Tác dụng của mỡ động vật trên cạn thay thế dầu cá trong khẩu phần ăn đối với hiệu suất tăng trưởng, khả năng chống oxy hóa và chuyển hóa lipid ở cua Scylla paramamosain

Tóm tắt

Bốn khẩu phần ăn thử nghiệm chứa 45% protein thô và 11% lipid thô được xây dựng bằng cách thay thế tổng lượng dầu cá (FO) bằng dầu gia cầm (PO), mỡ bò (BT) và dầu mỡ lợn (LO) để đánh giá tác động của chất béo động vật trên cạn (TAF) thay thế FO trong khẩu phần ăn ở cua bùn (Scylla paramamosain). Tổng cộng 120 con (trọng lượng cơ thể ban đầu là 43,23 ± 0,21 g) được phân bổ ngẫu nhiên vào bốn khẩu phần ăn (ba lần lặp lại cho mỗi khẩu phần ăn) và thả vào các ô cua (0,23 m × 0,15 m × 0,33 m) với nước biển tuần hoàn (25–29℃) trong 8 tuần. So với FO, cua được cho ăn nhóm BT và LO có mức tăng trọng thấp hơn khoảng 20%, tốc độ tăng trưởng riêng, hiệu quả sử dụng thức ăn và tỷ lệ lột xác, lipid gan tụy và cơ, hàm lượng tổng triglyceride trong hemolymp và hoạt động lipase thấp hơn đáng kể, nhưng có hoạt động của aspartate aminotransferase gan tụy cao hơn khoảng 400% và hoạt động của alanine aminotransferase cao hơn 100%. Không có sự khác biệt về hiệu suất tăng trưởng và sử dụng thức ăn giữa PO và các nhóm khác. Hàm lượng axit linoleic (18: 2n-6) trong gan tụy và cơ cao hơn ở nhóm PO. Các nhóm TAF có hàm lượng axit docosahexaenoic (22: 6n-3) và tổng lượng axit béo không bão hòa đa n-3 thấp hơn đáng kể, cũng như mức elongase của axit béo chuỗi rất dài 4, acyl-CoA oxidase 3 và protein vận chuyển axit béo 4 mRNA thấp hơn. Nhóm BT và LO có mức mRNA thấp hơn của delta-6 fatty acyl desaturase, protein liên kết yếu tố điều hòa sterol-1, fatty acid synthase, 6-phosphogluconate dehydrogenase và acetyl-CoA carboxylase. Do đó, BT và LO trong khẩu phần ăn có thể làm giảm tình trạng sức khỏe và hàm lượng lipid thông qua việc giảm hoạt động của lipase, tăng cường quá trình oxy hóa β của axit béo, giảm quá trình sinh tổng hợp lipid và ức chế quá trình vận chuyển và chuyển hóa các axit béo không bão hòa đa chuỗi dài, do đó làm giảm hiệu suất tăng trưởng của cua bùn. Hơn nữa, PO có thể là chất thay thế FO tiềm năng cho S. paramamosain.

Giới thiệu

Sự phát triển bền vững của nuôi trồng thủy sản toàn cầu sẽ liên tục phải đối mặt với thách thức lớn là phát triển các nguồn lipid thay thế cho dầu cá (FO), chẳng hạn như dầu thực vật và động vật (Sprague và cộng sự, 2015). Cả chất béo thực vật và động vật trên cạn (TAF) đều có nguồn rộng hơn và giá thấp hơn FO, chứa hàm lượng axit béo bão hòa và không bão hòa đơn (FA) cao (lần lượt là SFA và MUFA) nhưng thiếu FA không bão hòa đa chuỗi dài n-3 (n-3 LC-PUFA) (Hội đồng nghiên cứu quốc gia, 2011) Đối với hầu hết các loài cá biển và động vật có vỏ, n-3 LC-PUFA là FA thiết yếu (EFA) (Sprague và cộng sự, 2016). Trong nghiên cứu về cá mú (Epinephelus coioides) (13,2 ± 0,02 g), các nguồn lipid trong khẩu phần ăn khác nhau (FO, dầu đậu nành, dầu đậu phộng, dầu ngô và dầu hướng dương) không ảnh hưởng đến hiệu suất tăng trưởng của cá bột (Lin và cộng sự, 2007). Hiệu suất tăng trưởng tương tự cũng được tìm thấy ở tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) (3,73 ± 0,10 g) được cho ăn khẩu phần ăn có FO được thay thế một phần hoặc hoàn toàn bằng dầu hạt lanh và dầu đậu nành (Zhang và cộng sự, 2021). Những nghiên cứu đó cho thấy rằng dầu thực vật có thể là nguồn lipid phù hợp cho cá biển và giáp xác vì hàm lượng SFA và MUFA cao được sử dụng làm nguồn năng lượng cho cá con (Alhazzaa và cộng sự, 2018). Tuy nhiên, TAF ít được chú ý hơn so với dầu thực vật trong thức ăn thủy sản. Ngoài ra, giá các loại dầu thực vật chính (dầu đậu nành và dầu cọ) tăng trong những năm gần đây đã khiến TAF giá rẻ trở thành nguồn dầu tiềm năng trong thức ăn thủy sản (Li, 2023).

TAF thu được từ các sản phẩm phụ của quá trình nấu chảy dầu gia cầm (PO), dầu mỡ lợn (LO) và mỡ bò (BT) chứa hàm lượng PUFA thấp, dao động từ < 4% (PO) đến < 20% (BT), và hàm lượng SFA và MUFA cao (lần lượt là 74,3%, 86% và 92,6% tổng FA đối với PO, LO và BT) (Hội đồng nghiên cứu quốc gia, 2011). Điều này có thể cản trở việc áp dụng thay thế hoàn toàn FO bằng TAF. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây đã tuyên bố rằng TAF có thể là giải pháp thay thế bền vững cho FO trong thức ăn thủy sản của một số loài cá biển và nước ngọt. Hiệu suất tăng trưởng của cá vược châu Âu (Dicentrarchus labrax) (19,10 ± 2,60 g) (Campos và cộng sự, 2019) và cá nóc hổ (Takifugu rubripes) con (12,28 ± 0,01 g) (Li và cộng sự, 2022) không bị ảnh hưởng bởi việc PO thay thế 100% FO trong khẩu phần ăn. Không thấy sự suy giảm tăng trưởng ở cá vược sọc lai (Morone chrysops × M. saxatilis) (23,7 ± 0,3 g) (Bowzer và cộng sự, 2016) và cá vược miệng rộng (Micropterus salmoides) (33,83 ± 0,15 g) (Zhang và cộng sự, 2019) sau khi thay thế hoàn toàn FO bằng BT và LO. Hơn nữa, mức n-3 LC-PUFA thấp trong khẩu phần ăn đã được phát hiện có tác dụng ức chế quá trình chuyển lipid từ tế bào gan vào máu (Ji và cộng sự, 2011) và việc thay thế FO một phần hoặc toàn bộ bằng TAF thường liên quan đến tình trạng lắng đọng lipid cao hơn trong gan của D. labrax, M. salmoides và cá vược Nhật Bản (Lateolabrax japonicus) (Campos và cộng sự, 2019; Monteiro và cộng sự, 2018). Tuy nhiên, việc bổ sung nhiều TAF vào khẩu phần ăn đã làm giảm hàm lượng LC-PUFA trong cơ hoặc/và gan của cá tráp đầu vàng (Sparus aurata) (P´erez và cộng sự, 2014), D. labrax (Campos và cộng sự, 2019) và cá tráp mõm nhọn (Diplodus puntazzo) (Nogales-M´erida và cộng sự, 2011), điều này không chỉ dẫn đến giá trị dinh dưỡng thấp hơn của các phần ăn được mà còn làm giảm sức khỏe và hiệu suất của các loài nuôi. Do đó, việc áp dụng TAF vào khẩu phần ăn cần được quan tâm nhiều hơn.

Cua bùn (Scylla paramamosain) là loài thủy sản có giá trị cao do tăng trưởng nhanh, có khả năng thích nghi cao và hàm lượng LC-PUFA dồi dào (chiếm 51,0%-62,5% tổng FA) (Li và cộng sự, 2019, 2020; Wan và cộng sự, 2019). Năm 2022, sản lượng cua bùn nuôi (chủ yếu là S. paramamosain) ở Trung Quốc đạt 154.661 tấn theo Cục Thủy sản thuộc Bộ Nông nghiệp và Nông thôn MARA của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa (2020). Là loài động vật ăn thịt ở biển, khẩu phần ăn của S. paramamosain thường chứa cả hàm lượng bột cá và FO cao, dẫn đến chi phí kinh tế cao và cũng có thể gây gánh nặng peroxy hóa do hàm lượng n-3 LC-PUFA cao (Li và cộng sự, 2021). Hơn nữa, nghiên cứu trước đây của chúng tôi về S. paramamosain cho thấy rằng cua con cần hàm lượng lipid tương đối cao trong gan tụy để cung cấp năng lượng và vật chất cần thiết cho quá trình lột xác (Wang và cộng sự, 2020, 2021). So với FO, TAF chứa nhiều SFA và MUFA hơn, có khả năng chống lại quá trình tự oxy hóa tốt hơn. Do đó, TAF có thể là nguồn lipid tiềm năng và ổn định hơn cho S. paramamosain. Theo như chúng tôi biết, có ít thông tin về việc sử dụng TAF trong khẩu phần ăn của động vật giáp xác biển, đặc biệt là S. paramamosain. Do đó, PO, BT và LO đã được chọn trong thí nghiệm này để phát hiện hiệu suất tăng trưởng, thành phần mô, hàm lượng FA, quá trình chuyển hóa lipid và khả năng chống oxy hóa của S. paramamosain để đáp ứng với các nguồn lipid khác nhau trong khẩu phần ăn. Nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về việc phát triển chất thay thế FO.

Chuẩn bị nghiên cứu

Tuyên bố về đạo đức động vật

Tất cả các quy trình thử nghiệm trong nghiên cứu này đều tuân thủ nghiêm ngặt Quy trình vận hành tiêu chuẩn của Hướng dẫn sử dụng động vật thí nghiệm của Đại học Nông lâm Phúc Kiến (PZCASFAFU22011). Nghiên cứu đã được Ủy ban đạo đức khoa học về thí nghiệm trên động vật của Đại học Nông lâm Phúc Kiến chấp thuận.

Chuẩn bị khẩu phần ăn

Bốn khẩu phần ăn thử nghiệm chứa 45% protein thô và 11% lipid thô đã được xây dựng với các nguồn lipid chính lần lượt là FO, PO, BT và LO. Công thức và thành phần của khẩu phần ăn thử nghiệm được trình bày trong Bảng 1. Thành phần axit béo của khẩu phần ăn được trình bày trong Bảng 2. Quy trình được sử dụng để chuẩn bị khẩu phần ăn dựa trên một nghiên cứu trước đó (Jin và cộng sự, 2015). Tất cả các thành phần đều được cung cấp bởi Xiamen Jiakang Feed Co. LTD. Sau khi trộn đều các thành phần, máy đùn và máy tạo viên được sử dụng để tạo ra các viên có kích thước mong muốn (đường kính là 4 mm). Khẩu phần ăn được sấy khô trong lò nướng ở nhiệt độ 55◦C để đạt được độ ẩm khoảng 10%, sau đó được đóng kín và bảo quản ở nhiệt độ -20◦C cho đến khi sử dụng trong thí nghiệm.

Bảng 1 Công thức và thành phần của khẩu phần ăn thử nghiệm (% vật chất khô).

^aVitamin premix cung cấp khẩu phần ăn (g/kg premix): retinyl acetate, 1,21; cholecalciferol, 1,20; all-rac-a-tocopherol, 20,00; menadione, 9,09; thiamine, 10,87; Riboflavin, 7,50; axit ascorbic, 30,00; pyridoxine hydrochloride, 12,12; cyanocobalamin, 2,00; axit folic, 40,00; biotin, 12,50; axit nicotinic, 40,40; DCa pantothenate, 16,13; inositol, 204,08; cellulose, 592,89.

^b Hỗn hợp khoáng chất (g/kg premix): FeC₆H₅O₇, 4,57; ZnSO₄⋅7H₂O, 9,43; MnSO₄⋅H₂O (99%), 4,14; CuSO₄⋅5H₂O (99%), 6,61; MgSO₄⋅7H₂O (99%), 238,97; KH₂PO₄, 233,2; NaH₂PO₄, 137,03; C₆H₁₀CaO₆⋅5H₂O (98%), 34,09; CoCl₂⋅6H₂O (99%), 1,36.

Bảng 2 Thành phần axit béo của khẩu phần ăn thử nghiệm (% tổng axit béo).

^a SFA, axit béo bão hòa; b MUFA, axit béo không bão hòa đơn; c n-6 PUFA, axit béo không bão hòa đa n-6; d n-3 PUFA, axit béo không bão hòa đa n-3; e LC-PUFA, axit béo không bão hòa đa chuỗi dài.

Nuôi cua và điều kiện thí nghiệm

S.paramamosain trong thí nghiệm này được mua từ Công ty thức ăn thủy sản Dingcheng ở thành phố Ninh Đức, tỉnh Phúc Kiến. Mỗi nghiệm thức với 3 lần lặp lại (10 con cua cho mỗi lần lặp lại), tổng cộng 120 con (trọng lượng cơ thể ban đầu là 43,23 ± 0,21 g) đã được chọn cho 4 nghiệm thức. Cua được nuôi trong 120 ô cua riêng lẻ (0,23 m × 0,15 m × 0,33 m, chiều rộng × chiều cao × chiều dài) với hệ thống tuần hoàn nước. Trong suốt 8 tuần thí nghiệm cho ăn, độ sâu của nước xấp xỉ một nửa chiều cao của ô. Nhiệt độ nước dao động từ 25–29℃, độ mặn là 25,6–28,5 g/L, oxy hòa tan từ 6,6 đến 7,2 mg/L, nồng độ nitơ amoniac nhỏ hơn 0,05 mg/L và pH dao động từ 7,8 đến 8,1. Cua được cho ăn thường xuyên 6–8% trọng lượng của chúng vào lúc 17:00 chiều hàng ngày. Phân và thức ăn còn lại được làm sạch và cân vào lúc 5:00 ngày hôm sau và thay 30% nước. Sau khi phát hiện, bất kỳ con cua chết nào cũng được lấy ra, cân và số lần lột xác được ghi lại hàng ngày.

Lấy mẫu mô

Vào cuối thử nghiệm cho ăn, không cho cua ăn trong 24 giờ và sau đó được cân và đếm để xác định mức tăng trọng (WG), tốc độ tăng trưởng cụ thể (SGR), hiệu quả thức ăn (FE), tỷ lệ lột xác (MR) và tỷ lệ sống sót (SR) của chúng, tất cả đều được tính toán cho mỗi lần lặp lại. Các mẫu hemolymp được lấy ra từ ba con cua mỗi lần lặp lại và được lưu trữ trong tủ lạnh 4℃ qua đêm, sau đó được ly tâm trong 10 phút ở 4℃ (956 × g, máy ly tâm Eppendorf 5810 R, Đức) để thu thập dịch nổi, sau đó đông lạnh ở − 80℃. Sau đó, các mẫu cơ và gan tụy được lấy từ cùng một con cua. Để xác định thành phần gần đúng và hàm lượng FA, các mẫu cơ được lưu trữ ở − 20℃ trong các ống bảo quản đông lạnh 5 mL sau khi chúng được thu thập. Các mẫu gan tụy được thu thập và sử dụng cho ba mục đích, một được giữ ở − 80℃ để phân tích biểu hiện gen và hoạt động của enzyme, một được ngâm trong 4% paraformaldehyde để phân tích hình thái và mẫu còn lại được sử dụng để xác định thành phần gần đúng và hàm lượng FA giống như các mẫu cơ. Trước khi phân tích, các mẫu từ cùng một bản sao đã được gộp lại (Wang và cộng sự, 2021).

Phân tích thành phần và phân tích hình thái của gan tụy

Theo các quy trình chuẩn của Hiệp hội các nhà hóa học phân tích chính thức (AOAC, 2006), hàm lượng lipid thô, protein thô, tro và độ ẩm của gan tụy, cơ và khẩu phần ăn đã được xác định. Hàm lượng nitơ được đo bằng phương pháp Kjeldahl (FP-528, Leco, Hoa Kỳ) để xác định hàm lượng protein (N × 6,25); Sau khi thu được khối lượng không đổi ở 105℃, hàm lượng ẩm đã được xác định; hàm lượng tro được đánh giá bằng cách đốt trong lò nung ở 550℃ trong 8 giờ và hàm lượng lipid được thử nghiệm bằng cách sử dụng máy chiết Soxhlet với ete dầu mỏ.

Phân tích mô học gan tụy được tiến hành như (Liu và cộng sự, 2019) đã mô tả. Trước hết, các mẫu vật được khử nước trong etanol đã phân loại và sau đó nhúng vào sau khi chất cố định được loại bỏ. Sau đó, các phần dày 4–5 μm được cắt từ các khối sáp đã cắt tỉa. Cuối cùng, nhuộm hematoxylin và eosin (H&E) được thực hiện và hình ảnh được thu được dưới kính hiển vi.

Phân tích sinh hóa

Phân tích đặc điểm huyết học

Hoạt động của phosphatase axit (ACP) (Số bộ dụng cụ và bước sóng xác định; A060–2 và 520 nm) và phosphatase kiềm (AKP) (Số bộ dụng cụ và bước sóng xác định; A059–2 và 520 nm), nồng độ triglyceride toàn phần (TG) (Số bộ dụng cụ và bước sóng xác định; A110–1–1 và 500 nm), cholesterol toàn phần (TC) (Số bộ dụng cụ và bước sóng xác định; A111–1–1, 500 nm), protein toàn phần (TP) (Số bộ dụng cụ và bước sóng xác định; A045–4 và 562 nm), cholesterol lipoprotein tỷ trọng cao (HDL-C) (Số bộ dụng cụ và bước sóng xác định; A112–1–1 và 600 nm) và cholesterol lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL-C) (Số bộ dụng cụ và bước sóng xác định; A113–1–1 và 600 nm) trong dịch hemolymp được đo theo hướng dẫn của bộ dụng cụ thương mại (Viện Kỹ thuật sinh học Jiancheng Nam Kinh, Nam Kinh, Trung Quốc).

Phân tích enzyme gan tụy

Các mẫu gan tụy được lưu trữ để phân tích enzyme được trộn với dung dịch muối sinh lý lạnh 8,9 g/mL (1:9, w:v) và ly tâm ở tốc độ 956 × g trong 10 phút ở 4℃ (máy ly tâm Eppendorf 5810 R, Đức) để thu được dịch nổi. Sau đó, hàm lượng TG, TC, TP, HDL-C, LDL-C và malondialdehyde (MDA), alanine aminotransferase (ALT), aspartate amino transferase (AST), glutathione peroxidase (GSH-PX), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), trypsin và lipase (LPS) và hoạt động α-amylase (AMS) trong gan tụy được phân tích bằng cách sử dụng bộ dụng cụ thương mại (Viện Kỹ thuật sinh học Jiancheng Nam Kinh, Nam Kinh, Trung Quốc).

Phân tích axit béo

Tổng lipid được chiết xuất từ các mẫu đông khô của khẩu phần ăn uống, gan tụy và cơ (khoảng 100 mg) bằng cách sử dụng methanol/chloroform (1:2 v/v). Tổng lipid và 3 mL dung dịch BHT (0,25 mg/mL, 25 mg 2,6-ditert-butyl-4-methylphenol: 99 mL CH₃OH: 1 mL H2SO4) được thêm vào ống thủy tinh định mức có nắp vặn, sau đó cho vào bồn nước 3 giờ ở 80℃ để tạo ra FA metyl este (FAME). Sau đó, cho 1 mL n-hexan cấp HPLC và nước khử ion vào ống thủy tinh. Lớp chất lỏng trên cùng được thu thập vào lọ mẫu (1,5 mL) và được sấy khô bằng nitơ ngay lập tức, sau đó được hòa tan bằng 500 μL n-hexan cấp HPLC. Sau đó, các FAME được tách, xác định và đo bằng máy quang phổ khối sắc ký khí (GC-MS) (Agilent technologies 7890B-5977A, Hoa Kỳ). Hàm lượng tương đối của FA được phân tích dựa trên tỷ lệ diện tích của các đỉnh.

Biểu hiện mRNA của gen trong gan tụy

Tổng RNA của gan tụy được chiết xuất bằng thuốc thử Trizol (Invitrogen, Hoa Kỳ) và chất lượng cũng như số lượng của nó được đánh giá bằng máy quang phổ kế NanoDrop (NanoDropTM 2000, Thermo Fisher, Đức). cDNA được tổng hợp từ tổng RNA (1000 mg) (Heruibio, Phúc Kiến, Trung Quốc) bằng HRbioTM III 1st Strand cDNA Synthesis SuperMix cho qPCR theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Các đoạn mồi RT-qPCR được thiết kế bằng phần mềm Primer Premier 5.0 (thông tin trình tự của các đoạn mồi được cung cấp trong Bảng S1). β-actin là gen quản lý trong thí nghiệm này sau khi độ ổn định biểu hiện của nó được so sánh với các gen khác. RT-qPCR được thực hiện bằng Hệ thống Roche LightCycler 480 II (Roche, Đức) sử dụng các điều kiện trước đó (Wang và cộng sự, 2020) và hệ thống sau: 5 μL SYBR Green Master Mix (Heruibio, Phúc Kiến, Trung Quốc), 4 μL ddH₂O, 0,5 μL khuôn mẫu cDNA và 0,25 μL cả hai loại mồi xuôi và ngược. Phương pháp (Livak và Schmittgen, 2001) đã được sử dụng để tính toán biểu hiện gen.

Tính toán và phân tích thống kê

Dữ liệu đã được kiểm tra tính đồng nhất và tính chuẩn của phương sai sau đó phân tích thống kê và hiển thị dưới dạng trung bình ± lỗi chuẩn (SE, n = 3). Sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức đã được kiểm tra bằng cách sử dụng ANOVA một chiều và tiếp theo là kiểm định phạm vi bội của Tukey (SPSS 23.0, Hoa Kỳ). Mức độ có ý nghĩa là P < 0,05. Phân tích thành phần chính (PCA) trên các hàm lượng FA của gan tụy và cơ được thực hiện trên phần mềm SIMCA-P (phiên bản 14.1, Umetrics, Thụy Điển), sự chồng chéo của các thành phần trong các ô cho thấy các hàm lượng FA tương tự nhau. Hệ số tương quan giữa hiệu suất tăng trưởng và chuyển hóa lipid, giữa hàm lượng FA và các gen liên quan đến quá trình tổng hợp LC-PUFA được trình bày dưới dạng bản đồ nhiệt (Origin, 2022, Hoa Kỳ).

Kết quả

Hiệu suất tăng trưởng

WG, SGR, MR và FE của cua trong nhóm BT và LO thấp hơn so với nhóm FO (P < 0,05) (Bảng 3). Cua trong nhóm PO có hiệu suất tăng trưởng tương tự như cua trong các nhóm khác (P > 0,05). SR và tổng lượng thức ăn tiêu thụ của S. paramamsain không bị ảnh hưởng bởi nguồn lipid trong khẩu phần ăn (P > 0,05).

Bảng 3 Hiệu suất tăng trưởng và sử dụng thức ăn của cá S. paramamsain non được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau.

Thành phần của cơ và gan tụy và xác định mô học của gan tụy

Hàm lượng protein và độ ẩm của cơ, hàm lượng độ ẩm của gan tụy tương tự nhau ở S. paramamsain được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau (Hình 1A). Khi so sánh với cua được cho ăn LO và BT, cua được cho ăn PO và FO có hàm lượng protein thấp hơn đáng kể và hàm lượng lipid của gan tụy cao hơn (P < 0,05). Trong khi đó, carbohydrate được cho ăn BT cho thấy hàm lượng protein gan tụy cao hơn cua được cho ăn PO (P < 0,05), nhưng không khác biệt so với các nhóm khác (P > 0,05). Hàm lượng lipid của cua được cho ăn FO, PO và BT tương tự nhau (P > 0,05) và cao hơn cua được cho ăn LO (P < 0,05).

Như thể hiện trong Hình 1B, các phần của nhóm BT và LO cho thấy số lượng tế bào hấp thụ (tế bào R) nhiều hơn đáng kể và đường kính tế bào hình cầu (tế bào B) lớn hơn khi so sánh với nhóm FO và PO.

Hình 1. Thành phần (% trọng lượng ướt) (A), phần gan tụy (B) và hoạt động của enzyme (C) của S. paramamsain non được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau. Các giá trị trong cùng một hàng có chữ số mũ khác nhau thì khác biệt đáng kể (P < 0,05). (A) (C) Tiền tố chỉ báo M và H trong biểu đồ biểu diễn chỉ báo trong cơ và gan tụy tương ứng. (B) Mỗi hình ảnh được dán nhãn với nhóm ở góc trên bên trái. LU, lumen; R, tế bào hấp thụ; B, tế bào hình quả bóng. (C) LPS, lipase; AMS, α-amylase.

Hàm lượng FA của gan tụy và cơ

Kết quả PCA về thành phần FA của gan tụy và cơ được trình bày trong (Hình 2). Các thành phần của FO không chồng chéo với các thành phần khác nhưng gần với PO trong biểu đồ PCA về hàm lượng FA trong gan tụy (Hình 2A). Biểu đồ PCA của các cấu hình FA trong cơ (Hình 2B) cho thấy thành phần FA của nhóm TAF khác biệt đáng kể so với nhóm FO.

Hàm lượng 18:1n-9 trong gan tụy của cua ở nhóm BT, LO và PO cao hơn đáng kể so với nhóm FO (P < 0,05) (Hình 2C); trong gan tụy của cua ở nhóm PO cao hơn nhóm BT (P < 0,05), nhưng cả hai đều không khác biệt với nhóm LO (P > 0,05). Hàm lượng 18:2n-6 và n-6 PUFA ở nhóm PO cao nhất, hàm lượng thấp nhất ở nhóm BT (P < 0,05), và hàm lượng của chúng ở nhóm FO và LO tương đương nhau (P < 0,05). Hàm lượng 20:5n-3 (EPA) ở nhóm FO cao hơn đáng kể so với nhóm PO (P < 0,05), trong khi không khác biệt so với các nhóm khác (P > 0,05). Hàm lượng n-3 PUFA và 22:6n-3 (DHA) cao nhất được quan sát thấy ở nhóm FO (P < 0,05), không có sự khác biệt giữa các nhóm khác (P > 0,05). Không có sự khác biệt nào được quan sát thấy ở hàm lượng 20:4n-6 (P > 0,05).

Hàm lượng 18:0 trong gan tụy và cơ của cua ăn LO thấp hơn cua ăn BT và cao hơn cua ăn PO và FO (P < 0,05), nhưng hàm lượng của nó ở cua ăn BT, PO và FO không khác nhau (P > 0,05) (Hình 2D). Về hàm lượng 18:1n-9 trong cơ, không thấy sự khác biệt giữa nhóm PO và các nhóm khác (P > 0,05), trong khi hàm lượng ở nhóm FO và BT thấp hơn nhóm LO (P < 0,05). Hàm lượng 18:2n-6 tương đương ở nhóm FO, BT và LO (P > 0,05) và thấp hơn nhóm PO (P < 0,05). Hàm lượng 22:6n-3 ở nhóm FO không khác với nhóm khác (P > 0,05), trong khi hàm lượng ở nhóm PO và LO thấp hơn đáng kể so với nhóm BT (P < 0,05). Không thấy tác động nào của FO, PO, BT và LO lên hàm lượng n-6 PUFA, 20:4n-6, 20:5n-3 hoặc n-3 PUFA (P < 0,05) (Hình 2D).

Hình 2. Hàm lượng axit béo trong gan tụy (A và C) và cơ (B và D) của S. paramamsain non được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau (% tổng axit béo). A và C, Phân tích thành phần chính (PCA) dựa trên thành phần FA của gan tụy và cơ. Dữ liệu được báo cáo là giá trị trung bình ± SE của ba lần lặp lại (n = 3). Các giá trị có chữ số mũ khác nhau thì khác biệt đáng kể (P < 0,05).

Các chỉ số sinh hóa hemolymp và gan tụy của cua được cho ăn các nguồn lipid khác nhau trong khẩu phần ăn

Đặc điểm huyết học

Đặc điểm huyết học của S. paramamsain non được cho ăn khẩu phần ăn thử nghiệm được thể hiện trong Hình 3A. Nồng độ TG và LDL-C không khác nhau giữa nhóm LO và BT, nhóm PO và FO (P > 0,05), nhưng cao hơn ở nhóm FO và PO so với nhóm LO và BT (P < 0,05). Hàm lượng TC cao hơn đáng kể ở nhóm PO và LO so với nhóm FO (P < 0,05) và nhóm BT không khác biệt so với các nhóm khác (P > 0,05). Về hàm lượng TP, nhóm LO cao hơn nhóm FO và BT, trong khi nhóm PO tương tự như các nhóm khác. Hoạt động của ACP và AKP cao hơn đáng kể ở nhóm FO so với nhóm LO (P < 0,05), nhưng không khác biệt so với các nhóm khác (P > 0,05). Hàm lượng HDL-C không bị ảnh hưởng bởi các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau (P < 0,05).

Hoạt động và đặc điểm của enzyme gan tụy

Như Hình 3B cho thấy, hàm lượng TC gan tụy ở nhóm BT cao nhất (P < 0,05), ở nhóm PO thấp hơn nhóm LO (P < 0,05), ở nhóm FO và nhóm LO/PO không khác biệt nhau (P > 0,05). Hàm lượng TG của cua ở nhóm TAFs tương đương nhau (P > 0,05), và thấp hơn cua ở nhóm FO (P < 0,05). Hàm lượng HDL-C của nhóm FO cao hơn nhóm PO và thấp hơn nhóm BT, LO (P < 0,05), không thấy sự khác biệt giữa nhóm BT và LO (P > 0,05). Giá trị hàm lượng LDL-C ở gan tụy từ cao nhất đến thấp nhất là nhóm FO, LO, PO, BT (P < 0,05). Về mặt tiêu hóa (Hình 1C), hoạt động AMS ở cua được cho ăn LO và FO tương tự nhau (P > 0,05) và cao hơn và thấp hơn đáng kể so với cua được cho ăn PO và BT (P < 0,05). Hoạt động LPS thấp nhất được tìm thấy ở nhóm LO (P < 0,05), trong khi ở các nhóm khác không khác nhau (P > 0,05). Hoạt động trypsin cao nhất và thấp nhất được tìm thấy ở nhóm BT và nhóm FO (P < 0,05), nhưng không thấy sự khác biệt giữa LO và PO, PO và FO, nhóm BT và LO (P > 0,05).

Hoạt động GSH-PX thấp nhất và hoạt động SOD, AST, ALT cao nhất được tìm thấy ở nhóm PO, BT, BT và LO (P < 0,05), không có sự khác biệt giữa các nhóm khác (P > 0,05). Hàm lượng MDA không khác nhau giữa cua trong nhóm FO và các nhóm khác (P > 0,05), nhưng hàm lượng ở nhóm BT cao hơn so với nhóm LO và nhóm PO (P < 0,05). Nhóm PO và BT có hoạt động CAT tương tự nhau (P > 0,05), cả hai đều cao hơn và thấp hơn hoạt động của nhóm LO và nhóm FO (P < 0,05).

Biểu hiện gen liên quan đến chuyển hóa lipid ở gan tụy

Biểu hiện gen liên quan đến chuyển hóa lipid ở gan tụy

Trong số các gen liên quan đến quá trình sinh mỡ (Hình 4A), mức độ biểu hiện của FA synthase (fas) và glucose-6-phosphate dehydrogenase (g6pd) cao hơn ở nhóm FO và nhóm BT (P < 0,05), và các nhóm còn lại không khác biệt nhau (P > 0,05). So với cua ăn BT, những con cua ăn FO có biểu hiện 6-phosphogluconate dehydrogenase (6pgd) cao hơn đáng kể (P < 0,05), trong khi biểu hiện acetyl-CoA carboxylase (acc) thấp hơn ở những con cua ăn LO (P < 0,05). Biểu hiện protein liên kết yếu tố điều hòa sterol-1 (srebp-1) ở nhóm BT cao hơn ở nhóm LO và thấp hơn ở nhóm PO và FO (P < 0,05), trong khi ở nhóm FO và LO thì tương tự nhau (P > 0,05).

Về các gen liên quan đến quá trình phân giải mỡ (Hình 4B), mức độ biểu hiện của lipase triglyceride nhạy cảm với hormone (hsl) ở nhóm FO cao hơn nhóm PO (P < 0,05), không có sự khác biệt giữa chúng và hai nhóm còn lại (P > 0,05). Biểu hiện acyl-CoA oxidase 3 (aco3) khác biệt đáng kể giữa hai nhóm, thứ tự thay đổi gấp từ cao nhất đến thấp nhất là nhóm FO, LO, PO, BT (P < 0,05). Biểu hiện carnitine palmitoyl transferase (cptI) của cua được cho ăn LO cao hơn cua được cho ăn FO và PO (P < 0,05) và thấp hơn cua được cho ăn BT (P < 0,05). Mức độ biểu hiện của acyl-CoA oxidase 1 (aco1) và carnitine palmitoyl transferase II (cptII) không bị ảnh hưởng bởi các khẩu phần ăn khác nhau trong thí nghiệm này.

Biểu hiện protein liên kết FA 1 (fabp-1) tương tự ở những con cua được cho ăn FO, PO và LO (P > 0,05), trong khi biểu hiện này thấp hơn đáng kể ở những con cua được cho ăn BT (P < 0,05) (Hình 4C). Biểu hiện protein liên kết FA 3 (fabp-3) của những con cua trong nhóm PO thấp hơn đáng kể so với nhóm LO (P < 0,05), trong khi cả hai đều không khác biệt so với những con cua trong nhóm FO và BT (P > 0,05). So với FO, PO, LO và BT trong khẩu phần ăn làm giảm mức độ biểu hiện của protein vận chuyển FA 4 (fatp-4) và protein liên quan đến thụ thể lipoprotein mật độ thấp 2 (lrp2) (P < 0,05). Tuy nhiên, những con cua được cho ăn BT và LO có biểu hiện fatp-4 tương tự (P > 0,05) và thấp hơn đáng kể so với những con cua được cho ăn PO (P < 0,05). Không có sự khác biệt nào được quan sát thấy trong biểu hiện của thụ thể dọn rác b (srb), thụ thể dọn rác b 2 (srb2) và thụ thể lipoprotein mật độ thấp (ldlr) giữa các nhóm thử nghiệm khác nhau.

Biểu hiện của các gen liên quan đến quá trình sinh tổng hợp LC-PUFA ở gan tụy

Về các gen liên quan đến quá trình sinh tổng hợp LC-PUFA (Hình 4D), mức độ biểu hiện của elongase của FA chuỗi rất dài 4 (elovl4) tương tự nhau ở các nhóm PO, BT và LO (P > 0,05), thấp hơn nhóm FO (P < 0,05). Mức độ biểu hiện của elovl5 cao hơn ở nhóm LO so với nhóm FO (P < 0,05) và cả hai đều không khác biệt so với các nhóm còn lại (P > 0,05). Cua trong nhóm FO và PO biểu hiện tương tự nhau của delta-6 fatty acyl desaturase (Δ6 fad), cao hơn và thấp hơn đáng kể so với biểu hiện của cua trong nhóm BT và LO (P < 0,05).

Thảo luận

Hiệu suất tăng trưởng

Trong nghiên cứu này, SR của cua trong 4 nhóm thử nghiệm cao hơn 90%, điều này cho thấy thí nghiệm cho ăn đáp ứng các yêu cầu kiểm tra dinh dưỡng cơ bản. Ngoài ra, tất cả cua đều lột xác không dưới một lần trong khi cho ăn. WG của bốn phương pháp xử lý dao động từ 42,94% đến 68,93% (Bảng 3 và Hình 5A). Mối tương quan tích cực giữa MR và WG ở S. paramamosain có thể là do vỏ ngoài, mang và phần phụ mới được hình thành sau khi lột xác (Zhang và cộng sự, 2021). Hơn nữa, hiệu suất tăng trưởng (WG, SGR và MR) ở cua được cho ăn BT và LO thấp hơn so với cua được cho ăn FO. Điều này có thể là do FO giàu EPA và DHA, có thể thúc đẩy đáng kể sự tăng trưởng và lột xác của cua như cua bơi (Portunus trituberculatus) (Yuan và cộng sự, 2022). Tương tự, sự giảm tăng trưởng đã được quan sát thấy ở rong cỏ (Ctenopharyngodon idella) được cho ăn LO (Xia và cộng sự, 2022), cá bơn (Scophthalmus maximus) (Zhang và cộng sự, 2023) và cá tráp biển non (Pagrosomus major) (Gao và Lei, 1999) được cho ăn khẩu phần ăn BT. Đáng chú ý, hàm lượng PUFA (chủ yếu là 18:2n-6) trong khẩu phần ăn PO thấp hơn trong khẩu phần ăn FO nhưng cao hơn trong khẩu phần ăn BT và LO. 18:2n-6 có hiệu quả đối với tỷ lệ sống và tăng trưởng thỏa đáng của S. paramamosain và cũng được coi là EFA (Kanazawa và cộng sự, 1977). Do đó, hàm lượng PUFA có thể là lý do khiến cua con được cho ăn PO cho thấy hiệu suất tăng trưởng tương đương với cua được cho ăn chế độ FO. Sự thay thế thành công FO bằng PO đã được quan sát thấy ở L. japonicus và cá đuôi vàng Seriola lalandi (Babalola và cộng sự, 2008; Wan và cộng sự, 2013).

Thành phần mô và đặc điểm huyết học

Nghiên cứu trước đây báo cáo rằng hoạt động của enzyme tiêu hóa ở giáp xác phản ánh khả năng thích nghi và hấp thụ tiêu hóa các thành phần dinh dưỡng của khẩu phần ăn mà chúng tiêu thụ, điều này quyết định hiệu quả tăng trưởng và phát triển (Su và cộng sự, 2022; Yang và cộng sự, 2013). Trong nghiên cứu này, hàm lượng protein, hoạt động trypsin và AMS cao hơn ở gan tụy của nhóm BT và LO so với nhóm FO và PO. Điều này có thể được hỗ trợ một phần bởi hàm lượng TP cao hơn trong hemolymp của cua được cho ăn LO. Sự gia tăng hoạt động của trypsin và AMS có thể giúp hấp thụ nhiều protein và carbohydrate hơn để bù đắp cho lượng lipid nạp vào (Suo và cộng sự, 2015), mặc dù khả năng hấp thụ carbohydrate bị hạn chế ở cua bùn. Điều này có thể được hỗ trợ bởi sự hiện diện của nhiều tế bào B hơn trong gan tụy của cua được cho ăn BT và LO (Hình 1B). Hơn nữa, cua được cho ăn LO có hoạt động LPS thấp hơn nhiều trong gan tụy và hàm lượng lipid trong cơ so với cua được cho ăn các khẩu phần ăn khác. Cua được cho ăn BT và LO có lượng ống gan và tế bào R cũng như hàm lượng lipid trong gan tụy thấp hơn đáng kể so với cua được cho ăn PO và FO. Nhìn chung, lipid chủ yếu được hấp thụ và lưu trữ trong tế bào R của gan tụy giáp xác (Li, 1996). Do đó, LO và BT thay thế FO trong khẩu phần ăn đã làm giảm hàm lượng lipid trong gan tụy ở cua bùn. Điều này có thể là do khả năng tiêu hóa và hấp thụ lipid giảm do lượng PUFA thấp và lượng SFA và MUFA cao, dẫn đến nhiệt độ nóng chảy của LO và BT cao hơn và làm giảm diện tích bề mặt có sẵn cho các quá trình tiêu hóa hóa học và enzym (Jobling, 2011). Có thể là do LO và BT trong khẩu phần ăn dẫn đến khả năng tiêu hóa giảm, phù hợp với xu hướng của FE. Hàm lượng FA tương đối giống nhau hơn trong PO và FO đã góp phần vào khả năng tiêu hóa và hàm lượng lipid tương đương. Những kết quả đó phù hợp với hàm lượng lipid toàn thân ở cá S. maximus (Zhang và cộng sự, 2023), cá chép gibel (Carassius auratus gibelio) (Zhou và cộng sự, 2016) và D. labrax (Campos và cộng sự, 2019) được cho ăn khẩu phần ăn có FO được thay thế lần lượt bằng BT, LO và PO.

TG là thành phần lipid chính và là dạng dự trữ và sử dụng năng lượng chính ở cá Scylla serrata (Weng và cộng sự, 2003). Lipoprotein tỷ trọng cao (HDL) vận chuyển cholesterol trong máu và tạo thành HDL-C, được vận chuyển từ máu đến gan tụy. Chức năng của lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL) thì ngược lại (Chen và cộng sự, 2013). Trong nghiên cứu này, mức TG hemolymp cao hơn được tìm thấy ở nhóm FO và PO, TG gan tụy cao hơn được quan sát thấy ở nhóm FO. Những kết quả này cho thấy FO và PO có thể thúc đẩy quá trình vận chuyển và tích tụ lipid trong gan tụy của cua bùn, do đó thúc đẩy MR và WG (Hình 5A). Hơn nữa, hàm lượng HDL-C và LDL-C trong gan tụy cũng theo xu hướng tương tự như các nghiên cứu trước đây, với nhóm FO có hàm lượng LDL-C cao hơn và hàm lượng HDL-C thấp hơn so với các nhóm nguồn lipid động vật khác (Zhang và cộng sự, 2023). Xu hướng ngược lại của LDL-C và HDL-C có thể là do sự trao đổi hai chiều của este cholesterol (CE) và triglyceride giữa HDL-C và LDL-C (Reddy-Chirasani, Senapati, 2017). Ngoài ra, FO rất giàu FA không bão hòa, có thể làm tăng hoạt động của acyl coenzyme A-cholesterol acyltransferase, vận chuyển nhiều CE hơn đến LDL, dẫn đến mức LDL-C cao hơn (Li và cộng sự, 2021). Điều này, đến lượt nó, làm tăng biểu hiện của các thụ thể thanh thải lipoprotein như lrp2 (Hình 4) để duy trì sự cân bằng lipid trong máu. Đồng thời, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng PUFA, đặc biệt là EPA và DHA có tác dụng rất lớn trong việc làm giảm cholesterol trong máu (Tang và cộng sự, 2000). Do đó, hàm lượng PUFA thấp hơn cũng có thể là lý do khiến hàm lượng TC trong gan tụy và máu của cua ở nhóm FO và PO tương đối thấp hơn khi so sánh với các nhóm còn lại trong nghiên cứu này.

Hình 4. Biểu hiện của các gen liên quan đến sinh tổng hợp lipid (A), phân giải lipid (B), vận chuyển (C) và sinh tổng hợp LC-PUFA (D) trong gan tụy của S. paramamsain non được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau. Dữ liệu được báo cáo là giá trị trung bình ± SE của ba lần lặp lại (n = 3). Các giá trị có chữ số mũ khác nhau là khác biệt đáng kể (P < 0,05). CptI, carnitine palmitoyl transferase; cptII, carnitine palmitoyl transferase II; aco1, acyl-CoA oxidase 1; aco3, acyl-CoA oxidase 3; hsl, hormone-sensitive triglyceride lipase; g6pd, glucose-6-phosphate dehydrogenase; 6pgd, 6-phosphogluconate dehydrogenase; fas, fatty acid synthase; srebp-1, sterol regulator element binding protein-1; acc, acetyl-CoA carboxylase; fabp-1, protein liên kết axit béo 1; fabp-3, protein liên kết FA 3; fatp-4, protein vận chuyển axit béo 4; ldlr, thụ thể lipoprotein mật độ thấp; lrp2, protein liên quan đến thụ thể lipoprotein mật độ thấp 2; srb, thụ thể dọn rác b; srb2, thụ thể dọn rác b 2; Elovl4, elongase của axit béo chuỗi rất dài 4; elovl5, elongase của axit béo chuỗi rất dài 5; Δ6 fad, acyl desaturase béo delta-6.

Chuyển hóa lipid

Được biết đến rộng rãi, lắng đọng lipid là kết quả của sự kết hợp giữa đồng hóa và dị hóa lipid. Acc, Fas, G6pd và 6pgd tham gia vào quá trình sinh tổng hợp lipid với chức năng sản xuất alonyl-CoA (Qian và cộng sự, 2015), xúc tác quá trình sinh tổng hợp FA de novo và sản xuất NADPH (Chen và cộng sự, 2012; Zheng và cộng sự, 2013). Srebp1 là yếu tố phiên mã kích hoạt các gen sinh tổng hợp lipid như fas (Bu và cộng sự, 2021). FA tự do có thể thu được bằng cách thủy phân TG, diglyceride và diglyceride bằng Hsl (Ma và cộng sự, 2013) và tham gia vào quá trình chuyển hóa FA trong các bào quan. Quá trình oxy hóa β của FA trong ma trận ty thể được xúc tác bởi Cpt I và Cpt II, trong khi ở peroxisome là Aco (Li và cộng sự, 2018; Lu và cộng sự, 2014). Trong nghiên cứu của chúng tôi, BT hoặc LO thay thế FO đã làm giảm mức độ biểu hiện srebp1, fas, 6pgd và acc, tăng mức độ biểu hiện cptI (Hình 3). Do đó, các TAF như BT và LO có thể làm giảm hàm lượng lipid trong cua bùn bằng cách điều hòa tăng quá trình oxy hóa β FA và điều hòa giảm quá trình sinh mỡ. Hơn nữa, chất nền giảm của một số FA synthase do hoạt động LPS thấp hơn cũng có thể là lý do khiến quá trình sinh mỡ bị điều hòa giảm ở cua được cho ăn khẩu phần ăn BT và LO (Hình 5A). Ngoài ra, BT thay thế FO đã điều hòa tăng biểu hiện của các gen liên quan đến quá trình oxy hóa β FA (chủ yếu là cptI và cpt II) của cá tráp mõm tù (Megalobrama amblycephala) (Zhang và cộng sự, 2018). Các nghiên cứu trước đây cho thấy việc tăng SFA trong khẩu phần ăn của S. aurata đã gây ra sự điều hòa tăng biểu hiện cpt1 (Carvalho và cộng sự, 2021). Những kết quả này có thể là do FA chuỗi ngắn hơn bị oxy hóa chủ yếu bên trong ty thể (Mannaerts và cộng sự, 1979), trong khi FA chuỗi dài kém hiệu quả hơn khi làm chất nền cho quá trình oxy hóa β axit FA ty thể (Madsen và cộng sự, 1998), và điều này cần được nghiên cứu sâu hơn ở S. paramamosain. Trong khi đó, cua được cho ăn khẩu phần ăn PO (chứa 18:2n-6 cao hơn) có biểu hiện tương đương của bốn gen được đề cập ở trên và hsl thấp hơn đáng kể so với những con được cho ăn khẩu phần ăn FO. Tương tự như vậy, biểu hiện giảm của các gen liên quan đến quá trình phân giải mỡ cũng thu được ở S. paramamosain được cho ăn khẩu phần ăn có nhiều dầu đậu nành (giàu 18:2n-6) (Hao, 2019). Kết quả trong thí nghiệm này cho thấy 18:2n-6 đóng một vai trò nhất định trong việc giảm quá trình phân giải mỡ và thúc đẩy lắng đọng lipid ở S. paramamosain. Nhìn chung, biểu hiện tương tự của các gen liên quan đến quá trình chuyển hóa lipid ở cua được cho ăn FO và PO có thể góp phần vào hàm lượng lipid tương đương trong gan tụy và cơ (Hình 5A) và chỉ ra quá trình chuyển hóa lipid hoạt động.

Hình 3. Đặc điểm hemolymp và gan tụy của S. paramamsain non được cho ăn các khẩu phần ăn thử nghiệm khác nhau. Các tiền tố chỉ báo S và H trong biểu đồ biểu diễn chỉ báo trong hemolymp và gan tụy tương ứng. Dữ liệu được báo cáo là giá trị trung bình ± SE của ba bản sao (n = 3). Các giá trị trong cùng một hàng có chữ số mũ khác nhau thì khác biệt đáng kể (P < 0,05). (A) TC, tổng cholesterol; TG, tổng triglyceride; TP, tổng protein; HDL-C, cholesterol lipoprotein tỷ trọng cao; LDL-C, cholesterol lipoprotein tỷ trọng thấp; f AKP, phosphatase kiềm; g ACP, phosphatase axit. (B) TC, nồng độ cholesterol toàn phần; TG, tổng triglyceride; HDL-C, cholesterol lipoprotein tỷ trọng cao; LDL-C, cholesterol lipoprotein tỷ trọng thấp; SOD, superoxide dismutase; CAT, Catalase; MDA, malondialdehyde; GSH-PX, glutathione peroxidase; AST, aspartate amino transferas; ALT, alanine aminotransferase.

Fatp được biểu hiện trong các mô có quá trình chuyển hóa FA hoạt động, Fabp-4 trong số đó có thể vận chuyển FA hiệu quả vào tế bào (Jeppesen và cộng sự, 2012). Fabp-3 có ái lực cao hơn với EPA, đặc biệt là (Tan và cộng sự, 2015). Vận chuyển và hấp thụ LC-PUFA trong tế bào có mối tương quan chặt chẽ với Fabp-1 (McArthur và cộng sự, 1999). Trong nghiên cứu hiện tại, biểu hiện của fatp-4 được quan sát thấy cao hơn ở nhóm FO so với nhóm BT, LO và PO. Cua được cho ăn BT có mức biểu hiện gen fabp-1 thấp nhất, đồng thời, gan tụy của chúng chứa ít hàm lượng n-6 PUFA hơn (Hình 2B). Biểu hiện gen fabp-3 ở nhóm LO cao hơn nhóm PO, tương tự như hàm lượng EPA trong gan tụy. TAF chứa ít DHA, EPA và nhiều SFA hơn FO, điều này sẽ dẫn đến giảm biểu hiện của các gen liên quan đến vận chuyển LC-PUFA trong nghiên cứu này. Do đó, cơ chế vận chuyển SFA ở S. paramamosain cần được nghiên cứu thêm. Nhìn chung, trong thí nghiệm này, biểu hiện của các gen đó cho thấy BT và LO có thể ức chế vận chuyển và chuyển hóa FA ở cua bùn, điều này được hỗ trợ bởi thành phần FA và hàm lượng lipid trong gan tụy.

Hàm lượng FA và sinh tổng hợp LC-PUFA

Trong nghiên cứu này, xu hướng 18:0, 18:2n-6 và DHA trong gan tụy của cua được cho ăn BT, PO và FO tương ứng với hàm lượng trong khẩu phần ăn. Những kết quả đó đã xác nhận rằng thành phần FA trong khẩu phần ăn và mô có thể phù hợp với nhau ở một mức độ nào đó (Hình 5A) (Sun và cộng sự, 2020a). Hơn nữa, LC-PUFA của gan tụy nhạy cảm hơn với các nguồn lipid trong khẩu phần ăn khác nhau so với cơ (Hình 5B), điều này có thể là do gan tụy là trung tâm chuyển hóa lipid của cua bùn và sự khác biệt trong quá trình tổng hợp và sử dụng FA giữa các mô khác nhau. Điều này phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây về động vật giáp xác, chẳng hạn như S. serrata (Unnikrishnan và cộng sự, 2009), P. trituberculatus (Han và cộng sự, 2015) và C. quadricarinatus (Li và cộng sự, 2011). Đáng chú ý, hàm lượng DHA trong cơ cao hơn đáng kể ở cua được cho ăn BT so với cua được cho ăn PO và LO. “Hiệu ứng tiết kiệm n-3 LC-PUFA” có thể chịu trách nhiệm cho điều này, được kích hoạt bởi hàm lượng SFA cao hơn (chủ yếu là 18:0) trong khẩu phần ăn BT và dẫn đến DHA được lưu trữ một cách chọn lọc, kết quả tương tự đã được quan sát thấy trong các nghiên cứu về D. labrax (Campos và cộng sự, 2019) và S. maximus được cho ăn khẩu phần ăn BT (Zhang và cộng sự, 2023). Hơn nữa, nghiên cứu gần đây về quá trình tổng hợp LC-PUFA của S. paramamosain (Wang và cộng sự, 2021), P. trituberculatus (Sun và cộng sự, 2020b) và L. vannamei (Chen và cộng sự, 2014) cho thấy rằng giáp xác biển cũng có khả năng tiềm tàng chuyển đổi PUFA chuỗi ngắn thành DHA và EPA. Do đó, hàm lượng LC-PUFA của cua bùn cũng có thể bị ảnh hưởng bởi khả năng tổng hợp FA của chính chúng. Elovl4 là một enzyme quan trọng trong con đường sinh tổng hợp LC-PUFA và có khả năng sản xuất DHA bằng cách kéo dài hiệu quả 22 PUFA thành 24 PUFA (Li và cộng sự, 2015). 18:3n-6 và 18:4n-3 được kéo dài bởi elovl5 thành 20:4n-6 và 20:5n-3 tương ứng (Zuo và cộng sự, 2012). Δ6 Fad tạo điều kiện cho “con đường Sprecher” để tổng hợp DHA từ EPA và là enzyme đầu tiên tham gia vào quá trình chuyển đổi 18 PUFA thành FA dài hơn và không bão hòa hơn (Monroig và cộng sự, 2011), và ACO xúc tác “con đường Sprecher” trong peroxisome (Sprecher, Thumser, 2000). Trong nghiên cứu này, biểu hiện elovl5 cao hơn đáng kể ở nhóm LO so với nhóm FO, trong khi hàm lượng EPA trong gan tụy tương đương giữa các nhóm FO, BT và LO. Khi xem xét hàm lượng EPA cao hơn trong khẩu phần ăn FO so với khẩu phần ăn TAF, chúng tôi suy ra rằng S. paramamosain có thể tổng hợp EPA từ các FA ngắn. So với nhóm FO, nhóm TAF cho thấy mức độ biểu hiện elovl4 và aco3 thấp hơn, nhóm LO có biểu hiện Δ6fad thấp hơn. Bản đồ nhiệt tương quan (Hình 5B) cho thấy mối quan hệ tích cực giữa các biểu hiện gen đó và hàm lượng DHA trong gan tụy. Các nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng khi FO được thay thế bằng các nguồn dầu khác, việc giảm hàm lượng LC-PUFA trong khẩu phần ăn dẫn đến giảm biểu hiện của các gen tổng hợp LC-PUFA (Yang và cộng sự, 2023). Điểm tương đồng, ở cá S. paramamosain non (Wang và cộng sự, 2021) và cá bơn vàng (Trachinotus ovatus) (Zhang và cộng sự, 2019) được cho ăn khẩu phần ăn có hàm lượng DHA cao cũng quan sát thấy biểu hiện cao hơn của elovl4 và Δ6fad. Những kết quả đó phù hợp với suy luận trước đây của chúng tôi rằng S. paramamosain có xu hướng giữ lại DHA hơn các FA khác, thậm chí là EPA vì giá trị sinh học cao hơn (Wang và cộng sự, 2021). Trong khi đó, nghiên cứu này chỉ ra rằng hàm lượng LC-PUFA mô của cua bùn bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi khẩu phần ăn vì khả năng tổng hợp LC-PUFA de novo của nó có thể thấp. Hơn nữa, Srebp-1 là các yếu tố điều hòa tích cực tiềm năng đối với Elovl4, Elovl5 và Δ6 Fad thông qua liên kết mục tiêu với các chất xúc tiến của chúng (Li và cộng sự, 2017; Wang và cộng sự, 2018). Trong nghiên cứu này, xu hướng tương tự đã được nhìn thấy trong mức độ biểu hiện của elovl4, Δ6fad và srebp1 ngoại trừ elovl5. Do việc xác minh chức năng của các gen liên quan đến sinh tổng hợp LC-PUFA và cơ chế cơ bản của chúng trong S. paramamosain vẫn cần được nghiên cứu thêm.

Hình 5. Phân tích bản đồ nhiệt cộng đồng của nhóm thử nghiệm (A) và bản đồ nhiệt tương quan của FA (axit béo) và tương quan gen tổng hợp LC-PUFA (B). Các tiền tố chỉ báo S, H, M và D trong biểu đồ lần lượt biểu diễn chỉ báo trong máu, gan tụy, cơ và khẩu phần ăn. (A) Ba giá trị trong mỗi nhóm tương ứng với các chỉ báo và dữ liệu được chuẩn hóa và chuyển đổi thành tỷ lệ của từng nhóm, cuối cùng bản đồ nhiệt ma trận được xử lý. (B) Hệ số tương quan Pearson đo mức độ tương quan giữa hai biến và nằm trong khoảng từ − 1 đến 1 (bule và red).

Khả năng chống oxy hóa và miễn dịch không đặc hiệu

Các loài oxy phản ứng (ROS) thường được sản xuất ở động vật hiếu khí trong quá trình chuyển hóa tế bào bình thường, có thể gây tổn thương cho tế bào và mô (Tocher và cộng sự, 2002). MDA có thể được sử dụng như một chỉ số để phát hiện tổn thương oxy hóa do ROS gây ra (Zuo và cộng sự, 2013). Người ta đã báo cáo rằng P. trituberculatus đã loại bỏ phản ứng căng thẳng oxy hóa bằng cách kích hoạt các hoạt động sinh lý của cơ thể bao gồm các phân tử chức năng hóa (GSH) và enzyme (SOD và CAT) (Ren và cộng sự, 2017). Theo kết quả, cua trong nhóm BT cho thấy hàm lượng MDA cao hơn cua trong nhóm PO và LO, và hoạt động SOD cao nhất trong bốn phương pháp điều trị. Điều này có thể chỉ ra rằng cua được cho ăn chế độ BT đang trong quá trình peroxy hóa. ALT và AST là những chỉ số quan trọng về tổn thương tế bào và chức năng gan tụy (Meng và cộng sự, 2010). Hoạt động AST và ALT cao nhất lần lượt được tìm thấy trong nhóm BT và LO, cho thấy sức khỏe bất thường của cua bùn được cho ăn hai khẩu phần ăn này. Điều này có thể được hỗ trợ bởi cá chép má vàng (Elopichthys bambusa) được cho ăn khẩu phần ăn có LO thay thế FO (Chen và cộng sự, 2013). Trong khi đó, ACP và AKP trong hemolymp là các thông số miễn dịch về tình trạng sức khỏe của cua bùn (Cao và cộng sự, 2014), hoạt động của chúng thấp hơn ở nhóm LO so với nhóm FO. Nghiên cứu trước đây trên T. ovatus cho thấy tác dụng chống viêm của n-3 LC-PUFA, đặc biệt là DHA và EPA (Li và cộng sự, 2020), trong khi SFA được coi là làm trầm trọng thêm phản ứng viêm ở người (Schwartz và cộng sự, 2010). Do đó, khi xem xét các hoạt động của ACP, AKP, AST và ALT, khẩu phần ăn BT và LO chứa nhiều SFA hơn và ít n-3 LC-PUFA hơn khẩu phần ăn FO, có thể dẫn đến suy giảm miễn dịch và/hoặc căng thẳng ở S. paramamosain. Đây có thể là một trong những lý do khiến cua bùn được cho ăn BT và LO có hiệu suất tăng trưởng thấp hơn so với cua được cho ăn PO và FO.

Kết luận

So với FO, BT và LO chứa hàm lượng SFA cao hơn và hàm lượng PUFA thấp hơn làm giảm khả năng chống oxy hóa, tình trạng sức khỏe và giảm hàm lượng lipid trong gan tụy cua thông qua việc giảm hoạt động lipase, điều hòa tăng quá trình oxy hóa β của FA, điều hòa giảm quá trình sinh lipid và ức chế quá trình vận chuyển và chuyển hóa FA, do đó làm chậm hiệu suất tăng trưởng. PO có hàm lượng n-6 PUFA cao hơn không làm suy yếu khả năng tăng trưởng, chuyển hóa lipid, khả năng chống oxy hóa và tình trạng sức khỏe, có thể là nguồn lipid tiềm năng cho S. paramamosain non.

Theo Xuexi Wang, Jinjin Liu, Shihui Cui, Ziyi Wang, Zihao Ye, Yifang Xu, Mengyao Tang, Chunxiu Li, Chaojia Chen, Yuan Huang, Weiqing Huang, Yi Zhang, Ziping Zhang

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352513424001042

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

Kỹ Thuật Nuôi, Tin Tức