Anatomical, histological and histomorphometric study of the intestine of the northern pike (Esox lucius)

Document Type: Anatomy- Biochemistry

Authors

1 Department of Basic Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran

2 Department of Basic Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran.

3 Department of Food Hygiene and Quality Control, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran

Abstract

Background: The northern pike Esox lucius is a fresh water species belonging to the Esocidae family. It is a carnivorous fish which mostly feeds on invertebrates and fishes. The morphology of its intestine is very useful for understanding the fish’s digestive physiology, diagnosing some intestinal diseases and formulating suitable feeds. OBJECTIVES: This study was designed to determine the anatomical, histological and histomorphometric properties of the intestine of E. lucius. METHODS: The intestines of five E. lucius were examined in this study. After anatomical dissection, the histological specimens were taken and fixed in 10% formalin. Then, tissue passages were stained with hematoxylin-eosin, and Masson’s trichrome. RESULTS: The anatomical examination showed the short intestine with intestinal coefficient 0.68±0.09 in E. lucius which is a characteristic of the carnivorous species. The histological study revealed that the intestinal wall of E. lucius is composed of tunica mucosa, submucosa, muscularis, and serosa. The muscularis mucosa was not visible in the intestine. The stratum compactum is present between tunica mucosa and tunica submucosa. The histomorphometric results differentiated between three parts in the intestine of E. lucius namely anterior, middle and posterior. The maximum height of mucosal folds was observed in the anterior intestine due to its role in nutrient absorption. The mucosal fold’s height then decreased towards the posterior intestine. The tunica muscularis is significantly thicker in the anterior intestine, and the circular muscle layer is thicker than the longitudinal muscle layer throughout the entire length of the intestine. The posterior intestine possessed large numbers of goblet cells in comparison with other parts of the intestine, to promote elimination of unabsorbed particles. CONCLUSIONS: The results of this study revealed adaptation for the species feeding habits, so as to protect the intestine and increase absorptive processes.

Keywords


Article Title [Persian]

مطالعه آناتومی، هیستولوژی و هیستومورفومتری روده اردک ماهی (Esox lucius)

Authors [Persian]

  • جواد صادقی نژاد 1
  • ریحانه هوشمند عباسی 2
  • الهه هوشمند عباسی 2
  • زهرا بلوکی 3
1 گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 گروه علوم پایه دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 گروه بهداشت مواد غذایی و کنترل کیفی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران
Abstract [Persian]

زمینه مطالعه:  اردک ماهی (Esox lucius) یک گونه آب شیرین است که متعلق به خانواده Esocidae میباشد. این گونه گوشتخوار بوده و از بی مهرگان و ماهیان تغذیه میکند. مورفولوژی روده ماهیان برای درک فیزیولوژی گوارش، تشخیص بیماریهای رودهای و فرمولاسیون مواد غذایی بسیار سودمند است. هدف: این مطالعه به منظور بررسی خصوصیات آناتومیکی، یافتشناسی و هیستومورفومتری روده اردک ماهی صورت گرفت. روش کار: در این مطالعه از تعداد 5 روده اردک ماهی استفاده شد. بعد از بررسی آناتومیکی، نمونههای بافت شناسی برداشت و در فرمالین 10٪ ثابت سازی شد و پس از پاساژ بافتی، رنگآمیزی مقاطع به کمک هماتوکسیلین-ائوزین و تری کروم ماسون صورت گرفت. نتایج: بررسی آناتومیکی، روده کوتاه اردک ماهی با ضریب رودهای 09/0±68/0 را نشان داد که از خصوصیات ماهیان گوشتخوار محسوب میشود. مطالعه بافت شناسی نشان داد که جدار روده اردک ماهی از لایههای مخاطی، زیر مخاطی، عضلانی وسروزی تشکیل شده است. عضله مخاطی در جدار روده مشاهده نشد. لایه متراکم مابین لایههای مخاطی و زیرمخاطی دیده شد. نتایج هیستومورفومتری سه قسمت قدامی، میانی و خلفی روده اردک ماهی را از هم تفکیک نمود. بیشترین ارتفاع چینهای مخاطی در روده قدامی بواسطه نقش آن در جذب مواد غذایی مشاهده شد. ارتفاع چینهای مخاطی بطرف روده خلفی کاهش یافت. لایه عضلانی در روده قدامی ضخیمتر بوده و ضخامت لایه عضلانی حلقوی از لایه عضلانی طولی در سراسر طول روده ضخیم تر بوده است. روده خلفی نسبت به سایر قسمتهای روده دارای تعداد بیشتری از سلولهای جامی جهت حذف مواد غیرقابل جذب بوده است. نتیجه گیری نهایی: نتایج حاصل از این مطالعه، یک نوع سازگاری این گونه با عادت غذایی را نشان میدهد که منجربه حفاظت روده  و افزایش مراحل جذب میشود.

Keywords [Persian]

  • اردک ماهی
  • روده
  • آناتومی
  • هیستولوژی
  • هیستومورفومتری

Bakke, A.M., Tashjian, D.H., Wang, C.F., Lee, S.H., Bai, S.C., Hung, S.S. (2010) Competition between selenomethionine and methionine absorption in the intestinal tract of green sturgeon (Acipenser medirostris). Aquat Toxicol. 96: 62–69.

Cao, X.J., Wang, W.M., Song, F. (2011) Anatomical and histological characteristics of the intestine of the topmouth culter (Culter alburnus). Anat Histol Embryol. 40: 292–298.

Carrassón1, M., Grau, A., Dopazol, L.R., Crespo1, S. (2006) A histological, histochemical and ultrastructural study of the digestive tract of Dentex dentex (Pisces, Sparidae). Histol Histopathol. 21: 579-593.

Chatchavalvanich, K., Marcos, R., Poonpirom, J., Thongpan, A., Rocha, E. (2006) Histology of the digestive tract of the freshwater stingray Himantura signifer Compagno and Roberts, 1982 (Elasmobranchii, Dasyatidae). Anat Embryol (Berl). 211: 507-518.

Craig, J.F. (2008) A short review of pike ecology. Hydrobiologia. 601: 5-16.

Jaroszewska, M., Dabrowski, K., Wilczynska, B., Kakareko, T. (2008) Structure of the gut of the racer goby Neogobius gymnotrachelus (Kessler, 1857). J Fish Biol. 72: 1773–1786.

Kappor, B.G., Smith, H., Verigina, I.A. (1975) The alimentary canal and digestion in teleosts. Adv mar Biol. 13: 109-239.

Kim, Y.S., Samuel, B.H. (2010) Intestinal goblet cells and mucins in health and disease: recent insights and progress. Curr Gastroenterol Rep. 12: 319–330.

Kottelat, M., Freyhof, J. (2007) Handbook of European fresh water fishes. Publications Kottelat, Cornol. Switzerland.

Laikre, L., Miller, L.M., Palmé, A., Palm, S., Kapuscinski, A.R., Thoresson,  G., Ryman, N. (2005) Spatial genetic structure of northern pike (Esox lucius) in the Baltic Sea. Mol Ecol. 14: 1955-1964.

Lokka., G, Austbo, L., Falk, K., Bjerkås, I., Koppang, E.O. (2013) Intestinal morphology of the wild Atlantic salmon (Salmo salar). J Morphol. 274: 859-876.

Moraes, M.F., Freitas-Barbola, I., Duboc, L.F. (2004) Feeding habits and morphometry of digestive tracts of Geophagus brasiliensis (Osteichthyes, Cichlidae), in a lagoon of high tibagi river, parana state, Brazil. Publ UEPG Biol Health Sci Ponta Grossa. 10: 37–45.

Nordrum, S., Bakke-McKellep, A.M., Krogdahl, A., Buddington, R.K. (2000) Effects of soybean meal and salinity on intestinal transport of nutrients in Atlantic salmon (Salmo salar L.) and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol. 125: 317–335.

Rodríguez Rodríguez, J., González, E., Hernández Contreras, N., Capó, V., García, I. (2004) Morphological and histological comparison of the digestive tract of Gambusia puncticulata and Girardinus metallicus are the fishes used in the biological control of mosquitoes. Rev Cubana Med Trop. 56: 73-76.

Suíçmez, M., Ulus, E. (2005) A study of the anatomy, histology and ultrastructure of the digestive tract of Orthrias angorae Steindachner, 1897. Folia Biol (Krakow). 53: 95-100.

Vieira-Lopes, D.A., Pinheiro, N.L., Sales, A., Ventura, A., Araújo, F.G., Gomes, I.D., Nascimento, A.A. (2013) Immunohistochemical study of the digestive tract of Oligosarcus hepsetus. World J Gastroenterol. 19: 1919-1929.