集呈数个紫黑色团块。在显微镜观察时，偶尔可见晚幼红细胞，为卵圆形，比成熟红细胞略小。南极企鹅和白眉企鹅（Pygoscelis papua）同属于阿德里企鹅属，依据Hawkey等 ^[4]测定白眉企鹅的血液学指标为：红细胞总数统计范围（1.40-1.90）×10¹²/L，本实验红细胞总数统计结果未超出白眉企鹅血细胞总数统计范围，增加本研究结果的可靠性。

        Bonatto 等测量南极企鹅红细胞直径为(15.47±0.20) μm，与本文测量结果仅差0.15μm，又增加了本研究结果的置信度。红细胞的大小是动物进化的一个标志，但它与生态环境有一定的关系。Organ 等^[5]通过对鸟类血细胞的研究，发现红细胞的大小与其飞行能力有一定的相关性。红细胞表面积的大小直接影响携氧运输机能，对呼吸影响很大，进化越高等的动物红细胞越小，数目越多，而低等动物则大而少。企鹅是从飞行鸟类进化而来，翅膀为楔形，在水中游动速度快，极大的运动量要求其血红细胞携氧能力强。根据实验数据可见，每只南极企鹅的红细胞大小均值相似，可以判断其红细胞大小与性别、年龄、体型关系不大。

3.2白细胞

        异嗜性粒细胞相当于哺乳动物的中性粒细胞，细胞核多份两叶。异嗜性粒细胞易破碎，破碎后，可见大量异嗜性颗粒散在细胞核附近。Stoskopf 等^[6]通过组织化学的研究得出异嗜性颗粒为溶酶体，具有消化病原微生物的功能。

        嗜酸性粒细胞与嗜碱性粒细胞在南极企鹅的血液中很少被发现，因此数据采集工作相对耗时较长，但突出的结构特征使这两类白细胞容易区分和辨认。依据Clark 等^[7]研究此两类白细胞在功能上也有所差异：嗜酸性粒细胞具有吞噬杀伤血液中的细菌和寄生虫，并参与调节超敏反应；嗜碱性粒细胞与组织中的肥大细胞功能相似，内含组胺、肝素、血栓细胞活化因子等，并对血清因子、激肽释放酶等化学物质有趋化作用。

        大淋巴细胞与小的单核细胞在白细胞分类计数中常常很难区分，归咎于这两种主要的非粒性白细胞形态差别很小。大淋巴细胞的核与单核细胞的核均不规则地偏一侧，但前者核染色质紧密而均匀，核仁消失，胞浆成蓝色，偶尔可见紫红色颗粒。单核细胞比大淋巴细胞略大，核染色质疏松，胞浆丰富成天蓝色，比大淋巴细胞胞浆颜色略浅，内常有空泡形成。

3.3血栓细胞

        企鹅血栓细胞的功能与哺乳动物的血小板一样具有凝血作用，但其形态与血小板相差甚远，血栓细胞有核，体积比血小板略大。在白细胞分类计数时常常受到血栓细胞的影响，其原因为小淋巴细胞的形态与血栓细胞形态、大小十分相似，在观察不仔细的情况下容易混淆。辨别方法为成熟的血栓细胞边缘不整齐，胞浆不明显，并依据Dein报道胞浆内经常可见少量嗜酸性颗粒^[8]。而小淋巴细胞的胞浆清晰呈蓝色，并可见伪足状突起。

 

参考文献

[1] Bonatto C C, Magalhães B S, Branco J O, et al. Shape and size of red blood cells from the Pygoscelid penguins of Antarctica using atomic force microscopy[J]. Polar Biol, 2009, 32(2): 287-293.

[2] Sharon P. Blood sampling techniques in Penguins[G] // New Orleans, America: IAAAM 31st Annual Conference Proceedings, 2000: 616-617.

[3] Natt M P, Herrick C A. A new blood diluent for counting the erythrocytes and leucocytes of the chicken[J]. Poultry Science, 1952, 31(4): 735-738.

[4] Hawkey C, Samour J, Henderson M, et al. Haematological findings in captive gentoo penguins (Pygoscelis papua) with bumblefoot[J]. Avian Pathology, 1985, 14(2):  251-256.

[5] Organ C L, Shedlock A M, Meade A, et al. Origin of avian genome size and structure in non-avian-dinosaurs[J]. Nature, 2007, 446(7132): 180-184.

[6] Stoskopf M J, Neely E. An introduction to avian hematology for veterinary technician[G] // Portland, America: Assoc. Zoo Vet. Tech., 1982: 85-93.

[7] Clark P, Boardman S J, Raidal S R. Atlas of Clinical Avian Hematology[M]. London, United Kingdom: A John Wiley & Sons Ltd, 2009: 120-123.

[8] Dein J. Avian hematology[G] // Teaneck, America: Assoc. Avian Vet., 1982: 5-29.

 

http://s2/mw690/001wa15qty6JJ6sbqSdf1&690

图版 I 南极企鹅的血细胞显微形态

A. 红细胞(×1000)；B. 晚幼红细胞(×1000)；C. 异嗜性粒细胞(×1000)；

D. 嗜酸性粒细胞(×1000)；E. 嗜碱性粒细胞(×1000)；F. 大淋巴细胞(×1000)；

G. 小淋巴细胞(×1000)； H. 单核细胞(×1000)；I. 血栓细胞(×1000)

Plate I Morphology of blood cells in Pygoscelis Antarctic

A. erythrocyte(×1000); B. orthochromatic normoblast(×1000); C. heterophil(×1000);

D. eosinophil(×1000); E. basophil(×1000); F. large lymphocyte(×1000);

G. small lymphocyte(×1000); H. monocyte(×1000); I. thrombocyte(×1000)

 

——发表于《野生动物学报》2014年（第35卷）第1期。