Phần 2: Ảnh Hưởng Của Bột Hoa Cúc Tím (Echinacea purpurea) Trong Khẩu Phần Ăn Đến Sự Tăng Trưởng, Tỷ Lệ Sống, Hệ Thống Miễn Dịch Chống Oxy Hóa Và Khả Năng Chống Chịu Các Tác Động Từ Môi Trường Ở Tôm Thẻ Chân Trắng Litopenaeus vannamei

3. Kết quả

3.1. Các thông số tăng trưởng

Bảng 5 trình bày các chỉ tiêu tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm được nuôi bằng khẩu phần có bổ sung các mức EPP khác nhau. Kết quả cho thấy tôm được cho ăn khẩu phần chứa 5% và 10% EPP đạt mức tăng trọng (WG) cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (P < 0,05). Đối với tốc độ tăng trưởng đặc hiệu (SGR), không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức (P > 0,05), mặc dù các nhóm bổ sung 5% và 10% EPP có xu hướng đạt giá trị SGR cao hơn so với nhóm đối chứng. Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) ở các nhóm được bổ sung 5% và 10% EPP thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (P < 0,05). Trong khi đó, tỷ lệ sống không khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa nhóm đối chứng và các nhóm được bổ sung EPP (P > 0,05).

Bảng 5. Các thông số tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) được cho ăn các chế độ ăn có chứa 2,5%, 5% và 10% bột Echinacea purpurea (EPP) sau 68 ngày thử nghiệm cho ăn.

Các từ viết tắt: W _i = trọng lượng ban đầu, Wf = trọng lượng cuối cùng, WG = tăng trọng lượng, L _i = chiều dài ban đầu, TLI = tổng mức tăng chiều dài, SGR = tốc độ tăng trưởng riêng, FCR = tỷ lệ chuyển đổi thức ăn, SR = tỷ lệ sống

Dữ liệu (trung bình ± độ lệch chuẩn) có các chữ cái khác nhau cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức theo kiểm định ANOVA (P < 0,05).

3.2. Các thông số sinh hóa và miễn dịch chống oxy hóa trong dịch máu

Kết quả các chỉ tiêu miễn dịch và chống oxy hóa trong dịch máu được trình bày ở Hình 1. Hoạt tính của các enzyme chống oxy hóa và miễn dịch, bao gồm GPX (Hình 1B), SOD (Hình 1C) và lysozyme (Hình 1D), cao hơn có ý nghĩa thống kê ở các nhóm tôm được bổ sung EPP trong khẩu phần so với nhóm đối chứng (P < 0,05). Ngược lại, hoạt tính CAT (Hình 1A) ghi nhận ở nhóm đối chứng cao hơn đáng kể so với các nhóm được bổ sung EPP (P < 0,05). Ngoài ra, hàm lượng protein (Hình 1E) và albumin (Hình 1F) trong dịch máu của tôm được cho ăn khẩu phần chứa 2,5%, 5% và 10% EPP cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (P < 0,05).

3.3. Các thông số huyết học

Kết quả các chỉ tiêu huyết học của tôm được cho ăn khẩu phần có bổ sung các mức EPP khác nhau được trình bày trong Hình 2. Tổng số tế bào máu (Hình 2A) và số lượng tế bào bán hạt (Hình 2D) ở các nghiệm thức bổ sung EPP cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (P < 0,05). Ngược lại, số lượng tế bào trong suốt không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm được bổ sung EPP và nhóm đối chứng (Hình 2B; P > 0,05). Đối với tế bào hạt lớn, số lượng tế bào ở các nghiệm thức bổ sung 2,5% và 5% EPP cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (Hình 2C; P < 0,05).

3.4. Biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch

Kết quả các chỉ tiêu huyết học của tôm được cho ăn khẩu phần có bổ sung các mức EPP khác nhau được trình bày trong Hình 2. Tổng số tế bào máu (Hình 2A) và số lượng tế bào bán hạt (Hình 2D) ở các nghiệm thức bổ sung EPP cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (P < 0,05). Ngược lại, số lượng tế bào trong suốt không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm được bổ sung EPP và nhóm đối chứng (Hình 2B; P > 0,05). Đối với tế bào hạt lớn, số lượng tế bào ở các nghiệm thức bổ sung 2,5% và 5% EPP cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (Hình 2C; P < 0,05).

3.5. Thách thức về độ pH và nhiệt độ thấp

Tỷ lệ sống của tôm sau khi tiếp xúc với các tác nhân gây stress môi trường được trình bày trong Bảng 6. Tỷ lệ sống của tôm L. vannamei được cho ăn chế độ ăn có chứa 2,5–10% EPP cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng sau khi tiếp xúc với độ pH thấp (4,5) và cao (9,5), và nhiệt độ lạnh (4°C) ( P  < 0,05).

Bảng 6. Tỷ lệ sống (%) của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) được cho ăn bột Echinacea purpurea (EPP) với nồng độ 0, 2,5, 5 và 10% sau 24 giờ tiếp xúc với điều kiện pH thấp (4,5) và cao (9,5), và nhiệt độ lạnh (4°C).

* Dữ liệu (trung bình ± độ lệch chuẩn) có các chữ cái khác nhau cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức theo kiểm định ANOVA (P < 0,05).

4. Thảo luận

E. purpurea được biết đến rộng rãi trên thế giới nhờ các đặc tính điều hòa miễn dịch và chống viêm mạnh mẽ. Những tác dụng này chủ yếu bắt nguồn từ sự hiện diện của nhiều hợp chất chuyển hóa thứ cấp, bao gồm alkamide, các dẫn xuất axit caffeic, polysaccharid, glycoprotein và phytosterol (Barnes và cs., 2005). Các hợp chất này có khả năng tương tác với nhiều con đường truyền tín hiệu miễn dịch khác nhau, đặc biệt là các con đường liên quan đến miễn dịch bẩm sinh và cơ chế điều hòa stress oxy hóa. Ở các loài thủy sản, các phụ gia có nguồn gốc thực vật giàu hoạt chất sinh học đã được chứng minh có khả năng cải thiện tăng trưởng, tăng cường miễn dịch và nâng cao khả năng chống chịu stress thông qua việc điều hòa quá trình trao đổi chất và các chuỗi tín hiệu miễn dịch một cách hiệu quả (Moustafa, 2023). Trong bối cảnh đó, nghiên cứu hiện tại cho thấy việc bổ sung bột E. purpurea (EPP) vào khẩu phần ăn đã cải thiện đáng kể hiệu suất tăng trưởng, đáp ứng miễn dịch chống oxy hóa, biểu hiện các gen miễn dịch và khả năng chống chịu với các yếu tố gây stress môi trường ở tôm L. vannamei, qua đó khẳng định tiềm năng của EPP như một phụ gia thức ăn chức năng.

Tôm được cho ăn khẩu phần bổ sung 5% và 10% EPP có mức tăng trọng cao hơn đáng kể và hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) thấp hơn so với nhóm đối chứng. Tác dụng thúc đẩy tăng trưởng này được cho là liên quan đến các hợp chất có trong EPP, bao gồm phytol, γ-sitosterol, vitamin E và ethyl ester của axit linoleic. Những hợp chất này được ghi nhận có khả năng cải thiện việc sử dụng chất dinh dưỡng, điều hòa chuyển hóa lipid và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng ở cấp độ tế bào (Attarzadeh và cộng sự, 2020; Qayumovich, 2022). Trong đó, phytol được báo cáo có khả năng kích hoạt con đường tín hiệu của thụ thể hoạt hóa tăng sinh peroxisome (PPAR), từ đó điều hòa quá trình chuyển hóa lipid và cân bằng năng lượng, góp phần cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn và thúc đẩy tăng trưởng. Những tác động tương tự của các chiết xuất thực vật chứa phytol đối với tăng trưởng đã được ghi nhận trên cá chép thường, cá rô phi và cá đối xám (Ahani và cộng sự, 2024; Guz và cộng sự, 2025; Hoseini và cộng sự, 2021).

γ-Sitosterol có thể góp phần nâng cao hiệu quả này thông qua việc điều hòa tính thấm của màng ruột và các tín hiệu hormone liên quan đến steroid, từ đó cải thiện khả năng hấp thu dinh dưỡng và thúc đẩy tăng trưởng. Bên cạnh đó, vitamin E và ethyl ester của axit linoleic có tác dụng bổ trợ lẫn nhau trong việc bảo vệ màng tế bào khỏi quá trình peroxy hóa lipid, đồng thời hỗ trợ tính linh hoạt trong trao đổi chất. Vai trò này đặc biệt quan trọng đối với các loài giáp xác trong giai đoạn tăng trưởng nhanh. Tuy nhiên, mặc dù việc bổ sung 10% EPP giúp cải thiện hiệu suất tăng trưởng, các chỉ tiêu miễn dịch và mức độ biểu hiện gen không tiếp tục gia tăng tương ứng ở mức bổ sung này. Điều này cho thấy có thể tồn tại một ngưỡng sinh lý nhất định, vượt quá ngưỡng đó việc bổ sung thêm EPP không mang lại lợi ích bổ sung. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây, trong đó cho thấy việc sử dụng quá mức các phụ gia có nguồn gốc thực vật có thể làm phát sinh chi phí trao đổi chất hoặc kích hoạt các cơ chế phản hồi bất lợi, từ đó hạn chế tác dụng kích thích miễn dịch ở các liều lượng cao hơn (Kesselring và cs., 2021; Lee và cs., 2024).

Việc bổ sung EPP vào khẩu phần ăn đã làm tăng đáng kể hoạt động của các enzyme chống oxy hóa chủ chốt như superoxide dismutase (SOD) và glutathione peroxidase (GPx), đồng thời nâng cao hoạt tính lysozyme cũng như nồng độ protein tổng số và albumin trong huyết thanh. Những kết quả này cho thấy sự tăng cường khả năng chống oxy hóa và đáp ứng miễn dịch bẩm sinh của vật nuôi. Các phản ứng này được cho là xuất phát từ tác động hiệp đồng của các hợp chất chống oxy hóa có trong EPP, bao gồm phytol, 2,4-di-tert-butylphenol, γ-sitosterol và vitamin E. Các hợp chất này được biết đến với khả năng loại bỏ các gốc oxy phản ứng và điều hòa các con đường tín hiệu nhạy cảm với trạng thái oxy hóa–khử, chẳng hạn như Nrf2 và MAPK (Zhao và cộng sự, 2020). Sự hoạt hóa các con đường tín hiệu này có thể thúc đẩy quá trình phiên mã của các enzyme chống oxy hóa, từ đó làm giảm tổn thương oxy hóa trong cả điều kiện bình thường và điều kiện chịu stress.

Sự gia tăng tổng số tế bào máu, đặc biệt là nhóm tế bào máu hạt lớn và bán hạt, tiếp tục khẳng định vai trò kích thích miễn dịch của EPP. Các quần thể tế bào máu này giữ vai trò quan trọng trong các cơ chế bảo vệ miễn dịch của giáp xác, bao gồm thực bào, bao bọc tác nhân gây bệnh và hoạt hóa hệ thống prophenoloxidase (proPO) (Amparyup và cộng sự, 2013; Kulkarni và cộng sự, 2021). Chúng tôi cho rằng các hợp chất hoạt tính sinh học có trong EPP có thể thúc đẩy quá trình tăng sinh và biệt hóa chức năng của tế bào máu thông qua các con đường tín hiệu miễn dịch, tương tự cơ chế hoạt hóa qua trung gian NF-κB đã được ghi nhận ở các loài động vật không xương sống khác. Sự gia tăng đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào máu tương tự cũng đã được báo cáo ở tôm được bổ sung các phụ gia có nguồn gốc thực vật giàu polyphenol và sterol trong khẩu phần ăn (Lee và cộng sự, 2024).

Sự gia tăng đáng kể mức biểu hiện của các gen liên quan đến miễn dịch, bao gồm LGBP, α2-M, integrin β, PX và proPO1, đã cung cấp bằng chứng ở cấp độ phân tử về khả năng hoạt hóa hệ miễn dịch do EPP gây ra. Các gen này giữ vai trò quan trọng trong quá trình nhận diện mầm bệnh, bám dính tế bào miễn dịch, hình thành sắc tố melanin và thực hiện các phản ứng gây độc tế bào (Fajardo và cộng sự, 2022; Mai và cộng sự, 2021). Mức biểu hiện LGBP tăng nhất quán ở các nghiệm thức bổ sung EPP cho thấy hoạt động của các thụ thể nhận diện mẫu được tăng cường, qua đó có thể thúc đẩy quá trình truyền tín hiệu miễn dịch ở giai đoạn sớm sau khi tiếp xúc với mầm bệnh. Bên cạnh đó, sự gia tăng biểu hiện của proPO1 và PX cũng cho thấy hệ thống phenoloxidase được hoạt hóa, đây là một trong những cơ chế tác động quan trọng của hệ miễn dịch bẩm sinh ở tôm (Fan và cộng sự, 2013; Trejo-Flores và cộng sự, 2018).

Đáng chú ý, mức độ biểu hiện của các gen miễn dịch đạt cao nhất ở các nghiệm thức bổ sung EPP 2,5% và 5%, trong khi việc tăng nồng độ lên 10% không làm gia tăng tương ứng phản ứng này. Kết quả đó cho thấy EPP ở mức bổ sung vừa phải có khả năng kích thích hiệu quả các con đường truyền tín hiệu miễn dịch, trong khi nồng độ cao hơn có thể kích hoạt các cơ chế điều hòa nhằm làm giảm phản ứng phiên mã để duy trì trạng thái cân bằng nội môi. Hiện tượng điều hòa miễn dịch phụ thuộc liều lượng tương tự cũng đã được ghi nhận đối với nhiều loại phụ gia có nguồn gốc thực vật khác và có thể liên quan đến cơ chế ức chế phản hồi trong mạng lưới truyền tín hiệu miễn dịch (Eslami và cộng sự, 2025; Niroomand và cộng sự, 2024).

Sự gia tăng tỷ lệ sống của tôm được bổ sung EPP khi đối mặt với các điều kiện pH và nhiệt độ khắc nghiệt tiếp tục khẳng định ý nghĩa chức năng của các đáp ứng chống oxy hóa và miễn dịch đã được ghi nhận. Các tác nhân gây stress từ môi trường, chẳng hạn như pH cực đoan và nhiệt độ thấp, có thể làm mất cân bằng axit–bazơ, suy giảm chức năng miễn dịch và gia tăng stress oxy hóa ở giáp xác. Chúng tôi cho rằng việc bổ sung EPP góp phần nâng cao khả năng chống chịu stress thông qua việc tăng cường hệ thống phòng vệ chống oxy hóa và duy trì trạng thái sẵn sàng của hệ miễn dịch, từ đó hạn chế những rối loạn sinh lý do stress gây ra (Chang và cộng sự, 2024; Moghadam và cộng sự, 2022). Hiệu quả bảo vệ tổng hợp này đặc biệt có ý nghĩa trong bối cảnh biến động môi trường ngày càng gia tăng do tác động của biến đổi khí hậu và quá trình thâm canh nuôi trồng thủy sản.

5. Kết luận

Nhìn chung, các kết quả nghiên cứu ủng hộ giả thuyết rằng các hợp chất hoạt tính sinh học trong EPP tác động hiệp đồng nhằm thúc đẩy tăng trưởng, tăng cường khả năng miễn dịch và nâng cao sức chịu đựng đối với các điều kiện stress thông qua việc điều hòa hiệu quả quá trình trao đổi chất, hệ thống phòng vệ chống oxy hóa, đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào máu và các con đường truyền tín hiệu của các gen miễn dịch. Kết quả cũng cho thấy mức bổ sung EPP 5% là tối ưu, mang lại hiệu quả tăng cường miễn dịch cao nhất mà không gây áp lực lên quá trình trao đổi chất hoặc dẫn đến hiện tượng điều hòa ức chế. Những phát hiện về cơ chế tác động này cung cấp cơ sở cho việc sử dụng E. purpurea như một chất phụ gia thực vật chức năng trong nuôi tôm.

Theo Morteza Raoofi, Arash Akbarzadeh, Ahmad Noori, Mohammad Niroomand, Leila Abdoli

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352513426002620?fr=RR-2&ref=pdf_download&rr=a0d6c3147981f8e4

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

Xem thêm:

• Nuôi Cá Rô Phi Lai Trong Hệ Thống Sản Xuất Sinh Học Ngoài Trời
• Nồng Độ Nitrat Cao Gây Độc Cho Tôm
• Glutamate Tăng Cường Khả Năng Kháng Khuẩn Của Tôm Bằng Cách Tăng Cường Khả Năng Miễn Dịch Tế Bào Của Tôm