再談氣泡病

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很早以前，南太平洋一個群島上的專門潛水采集珍珠的當(dāng)?shù)鼐用裰校?jīng)常有人會生一種名叫“taravana”的怪病。這種病來得很突然，患者感到頭暈、惡心、煩躁、神經(jīng)麻痹，嚴重的甚至?xí)劳?。大夫們發(fā)現(xiàn)，采珍珠的人要潛到距離海面35 米的深處，有時候，下潛深度竟然達到50 米。所以，他們認為這種怪病肯定跟潛水有關(guān)，所以就給這種病起了一個名字--潛水病。

一、潛水員為什么會生潛水??？什么又是潛水病呢？

要弄明白這一點，就必須從頭說起。

在醫(yī)學(xué)上，潛水病又被稱作減壓病。因為在深水中，潛水員受到的海水壓力非常大，水深每增加10 米，人體上受到的壓力就要增加一個大氣壓(1 大氣壓=1010.8 帕)。在這種情況下，從空氣中吸入氧、氮及其他氣體的量增加。由于氧不斷在體內(nèi)消耗，通常不會在體內(nèi)聚積。但溶于血和組織中的氮和其他氣體就聚積了，空氣中氮氣就會大量溶解到人體組織中。潛水員在空氣壓力較高的環(huán)境下呼吸，這些氣體只能經(jīng)血液循環(huán)通過肺排出體外。由肺排出的過程需要一定時間。

當(dāng)潛水員上浮時，從水下上升時，外部壓力隨之減小，若上升速度太快，海水壓力一下子減少了，不足以維持這些氣體溶解于血和組織，溶解在人體組織的氮氣就會在肌肉、血液、關(guān)節(jié)等處形成許多微小的氣泡，從而引起關(guān)節(jié)疼痛、頭疼、神經(jīng)障礙、組織壞死，嚴重的會引起癱瘓甚至死亡。

潛水時，從深水處上升到水面，人從高壓環(huán)境到低壓環(huán)境可能形成氣泡，產(chǎn)生潛水?。p壓病、沉箱病、高空病），它是由于溶解于血液或組織內(nèi)的氣體形成氣泡阻塞血流或產(chǎn)生疼痛及其他癥狀的疾病。

二、空氣栓塞

（氣體栓塞）是指血循環(huán)中的氣泡阻塞血管，常見于潛水者從水下上升時，肺內(nèi)空氣隨壓力降低而膨脹，使血流中出現(xiàn)氣泡。

空氣栓塞是由于保持在肺內(nèi)的空氣膨脹使肺過度擴張，空氣逸入血管形成氣泡。如果氣泡阻塞了腦血管，就會引起類似中風(fēng)的后果。空氣栓塞是非常緊急的情況，可能導(dǎo)致潛水者死亡。

空氣栓塞最常見于用呼吸器的潛水者，常常由于空氣耗盡，自深水處用屏氣上升時。在慌亂中，潛水者可能忽略了自主吐氣，上升時空氣在肺中膨脹。如果一個人有外來空氣源，他在水下吸入一口氣，上升時未順利吐出，即使在游泳池里也可能發(fā)生空氣栓塞。

三、與潛水深度相關(guān)的吸入氣體

1907 年, 美國科學(xué)家阿爾登等人初步弄清了減壓病的致病機理。阿爾登還發(fā)現(xiàn)，下潛深度如果不超過12.5 米，潛水員可以直接浮出水面。超過12.5 米，就要按照預(yù)定的計劃慢慢上浮，以便讓溶解在組織中的氮氣緩緩釋放出來，最終排出體外，或干脆進入減壓艙進行減壓處理。科學(xué)家先將減壓艙內(nèi)的氣壓慢慢升到一定高度，然后再把氣壓緩緩下降，以預(yù)防減壓病的發(fā)生。如果已經(jīng)患上潛水病，則可以進入減壓艙進行治療。

從那以后，科學(xué)家對潛水病作了大量的研究，發(fā)現(xiàn)如果以氦氣代替氮氣，讓潛水員呼吸氦和氧的混合氣體，他們的潛水深度將達到100 米。如果讓潛水員呼吸氫、氮和氧三種氣體組成的混合氣體，潛水的深度將達到520～534 米。

四、水生動物氣泡病的研究簡況

潛水員從深水中被驟然提升到水面, 就會因壓力突然減少使血液中的溶解氣體以氣泡狀態(tài)游離出來, 阻塞了血管造成死亡。魚類也有類似的疾病, 稱為“ 氣泡病” 、“ 減壓病” 或“ 氣體栓塞病” 。

人類對魚類氣泡病的認識比較晚。在十九世紀外國科學(xué)家Gorham (1898,1899 )、Marsh (1903、1904) 在woods Hole水族館, 注意到幾個水族中明顯健康的魚, 突然失去平衡, 不規(guī)則的游動, 在幾小時內(nèi)死亡。魚的角膜下有氣泡, 眼球突出。氣泡也出現(xiàn)于口腔粘膜、鰓和鰭中, 血管和心耳中含有游離氣體。死亡是由于氣體過飽和, 心臟與大血管內(nèi)形成的氣泡阻塞了血液流通造成的。Gorham和Marsh把這種病歸之于水族箱內(nèi)不正常的氣體含量。經(jīng)分析組織和血管中的氣體90~92%是氮, 其余為氧。他們猜想血紅蛋白可以與氧結(jié)合以其溶解狀態(tài)被除掉, 因而改變了氣泡中的氧氮比例。

Beiningel 和Ebel (1917)報道了水庫溢水口引起的氣泡病成了美國哥倫比亞河和斯內(nèi)克河水生有機體存在的限制因子。另一些人 (Marcello和Strawnz1972 )報道了在溪流發(fā)電廠和原子動力工廠的熱影響下魚類發(fā)生的氣泡病。1978年大連水產(chǎn)學(xué)院報道了冰下高溶氧造成的魚類氣泡病。

除魚類外也有人報道了龍鰲蝦(Homarus )和鱟、貝類、水媳以及海蜘蛛等都對氣泡病敏感。綠藻的發(fā)展是引起氣泡病的原因。Hughes (1968)報道了龍蝦氣泡病是由于孵化場空氣的滲漏。Melouf(1972 )等記述了三種雙殼貝類的氣泡病, 并認為病的發(fā)生是在密閉的熱交換器中加熱冷海水使氣體飽和度增加造成的。helrord和Allee (1913 )也指出過飽和水的溫度增加將使水內(nèi)氣體過飽和。

五、氣泡病發(fā)生的原因

已查明水中溶解氣體過飽和是引起水生動物氣泡病的根本原因。

按物理定律，氣體在液體中達到平衡時的量與絕對壓力成正比, 而與絕對溫度成反比,

（液體壓強越大，氣體溶于液體的溶解量更大。溶解量受溫度與壓強影響。溫度越高，分子的熱運動越劇烈，分子動能也越大，于是溶解得就少了。至于壓強，就像在水面上用個塞子把氣體往下壓。）

當(dāng)飽和度超過110%時, 魚類就無法適應(yīng)而發(fā)生氣泡病死亡。

魚類在正常呼吸過程中, 通過鰓從水中吸取溶解氣體, 這些氣體在血液中通常是處于溶解狀態(tài),并通過循環(huán)系統(tǒng)供應(yīng)全身組織。如果在氣體飽和狀態(tài)的魚類游到淺水處壓力較低或表層水溫高的地方，其血液和組織中的溶解氣體傾向于新條件下的平衡。如果壓力變化太快, 超過了血管中氧氣向環(huán)境擴散的速度, 一部分氣體就會從溶解狀態(tài)回復(fù)到氣體狀態(tài)，當(dāng)血液中析出的氣泡阻塞了主要血管, 就發(fā)生了栓塞, 使魚類致死, 這便是所說的氣泡病。

過飽和的氮氣與氧氣是引起氣泡病的主因，其他溶于水中的氣體尚有氫氣與二氧化碳等，但是含量較少，且二氧化碳進入血中之后多數(shù)會與鈣鹽等結(jié)合，因此不易形成氣泡阻塞血管。在臺灣多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖的水源是地下水，若將地下水(尤其是深度超過90公尺)抽出后直接導(dǎo)入魚池中，而沒有經(jīng)過減壓是曝氣處理，會使地下水中的氮氣迅速被釋出，進入魚體組織內(nèi)而發(fā)病。這時地下水中含氮量不一定過飽和，而是因為沒有曝氣或減壓所造成。

另外，有些地區(qū)的土壤就含有多量硝酸鹽化合物，使該地區(qū)之地下水就含有過飽和氮氣，以這種地下水為魚池水源也易引起氣泡病。春季時，在自然情況下池水中也較易累積大量氮氣，這些氮氣的來源是水中有機物被分解成游離氨，之后轉(zhuǎn)換成硝酸，再經(jīng)去硝化作用成亞硝酸，最后亞硝酸再被分解所產(chǎn)生(Warren，1981)。

造成水中溶解氣體過飽和的原因很多, 根據(jù)國內(nèi)外的研究, 主要有以下幾種:：

1．溢洪道放水, 河水被過度充氣。美國太平洋沿岸北部哥倫比亞河流域是美國主要的大麻哈魚產(chǎn)區(qū), 由于溢洪道放水過度充氣, 使降河的大麻哈幼魚大量死亡, 幾乎毀掉了大麻哈漁業(yè)。在養(yǎng)魚運魚過程中類似溢洪道放水造成的氣體過飽和也可引起氣泡病。

2．發(fā)電廠包括原子核發(fā)電廠排出的廢熱水。一般水溫每增加1℃, 水中過飽和狀況增加2.5%, 如溫度從5℃ 增到1 5 ℃，水的過飽和程度將達到12 6%。當(dāng)魚類從溫度較低的水, 游入較高的水, 就會導(dǎo)致氣泡病的發(fā)生。

3．植物的光合作用在無風(fēng)的天氣, 往往使充滿水生維管束植物或浮游植物豐富的池塘發(fā)生氣體過飽和而導(dǎo)致魚類氣泡病的發(fā)生。這種現(xiàn)象在我國以施肥為主的家魚, 夏花和魚種養(yǎng)殖階段?？煽吹健Ｆ浒Y狀是魚苗腸管充氣,漂浮水面, 無法下沉, 可造成魚苗、魚種大批死亡。在水族箱里養(yǎng)金魚, 如果水中放了水草或浮游植物較多, 在太陽下曬久了, 就可使金魚患氣泡病, 主要癥狀是魚的尾鰭膜內(nèi)有許多氣泡, 故特稱“ 焦尾病” 。

1 978年3月和1980 年2 月大連水產(chǎn)學(xué)院金州漁場越冬池發(fā)生了鰱、鳙、草、魴、等親魚的氣泡病, 造成大批死魚。1978年冰下水中溶氧25.15毫克/升(3℃ )。病魚鰭、血液充滿氣泡,動脈球擴大變形, 鰓膨脹, 部分病魚眼球突出, 這是由于在水表結(jié)冰, 水體透明度增加, 浮游植物產(chǎn)生的多余氧氣不能逸出, 積累在水中。當(dāng)春季水溫升高, 降底了氣體在水中的溶解度, 就增加了氣體在水中的飽和度, 加以冰開始融解, 水中溶解氣體驟然逸入空氣中, 水中的氣體飽和度突然下降, 魚體內(nèi)的溶解氣體擴散得沒有這樣快, 就以氣泡狀態(tài)游離而出, 發(fā)生了氣泡病。

六、氣泡病的發(fā)生和環(huán)境的關(guān)系

1．過飽和度：只有當(dāng)水中總?cè)芙鈿怏w達到一定飽和度時, 才能引起氣泡病。根據(jù)Meleo d (1978)對成體油鯡的研究, 在氮飽和度100%和105%時, 魚的外部和內(nèi)部器官無氣泡, 但活動有明顯的變化; 在氮的飽和度從100%上升到110%時, 魚體色變暗黑, 粘膜脫落, 游動反常, 比對照組興奮。其行為的變化與105%飽和度時觀察到的相似。尸體解剖在一些病例中表現(xiàn)出腸管、幽門垂, 偶然鰓蓋部發(fā)生栓塞。96小時內(nèi)死魚2條(試驗魚, 對照魚各6條)。但飽和度110%時氣泡病的癥狀不是在所有魚中出現(xiàn)。在氮飽和度115%時,有同樣的行為變化, 一些鰭或所有鰭有明顯的氣泡, 有時氣泡也出現(xiàn)于眼睛。尸體解剖腸和幽門垂內(nèi)有3~5毫米的氣泡。在氮飽和度120%和130%時, 伴隨著典型的氣泡病征狀在24小時內(nèi)死亡, 魚類表現(xiàn)出明顯的眼球突出, 在幽門垂、腸、眼、鰓蓋、口蓋、背鰭上皮、腸系膜和鰓小動脈廣泛地發(fā)生栓塞。在兩個例子中, 由于栓塞的存在, 動脈球大為擴張。

2. 氧、氮比例(O2/ N 2 )和二氧化碳

氣泡病是在總?cè)芙鈿怏w超過魚類能忍受的飽和度時形成的。

在總飽和度130%時, 低的O2 /N2比例, 死亡得更迅速;

如果池塘水質(zhì)肥沃, 光合作用強烈, 在無風(fēng)的天氣, 溶氧將增多, 總?cè)芙鈿怏w壓力將增加, 氧、氮的比例將變大。增加了總的氣體過飽和程度就會引起水生動物較多的死亡并縮短其L T50; 相反的, 氧量的增加(氮減少) , 如總氣體飽和度相同, 將減少死亡率和增加其LT50 。如果總氣體飽和度相同, 氮濃度增加, 氧減少, 將增加魚的死亡率和縮短其LT50。

在許多情況下, 氮氣在氣泡中的氣體含量中占較大的比重, 甚至在植物光合作用造成的氧氣過飽和條件下發(fā)生的氣泡病, 氣泡中的氧、氮比例也不跟環(huán)境一致。這不僅因為各種氣

體在血液中的溶解度不同, 更重要的是溶解氧氣在血管里可以與血紅蛋白結(jié)合而被除掉, 因而降低了血液中氣體的總壓力和氧、氮比例。至于鰓中的氣體, 據(jù)1980年對金州漁場患氣泡病鰱魚、草魚的分析, 氧氣都只占2.9%, 這可能因為鰾內(nèi)的氣體分沁腺和毛細管網(wǎng)叢起著調(diào)節(jié)氣體成分的作用。在淺水中生活的魚類, 鰾中的氮氣都比空氣中的氮氣比重為大。雖然魚類不斷把呼吸的廢物二氧化碳送入血液中, 但由于二氧化碳的高溶解度、與鈣鹽和血液中其他成分的結(jié)合而重要性很小。而氮氣是一個惰性元素, 在大氣條件下和血液中, 它的溶解度很低, 達到過飽和較快, 在水中高氣體張力下不引起氣體栓塞, 但張力的迅速改變則可能產(chǎn)生氣泡病, 主要因為體內(nèi)氣體向體外擴散得緩慢, 不能維持魚體內(nèi)外壓力的平衡。這與在壓縮空氣下工作的人突然回到大氣壓力下發(fā)生的減壓病道理相同。

3．水溫

在過飽和水中, 溫度對魚的存活有一定影響, 這取決于魚的種類和總?cè)芙鈿怏w壓力。國外的許多用魚類做的氣體栓塞實驗多用鮭科冷水魚進行, 當(dāng)溫度升高時對魚類的致死有協(xié)同作用。如果在一個水體中氣體過飽和程度對魚類尚如于安全階段, 水溫就是一個起重要作用的因素。一般說, 水溫每增加1℃, 水中空氣的飽和度將增加2.5%，

4．水深

在氣體過飽和的資料中, 所有溶解氣體的測定, 都是以大氣壓條件下表層水的情況為基準的。如果一個水樣是從10 米深處采得的, 溫度為13℃, 每水升含氮2 6.5 毫克, 那么就稱為150%的飽和度。但根據(jù)絕對壓力, 除1個大氣外, 還應(yīng)加上10 米深的水的壓力, (增加1

個大氣壓) 這樣在測點上, 就只有75%的飽和度。不難想象, 這時魚血液中的溶解氣體, 也應(yīng)與環(huán)境維持一致, 才能獲得內(nèi)外壓力的平衡。

Leham (1973 )推測110%的氣體濃度是魚類對氣體過飽和水適應(yīng)的閾值。當(dāng)河流的氣體含量為110%時, 魚類可進入任何深度而不受害, 當(dāng)水體為120%氣體飽和度時, 臨界深度下降到1.07 米, 此處氣體的含量是110%飽和度, 在這個深度以下, 魚類不會受害; 在130%

飽和度時, 臨界深度是2.0 3 米; 而在140%飽和度時, 臨界深度的界限則為3.05 米。

魚類在過飽和水中, 有主動游入深處安全區(qū)的能力。所以只要水體有一定的深度, 魚類就不會受害。近年來改變了越冬魚池的管理方法即不再打冰眼,這樣不利于過飽和曝氣。越冬池水深要保持。

七、魚類的種類與氣泡病

不同種的魚類中, 氣泡病的癥狀是不同的。在鯉和歐鯉(carassius) 的第一癥狀是在鰭膜內(nèi)出現(xiàn)泡囊或者眼球突出, 在高體鳑鲏(Rhodeus Qcellatus ), 第一個癥狀表現(xiàn)為鰭上的氣泡。在青鳉, 由于鰾聚集氣體而使腹部膨脹, 腸道以及或者腹腔產(chǎn)生顯著的浮力使魚體漂浮在水面。日本鰻, 最初有幾個小的充氣隆起出現(xiàn)在頭部。

青鳉特別它的魚苗和幼魚死亡的原因是由于鰾、腸和腹腔聚集氣體的擴張把腹壁劃破引起的, 但其他魚的死亡, 一般由于循環(huán)系統(tǒng)氣休栓塞造成的窒息。在臨死以前魚類表現(xiàn)為心臟擴大, 氣泡聚集于圍心腔,腸內(nèi)和主動脈下行的部分充氣; 更進一步, 由于小血管經(jīng)不住超量氣體的壓力而破裂, 造成了腦小出血。在鯉魚, 很少看到氣體栓塞的外部癥狀, 但象其他魚一樣, 內(nèi)部血管充滿了氣泡。

八、氣泡病診斷

在臨床上要診斷氣泡病并不太困難，仔細檢查病魚之外觀，特別是鰓蓋皮膚及眼睛的角膜有無氣泡，或是眼球向外突出。另外，取病魚鰓絲作成鰓壓片鏡檢，在血管中可看到氣體栓子，鰓絲可能會呈現(xiàn)腫脹或是滲血。接著了解養(yǎng)殖池的管理情況，池中植物性浮游生物是否過多？業(yè)者是否將抽出之地下水直接導(dǎo)入池中？如此便可判定引發(fā)氣泡病的原因，由病源著手改善，方可杜絕本病再發(fā)生。如果想要知道養(yǎng)殖池中氣體是否過飽和？則必須經(jīng)過檢測與換算。公式如下：
水中總氣體飽和度＝〔（大氣壓＋氣體飽和度）／大氣壓〕×100

如果病魚的氣泡在皮膚、鰭上出現(xiàn), 很易看到, 這時可換水或把魚放入新水中, 如果損害不嚴重, 就可完全恢復(fù)。

開冰眼，勤觀察。增加溶氧檢測。（當(dāng)在沒有測氧條件的越冬池，只觀察水中各種生物活動情況也不易發(fā)現(xiàn)此病，往往死魚后才發(fā)現(xiàn)得了氣泡病）。水體溶氧量大于每毫升20毫克時，應(yīng)向池中注水，水泵揚水，以降低水中溶氧量，預(yù)防魚類氣泡病的發(fā)生。

暖冬時節(jié)，陽光明媚，水淺、冰透明度好，浮游植物豐富，前期一直不缺氧的越冬池，一定要注重氧氣的過飽和。

以防為主，一旦發(fā)現(xiàn)死魚，要立即注水，可起到應(yīng)急效果。

(高揚研究員銀川興慶區(qū)畜牧水產(chǎn)站)

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