Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) với khả năng chịu mặn rộng, tốc độ tăng trưởng nhanh và một số đặc điểm khác thích hợp cho nuôi thâm canh đã trở thành loài tôm nuôi quan trọng trên toàn cầu. Tuy nhiên, nhiều yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của tôm như: thay đổi độ pH, độ mặn, oxy hòa tan (DO), nhiệt độ, amoniac…
Ở tôm, mô gan tụy đã được các nhà nghiên cứu báo cáo như một công cụ để theo dõi tác động của các tác nhân gây căng thẳng môi trường có thể gây ra sự thay đổi siêu cấu trúc. Ví dụ, thay đổi độ pH có thể gây ra thay đổi hoặc tổn thương tế bào gan tụy. Tuy nhiên, đối với sự dao động nhiệt độ, cho đến nay vẫn chưa có thông tin chắc chắn về bất kỳ sự thay đổi nào của gan tụy. Chính vì vậy, trong nghiên cứu này sẽ làm sáng tỏ sự biến động nhiệt độ tác động đến tôm thẻ chân trắng ở độ mặn thấp.
Thiết lập nghiên cứu
Tôm thẻ chân trắng (trọng lượng trung bình 5,4±0,7g) từ một trang trại Quảng Đông, Trung Quốc và được nuôi thích nghi trong bể nước biển được lọc và sục khí trong 7 ngày trước khi thí nghiệm. Trong giai đoạn thích nghi, độ mặn và nhiệt độ của nước trong ao nuôi phù hợp với ao nuôi trang trại (độ mặn 5ppt, pH 8,3 và nhiệt độ 28±10C). Tôm được cho ăn thức ăn công nghiệp 3 lần/ngày với 5% trọng lượng cơ thể.
Những cá thể khỏe mạnh được chọn ngẫu nhiên chia thành 3 bể với 3 lần lặp lại và được đặt trong lồng ấp nhân tạo. Tiến hành giảm nhiệt độ từ 280C (AT, nhiệt độ thích nghi) xuống 130C với tốc độ làm mát là 7,50C mỗi ngày (giảm 2,50C trong 8 giờ). Sau khi giảm xuống 130C trong 24 giờ thì nhiệt độ nước được tăng trở lại 280C với cùng tốc độ.
Ở các điểm nhiệt độ khác nhau 28, 23, 18 và 130C trong 24 giờ trong quá trình làm mát và ở 18 và 280C trong quá trình làm ấm trở lại toàn bộ gan tụy từ tôm thí nghiệm được giải phẫu và bảo quản để phân tích thí nghiệm.
Kết quả nghiên cứu
Nghiên cứu cho thấy các phản ứng sinh lý khác nhau, bao gồm thay đổi mô gan tụy, nồng độ chất chuyển hóa trong huyết tương, biểu hiện của các gen khác nhau và các quá trình khác ở tôm L. vannamei tiếp xúc với nhiệt độ nước dao động (28 đến 13 đến 280C). Tất cả các phản ứng và quá trình này đều bị ảnh hưởng khi nhiệt độ giảm, nhưng thường phục hồi trong giai đoạn ấm lên trở lại và bằng chứng là tôm có thể thích nghi với một mức độ biến động nhiệt độ nhất định.
Gan tụy của tôm là cơ quan trọng yếu tham gia vào quá trình bài tiết, lột xác, các hoạt động trao đổi chất đa dạng và tích trữ năng lượng dự trữ. Kết quả nghiên cứu cho thấy số lượng và thể tích của một số tế bào (tế bào B) trong ống gan tụy đã tăng lên đáng kể sau khi tôm trải qua stress lạnh. Điều này có thể liên quan đến thực tế là tế bào B là nơi hấp thụ và tiêu hóa chất dinh dưỡng chính. Có thể do tốc độ tổng hợp và giải phóng enzyme tiêu hóa cao trong tế bào B đã thúc đẩy quá trình huy động chất dinh dưỡng trong ống gan tụy, giúp tôm thích nghi tốt hơn với điều kiện nhiệt độ.
Ở tôm, gan tụy được biết là có khả năng tự phục hồi cao. Các nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng L. vannamei có thể chữa tổn thương gan tụy sau khi tiếp xúc lâu dài với nồng độ kẽm thấp và độ pH thấp. Trọng lượng gan tụy của L. vannamei giảm đáng kể sau khi nhịn đói, nhưng sau đó tăng lên ngay sau khi tôm bắt đầu cho ăn trở lại. Trong nghiên cứu này, tổn thương mô của gan tụy đã được cải thiện sau khi tôm quay trở lại nhiệt độ nước cao hơn, phù hợp với các nghiên cứu trước đó.
Về những thay đổi trong huyết tương tôm (phần chất lỏng trong máu tôm, hemolymph) trong quá trình biến động nhiệt độ, cho thấy lipid và protein trong huyết tương tôm thẻ chân trắng L. vannamei phản ứng nhanh hơn với sự biến động nhiệt độ, trong khi mức glucose vẫn ổn định trước khi nhiệt độ nước thí nghiệm đạt 130C và phục hồi về mức độ thích nghi sau khi nhiệt độ tăng trở lại 280C.
Gan tụy thường có hàm lượng lipid cao và dường như là địa điểm chính cho quá trình tân tạo glucose ở tôm thẻ chân trắng. Do đó, kết hợp với kết quả mô học gan tụy và huyết tương quan sát có thể kết luận rằng sự gia tăng của các tế bào B trong gan tụy tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo đường để tổng hợp glucose từ protein và lipid, qua đó tôm cung cấp nhu cầu glucose dưới áp lực lạnh thực nghiệm. Tuy nhiên, sau khi nhiệt độ nước giảm xuống 130C, ống gán tụy vỡ khiến lipid và protein đi vào máu, dẫn đến hàm lượng lipid và protein trong huyết tương tăng lên, đồng thời hàm lượng glucose giảm do tổn thương gan tụy.
Miễn dịch không đặc hiệu đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ miễn dịch của động vật thủy sản. Tôm giống L. vannamei phụ thuộc hoàn toàn vào miễn dịch tế bào và dịch thể để ngăn ngừa tổn thương bên ngoài. Enzyme Alkaline Phosphatase (ALT) tham gia trực tiếp vào một số con đường trao đổi chất và đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch của tôm chống lại các mầm bệnh khác nhau, có thể là do nó giúp bảo vệ gan tụy và tan máu khỏi tổn thương do lạnh.
Phân tích nồng độ các chất chuyển hóa trong huyết tương cũng cho thấy hoạt động của enzyme ALT đạt mức cao nhất ở 130C hoạt động của ALT trong huyết tương tỷ lệ nghịch với sức khỏe của gan tụy. Phát hiện này phù hợp với các nghiên cứu trước đây và khẳng định khả năng tự sửa chữa của tôm thẻ chân trắng. Ngoài ra, sự biểu hiện của gen đã đánh giá trong nghiên cứu này, cũng như số lượng tế bào máu đã đạt đến mức cao nhất trong gan tụy.
Quan điểm
Kết quả nghiên cứu cho thấy protein và lipid là nguồn năng lượng chính của tôm thẻ chân trắng L. vannamei trong quá trình biến động nhiệt độ. Trong giai đoạn làm ấm lại, tất cả các triệu chứng mô bệnh học được đánh giá thường đảo ngược và tất cả nồng độ chất chuyển hóa trong huyết tương và biểu hiện gen trở lại mức nhiệt độ thích nghi. Nhìn chung, các kết quả cho thấy rằng, tôm thẻ chân trắng có thể thích nghi với một mức độ biến động nhiệt độ nhất định, nhưng cơ chế thích ứng chi tiết ở loài tôm này cần được nghiên cứu thêm.
Ngọc Anh (Lược dịch)
