English
中文 (中国)
Tổn thương gan tụy, ruột giữa, cơ và mang tăng dần theo nồng độ amoniac, nitrit và sunfua tăng dần
Trong nuôi tôm, dịch bệnh là nguyên nhân gây thiệt hại kinh tế lớn trên toàn cầu, bắt nguồn từ sự tương tác phức tạp giữa vật chủ, mầm bệnh và môi trường. Trong đó, các yếu tố gây stress từ môi trường thường đóng vai trò chất xúc tác, làm tăng nguy cơ bùng phát dịch bệnh. Hệ thống nuôi thủy sản thường chứa nhiều chất độc hại như kim loại nặng, amoniac, nitrit và sunfua. Khi tích tụ trong cơ thể sinh vật thủy sinh, các chất này có thể kích thích phản ứng miễn dịch, rối loạn sinh lý và làm tăng mức độ nhạy cảm với bệnh tật.
Đặc biệt, nitơ amoniac là một chỉ số quan trọng trong quản lý chất lượng nước. Nó phát sinh chủ yếu từ quá trình phân hủy thức ăn thừa và chất thải của động vật nuôi. Nếu nồng độ nitơ amoniac vượt ngưỡng cho phép, nó có thể ức chế tăng trưởng, gia tăng tần suất lột xác, gây tổn thương đến mang và gan tụy, đồng thời ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống chống oxy hóa và quá trình trao đổi chất hô hấp của tôm.
Trong quá trình nuôi tôm, việc tích tụ thức ăn thừa, phân tôm và hệ thống tuần hoàn nước kém có thể làm gia tăng nồng độ nitrit trong nước, thậm chí lên đến 20 mg/L. Nồng độ nitrit cao khiến tôm bị căng thẳng sinh lý, gây ra nhiều hệ lụy như tăng trưởng chậm, dị dạng và gia tăng tỷ lệ chết. Đặc biệt, nitrit còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến gan tụy, cơ quan chuyển hóa quan trọng ở tôm gây hiện tượng co tế bào, ly giải mô, hình thành không bào và tổn thương oxy hóa, từ đó làm tăng nguy cơ apoptosis (chết tế bào theo chương trình).
Bên cạnh đó, sulfide sinh ra trong điều kiện yếm khí do quá trình phân hủy chất hữu cơ và khử sulfate cũng là mối nguy tiềm tàng. Sulfide thường tích tụ trong lớp nền và trầm tích đáy ao. Tôm, vốn là loài giáp xác nhạy cảm, có ngưỡng chịu đựng sulfide thấp hơn nhiều so với các sinh vật đáy không xương sống khác. Căng thẳng do sulfide có thể gây tổn thương cấu trúc mô mang và ruột, kích hoạt phản ứng miễn dịch bất thường, đồng thời ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng điều hòa thẩm thấu và cơ chế phòng vệ kháng khuẩn tự nhiên của tôm.
Bài viết này – tóm tắt từ ấn phẩm gốc (Han, L. et al. 2025. Phân tích so sánh về khả năng sống sót và tổn thương mô của các yếu tố căng thẳng môi trường khác nhau ở tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei. Báo cáo miễn dịch học so sánh Tập 8, tháng 6 năm 2025, 200219) – báo cáo về một nghiên cứu so sánh tỷ lệ sống và mức độ tổn thương mô của tôm thẻ chân trắng L. vannamei ở các nồng độ amoniac, nitrit và sunfua khác nhau trong hệ thống thủy sinh, tỷ lệ sống của tôm và mức độ tổn thương của các mô khác nhau; những dữ liệu này cung cấp tài liệu tham khảo để duy trì các điều kiện chất lượng nước trong quá trình nuôi tôm.
Thiết lập nghiên cứu
L. vannameiđược lấy từ một trang trại thương mại của Công ty TNHH Công nghệ Thủy sản Trung Chính Hainan). Tôm (12,77 ± 2,76g). Dựa trên các nghiên cứu thực nghiệm trước đây về nồng độ căng thẳng của ba loại hóa chất khác nhau, bao gồm amoniac, nitrit và sunfua trong L. vannamei, L. vannameiđược lấy từ một trang trại thương mại của Công ty TNHH Công nghệ Thủy sản Trung Chính Hainan). Tôm (12,77 ± 2,76g) được chia thành 10 nhóm, mỗi nhóm 80 con và chịu các tác nhân gây căng thẳng khác nhau, bao gồm một nhóm đối chứng (không có tác nhân gây căng thẳng); Nhóm A1 (10 mg/L amoniac-N); Nhóm A2 (20 mg/L amoniac-N); Nhóm A3 (30 mg/L amoniac-N); Nhóm Y1 (20 mg/L nitrit-N); Nhóm Y2 (40 mg/L nitrit-N); Nhóm Y3 (60 mg/L nitrit-N); Nhóm S1 (2 mg/L sunfua); Nhóm S2 (sulfide 3 mg/L); và nhóm S3 (sulfide 4 mg/L).
Cứ mỗi 12 giờ, một nửa lượng nước biển trong hệ thống được thay mới bằng nước có cùng nồng độ muối. Các chỉ số như nồng độ amoniac, nitrit và sunfua trong nước được theo dõi và phát hiện kịp thời bằng phương pháp quang phổ. Số lượng tôm sống sót trong từng nhóm chịu stress được ghi nhận sau mỗi 12 giờ, đồng thời tôm chết cũng được loại bỏ ngay để tránh ảnh hưởng đến kết quả. Trong suốt 132 giờ thử nghiệm, tôm không được cho ăn khi tiếp xúc với các yếu tố gây căng thẳng như amoniac, nitrit và sunfua. Kết thúc thí nghiệm, gan tụy, ruột giữa, cơ và mang của bốn cá thể đại diện từ mỗi nhóm được lấy mẫu để tiến hành phân tích mô học.
Để biết thông tin chi tiết về thiết kế thử nghiệm, thu thập dữ liệu và phân tích, hãy tham khảo ấn phẩm gốc.
Kết quả và thảo luận
Hình 1A–C trình bày tỷ lệ sống tích lũy của tôm thẻ chân trắng (L. vannamei) dưới các mức độ khác nhau của stress do amoniac, nitrit và sulfide. Tỷ lệ sống có xu hướng giảm dần ở tất cả các nhóm khi thời gian tiếp xúc với stress kéo dài. Đặc biệt, sự sụt giảm đáng kể được ghi nhận trong khoảng từ 120 đến 132 giờ ở một số nhóm xử lý, và tỷ lệ sống thường thấp hơn rõ rệt so với nhóm đối chứng.
Trong môi trường nước, độc tính của nitơ amoniac ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ sống của động vật thủy sinh, dẫn đến giảm tỷ lệ sống của tôm được thử nghiệm. Kết quả nghiên cứu này cho thấy ba nồng độ amoniac khác nhau (nhóm A1: 10 mg/L amoniac-N, nhóm A2: 20 mg/L amoniac-N, nhóm A3: 30 mg/L amoniac-N) làm giảm tỷ lệ sống của tôm so với nhóm đối chứng, nhưng không có sự khác biệt đáng kể giữa ba nồng độ nitơ amoniac đến tỷ lệ sống của tôm, có thể là do độ dốc nitơ amoniac giữa ba nồng độ quá nhỏ để có tác động đáng kể đến tỷ lệ chết của tôm.
Nitrit là một chất độc phổ biến, hiện diện rộng rãi trong các hệ thống thủy sinh. Đây không chỉ là sản phẩm trung gian độc hại được hình thành trong quá trình nitrat hóa amoniac, mà còn có thể xuất hiện từ quá trình khử nitrat bởi vi khuẩn trong chu trình nitơ. Khi tôm tiếp xúc với nitrit trong thời gian dài, có thể dẫn đến các tổn thương mô học nghiêm trọng và làm tăng tỷ lệ chết.
Gan tụy được xem là cơ quan miễn dịch quan trọng nhất của tôm. Không chỉ đảm nhiệm chức năng tiêu hóa, hấp thụ và dự trữ chất dinh dưỡng, gan tụy còn đóng vai trò then chốt trong việc duy trì cân bằng trao đổi chất và loại bỏ các chất độc hại ra khỏi cơ thể. Khi môi trường bị tác động bởi ba yếu tố bất lợi, gan tụy thường chịu tổn thương đáng kể. Nguyên nhân có thể là do cơ quan này phải gánh vác áp lực quá lớn trong việc xử lý và giải độc, dẫn đến tổn thương mô và suy giảm chức năng hoạt động.
Các mô gan tụy bị tổn thương nghiêm trọng hơn dưới tác động của stress nitrit, có thể ảnh hưởng lớn hơn đến chức năng miễn dịch và hệ thống trao đổi chất của tôm, và tác động của các nồng độ hóa chất khác nhau lên hệ thống gan tụy sau đó sẽ được đánh giá đầy đủ kết hợp với các phân tích phiên mã và chuyển hóa.
Đường ruột của động vật thủy sinh là cơ quan quan trọng để hấp thụ chất dinh dưỡng và miễn dịch, và hàng rào ruột ảnh hưởng đến sức khỏe của tôm. Hàng rào ruột là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại các bệnh nhiễm trùng do mầm bệnh và căng thẳng môi trường ở tôm, liên quan đến tính toàn vẹn về cấu trúc, thành phần vi khuẩn và hợp chất miễn dịch niêm mạc. Tính toàn vẹn và trạng thái viêm của ruột động vật đã được sử dụng để đánh giá sức khỏe đường ruột của động vật.
Kết quả của chúng tôi cho thấy cả ba loại hóa chất đều gây tổn thương ruột giữa của L. vannamei, với sự phân mảnh hoại tử của các tế bào biểu mô và một số tế bào biểu mô tách khỏi màng đáy xảy ra ở tất cả các loại này. Ruột giữa là cơ quan quan trọng để tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng ở tôm, và sự phá vỡ cấu trúc của nó có thể ảnh hưởng đến quá trình tiết enzyme tiêu hóa. Khả năng tiết enzyme tiêu hóa có thể tương quan với tổn thương cấu trúc mô và enzyme tiêu hóa có thể bị suy yếu khi nồng độ của ba yếu tố môi trường tăng lên, trong đó stress nitrit có khả năng làm suy yếu khả năng tiết enzyme tiêu hóa nhiều hơn stress amoniac và sulfide.
Chất lượng thịt cao là động lực quan trọng để người tiêu dùng mua, vì vậy chất lượng cơ của tôm thẻ L. vannamei là yếu tố quan trọng đối với người nông dân. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy cả ba nồng độ nitrit đều khiến cơ bị vỡ thành từng mảnh, với sự phân bố không đều của nhân và sự kết tụ nhân, cho thấy cả ba nồng độ nitrit đều gây tổn thương nghiêm trọng cho cơ. Các cơ dưới ba nồng độ ứng suất sunfua khác nhau đã bị phân mảnh và đứt sợi cơ, và mức độ phân mảnh cơ ở nhóm S3 nghiêm trọng hơn so với nhóm S1 và S2, cho thấy nồng độ sunfua càng cao thì tổn thương ở cơ càng lớn.
Chúng tôi nhận thấy rằng nitrit có xu hướng gây tổn thương cơ nghiêm trọng hơn so với amoniac và sulfua. Ở nhóm Y1, các mô cơ bị phân mảnh nhiều hơn so với nhóm A1 và S1. Tình trạng tách rời giữa các bó cơ liền kề cũng rõ rệt hơn ở nhóm Y2 so với A2 và S2. Trong khi đó, các nhóm A3, Y3 và S3 đều ghi nhận tổn thương nghiêm trọng ở mô cơ, với các sợi cơ bị rách nặng và mô bị phân tách thành từng khối rõ rệt.
Mang là cơ quan thiết yếu đối với hô hấp và điều hòa nội môi ở giáp xác. Ngoài vai trò là cơ quan hô hấp chính của tôm, mang còn đảm nhiệm các chức năng quan trọng như điều hòa thẩm thấu, bài tiết nitơ, và tham gia vào phản ứng miễn dịch nhằm loại bỏ mầm bệnh. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy các sợi mang dần bị biến dạng, từ trạng thái sắp xếp gọn gàng ban đầu chuyển sang co lại và biến dạng ngày càng rõ theo sự gia tăng nồng độ nitơ amoniac. Điều này phản ánh mức độ tổn thương mang tỷ lệ thuận với nồng độ nitơ amoniac trong môi trường.
Ba mức nồng độ nitrit khác nhau đều gây ra hiện tượng co thắt sợi mang ngày càng nghiêm trọng, kèm theo sự mỏng đi và đứt gãy của lớp biểu bì khi nồng độ tăng cao. Điều này cho thấy nitrit gây tổn thương lớn hơn cho các sợi mang ở nồng độ cao. Nhìn chung, so với amoniac và sunfua, nitrit gây hại cho các sợi mang nghiêm trọng hơn. Tổn thương mô nặng nề do nồng độ cao của cả ba tác nhân gây căng thẳng có thể làm suy giảm chức năng bài tiết của mang, từ đó dẫn đến sự tích tụ các chất chuyển hóa độc hại trong cơ thể. Trong tương lai, các nghiên cứu tiếp theo có thể kiểm chứng giả thuyết này thông qua việc phân tích hoạt động của các enzyme điều hòa ion và biểu hiện gen liên quan đến chức năng bài tiết tại mô mang.
Kết luận
Nghiên cứu này đã khảo sát tác động của các yếu tố gây stress gồm amoniac, nitrit và sunfua đối với tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei), tập trung vào tỷ lệ sống và tổn thương mô. Kết quả cho thấy cả ba hợp chất đều làm giảm đáng kể tỷ lệ sống của tôm, đồng thời mức độ tổn thương mô gia tăng theo nồng độ stress. Đặc biệt, nitrit gây ra tổn thương mô nghiêm trọng hơn so với amoniac và sunfua.
Những phát hiện này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát và quản lý chất lượng nước trong các hệ thống nuôi tôm, nhằm hạn chế tác động tiêu cực từ các tác nhân gây căng thẳng môi trường phổ biến. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung làm rõ cơ chế sinh lý và phân tử liên quan, từ đó xây dựng các chiến lược can thiệp hiệu quả để nâng cao khả năng chống chịu và phục hồi của tôm trong điều kiện nuôi thâm canh.
Theo Lulu Han, Peiyu Yan, Mengqiang Wan
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh
Xem thêm:
- Chiến lược nuôi trồng tôm thẻ chân trắng cỡ lớn (Litopenaeus vannamei) ở các vùng bán khô hạn của Ả Rập Xê Út
- Hỗn hợp vi khuẩn từ tảo sống cho thấy triển vọng thay thế kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản
- Tác dụng của taurine trong khẩu phần ăn đối với sự trưởng thành và tình trạng sức khỏe của tôm thẻ chân trắng bố mẹ