[Người Nuôi Tôm] – Các chất độc hại như amoniac, nitrit và sunfua trong môi trường nuôi có thể gây tổn thương gan tụy, ruột giữa, cơ và mang của tôm thẻ chân trắng, mức độ tổn thương tăng theo nồng độ chất độc.

Amoniac sinh ra từ phân và thức ăn thừa là chỉ số quan trọng trong quản lý nước. Khi vượt ngưỡng, nó làm giảm tăng trưởng, tăng tần suất lột xác, phá hủy mang và gan tụy, đồng thời ảnh hưởng đến hệ thống chống oxy hóa và trao đổi chất. Nitrit thường tích tụ do tuần hoàn nước kém, có thể đạt tới 20 mg/L, gây tăng trưởng bất thường, tử vong cao và tổn thương gan tụy nghiêm trọng như co tế bào, tạo không bào, oxy hóa và apoptosis (chết tế bào theo chương trình). Sunfua hình thành trong điều kiện yếm khí từ quá trình phân hủy hữu cơ và khử sulfate, tồn tại phổ biến trong đáy ao. Tôm rất nhạy cảm với sunfua, chất này phá hủy cấu trúc mô mang và ruột, kích hoạt phản ứng miễn dịch và ảnh hưởng đến chức năng thẩm thấu, kháng khuẩn.

 

I. Thiết lập nghiên cứu

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei, khối lượng trung bình 12,77 ± 2,76 g) được lấy từ một trang trại thương mại của Công ty TNHH Công nghệ Thủy sản Trung Chính (Hainan). Dựa trên các nghiên cứu thực nghiệm trước đó về ngưỡng gây căng thằng của ba loại hóa chất là amoniac, nitrit và sunfua, tôm được chia thành 10 nhóm, mỗi nhóm gồm 80 cá thể và chiu các tác nhân gây căng thẳng khác nhau. Cụ thể, các nhóm thí nghiệm bao gồm:

• Nhóm đối chứng: không tiếp xúc với tác nhân gây căng thẳng

• Nhóm A1, A2, A3: tiếp xúc với amoniac-N ở các nồng độ 10, 20 và 30 mg/L.

• Nhóm Y1, Y2, Y3: tiếp xúc với nitrit-N ở nồng độ 20, 40 và 60 mg/L.

• Nhóm S1, S2, S3: tiếp xúc với sunfua ở nồng độ 2,3 và 4 mg/L.

Trong suốt 132 giờ thử nghiệm, tôm không được cho ăn. Một nửa lượng nước biển được thay mới mỗi 12 giờ bằng nước có cùng nồng độ tác nhân. Nồng độ amoniac, nitrit và sunfua trong nước được theo dõi định kỳ bằng phương pháp quang phố. Số lượng tôm sống sót được ghi nhận sau mỗi 12 giờ; tôm chết được loại bỏ kịp thời để tránh ảnh hưởng đến kết quả. Kết thúc thí nghiệm, từ mỗi nhóm, bốn cá thể tôm được chọn để lấy mẫu gan tụy, ruột giữa, cơ và mang, phục vụ phân tích mô học nhằm đánh giá mức độ tổn thương dưới tác động của các tác nhân gây căng thẳng.

Hình 1: Đường cong sống sót tích lũy của L. vannamei dưới các yếu tố căng thẳng môi trường khác nhau

 

II. Kết quả và thảo luận

Tỷ lệ sống sót tích lũy của L. vannamei dưới ảnh hưởng của các mức độ stress do amoniac, nitrit và sunfua được trình bày trong Hình 1A-C. Kết quả cho thấy, tỷ lệ sống sót có xu hướng giảm dần theo thời gian tiếp xúc với các tác nhân gây stress, đặc biệt rõ rệt trong giai đoạn từ 120- 132 giờ. Nhiều nhóm xử lý ghi nhận mức sống sót giảm đáng kể so với nhóm đối chứng, cho thấy tác động tiêu cực rõ rệt của các chất độc này lên khả năng sống sót của tôm.

Trong môi trường nước, nitơ amoniac là một chất độc có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sống còn của động vật thủy sinh, bao gồm tôm. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cả ba nồng độ amoniac được thử nghiệm (A1: 10 mg/L, A2: 20 mg/L, A3: 30 mg/L) đều làm giảm tỷ lệ sống của L. vannamei so với nhóm đối chứng. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa ba nồng độ này không có ý nghĩa thống kê, có thể do chênh lệch nồng độ chưa đủ lớn để tạo ra tác động sinh học rõ rệt. Nitrit, một chất độc phổ biến trong hệ thống nuôi trồng thủy sản, không chỉ làsản phẩm trung gian của quá trình nitrat hóa amoniac mà còn là kết quả của quá trình khử nitrat do vi khuẩn trong chu trình nitơ. Khi tôm tiếp xúc kéo dài với nitrit, các tổn thương mô học có thể xảy ra, dẫn đến tỷ lệ tử vong tăng cao.

Gan tụy là cơ quan miễn dịch lớn nhất và đóng vai trò sống còn trong hoạt động tiêu hóa, hấp thu, dự trữ dinh dưỡng, cũng như giải độc ở tôm. Dưới tác động của amoniac, nitrit và sunfua, gan tụy phải chịu áp lực lớn trong việc duy trì cân bằng trao đổi chất và loại bỏ độc tố. Điều này dẫn đến các tổn thương cấu trúc mô nghiêm trọng được ghi nhận trong nghiên cứu, phản ánh gánh nặng sinh lý mà tôm phải đối mặt khi sống trong môi trường nước ô nhiễm.

Hình 2: Những thay đổi của mô gan tụy ở tôm thẻ chân trắng L. vannamei sau 132 giờ tiếp xúc (phóng đại 200 lần). (A) Nhóm A1 (10 mg/L amoniac-N); (B) Nhóm A2 (20 mg/L amoniac-N); (C) Nhóm A3 (30 mg/L amoniac-N); (D) Nhóm Y1 (20 mg/L nitrit-N); (E) Nhóm Y2 (40 mg/L nitrit-N); (F) Nhóm Y3 (60 mg/L nitrit-N); (G) Nhóm S1 (2 mg/L sulfide); (H) Nhóm S2 (3mg/L sulfide); (1) Nhóm S3 (4mg/L sulfide). (a) Lòng ống gan tụy; (b) Tế bào tiết B; (c) Màng đáy; (d) Tế bào Restzellen; (e) Tế bào phôi E. Dấu hoa thị biểu thị sự hình thành không bào và sự co lại.

 

Gan tụy của tôm bị tổn thương nghiêm trọng hơn dưới tác động của stress nitrit, điều này có thể gây ảnh hưởng lớn đến chức năng miễn dịch và trao đổi chất. Tác động của các nồng độ hóa chất khác nhau lên gan tụy sẽ tiếp tục được đánh giá chi tiết thông qua các phân tích phiên mã và chuyển hóa.

Đường ruột là cơ quan quan trọng trong hấp thu dinh dưỡng và miễn dịch của động vật thủy sinh. Hàng rào ruột đóng vai trò như tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại mầm bệnh và các yếu tố gây căng thẳng từ môi trường, liên quan đến tính toàn vẹn cấu trúc, hệ vi sinh vật và các hợp chất miễn dịch tại niêm mạc. Vì vậy, tính toàn vẹn và tình trạng viêm của ruột thường được sử dụng như chỉ dấu đánh giá sức khỏe đường ruột.

Kết quả nghiên cứu cho thấy cả ba loại hóa chất (amoniac, nitrit và sunfua) đều gây tổn thương mô ruột giữa của L. vannamei. Hiện tượng hoại tử, phân mảnh các tế bào biểu mô và bong tróc khỏi màng đáy được ghi nhận ở tất cả các nhóm. Ruột giữa là nơi tiêu hóá và hấp thu dinh dưỡng chính, nên các tổn thương cấu trúc tại đây có thể làm suy giảm khả năng tiết enzyme tiêu hóa. Mức độ tổn thương này tăng theo nồng độ hóa chất, trong đó stress nitrit có tác động mạnh nhất đến khả năng tiết enzyme tiêu hóa, vượt trội so với stress amoniac và sunfua.

Hình 3: Những thay đổi của mô cơ ở tôm thẻ chân trắng L. vannamei sau 132 giờ tiếp xúc (phóng đại 200 lần). (A) Nhóm A1 (10 mg/L amoniac-N); (B) Nhóm A2 (20 mg/L amoniac-N); (C) Nhóm A3 (30 mg/L amoniac-N); (D) Nhóm Y1 (20 mg/L nitrit-N); (E) Nhóm Y2 (40 mg/L nitrit-N); (F) Nhóm Y3 (60 mg/L nitrit-N); (G) Nhóm S1 (2 mg/L sulfua); (H) Nhóm S2 (3mg/L sulfua); (1) Nhóm S3 (4mg/L sulfua); (a) hạt nhân.

 

Chất lượng cơ thịt là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến quyết định tiêu dùng và hiệu quả kinh tế đối với người nuôi. Dữ liệu cho thấy cả ba nồng độ nitrit đều gây tổn thương đáng kể đến mô cơ của tôm, thể hiện qua sự phân mảnh, rối loạn phân bố nhân và hiện tượng kết tụ nhân. Tương tự, ở nhóm tiếp xúc với sunfua, các sợi cơ bị phân tách và đứt gãy, trong đó mức độ tổn thương cơ nghiêm trọng nhất được ghi nhận ở nhóm S3 (4 mg/L), cho thấy mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa nồng độ sunfua và mức độ hủy hoại mô cơ.

Quan sát mô cơ cho thấy nitrit có tác động gây hại nghiêm trọng hơn so với amoniac và sunfua. Cụ thể, mức độ phân mảnh cơ ở nhóm Y1 cao hơn so với nhóm A1 và S1; trong khi đó, sự tách rời giữa các bó cơ rõ rệt hơn ở nhóm Y2 so với A2 và S2. Ở nồng độ cao nhất (A3, Y3, S3), các sợi cơ bị rách nghiêm trọng, mô cơ bị phân tách thành từng khối, phản ánh tổn thương cơ tăng mạnh theo nồng độ và loại chất độc.

Mang là cơ quan quan trọng của tôm, không chỉ thực hiện chức năng hô hấp mà còn tham gia điều hòa áp suất thẩm thấu, bài tiết nitơ và phản ứng miễn dịch chống lại mầm bệnh. Do đó, mang thường là mục tiêu chính của các tác nhân độc hại trong môi trường nước, đặc biệt là nitrit. Kết quả nghiên cứu cho thấy cấu trúc sợi mang dần bị biến dạng, từ trạng thái sắp xếp gọn gàng sang cong vênh, co rút và biến dạng theo mức độ tăng dần của nitơ amoniac, cho thấy mức độ tổn thương ở mang tỷ lệ thuận với nồng độ chất độc trong môi trường.

Hình 4: Những thay đổi của mô mang ở tôm thẻ chân trắng L. vannamei sau 132 giờ tiếp xúc (phóng đại 400 lần). (A) Nhóm A1 (10 mg/L amoniac-N); (B) Nhóm A2 (20 mg/L amoniac-N); (C) Nhóm A3 (30 mg/L amoniac-N); (D) Nhóm Y1 (20 mg/L nitrit-N); (E) Nhóm Y2 (40 mg/L nitrit-N); (F) Nhóm Y3 (60 mg/L nitrit-N); (G) Nhóm S1 (2 mg/L sulfua); (H) Nhóm S2 (3mg/L sulfua); (I) Nhóm S3 (4mg/L sulfua). (a) Biểu bì; (b) Tế bào biểu mô; (c) Cơ hoành; (d) Tế bào máu; (e) đi vào mạch mang; (f) thoát ra khỏi mạch mang.

 

Cả ba nồng độ nitrit đều gây co thắt ngày càng nghiêm trọng ở các sợi mang, kèm theo hiện tượng mỏng đi và đứt gãy lớp biểu bì khi nồng độ tăng, cho thấy tổn thương mô tăng tỷ lệ thuận với hàm lượng nitrit. Nhìn chung, nitrit có tác động gây hại đến mô mang rõ rệt hơn so với amoniac và sunfua.

Tổn thương nghiêm trọng ở mang dưới tác động của nồng độ cao các chất gây căng thẳng có thể làm suy giảm chức năng bài tiết, dẫn đến sự tích tụ các chất chuyển hóa độc hại trong cơ thể tôm. Các nghiên cứu tiếp theo nên được thực hiện để kiểm chứng giả thuyết này, thông qua phân tích hoạt động của các enzyme điều hòa ion và biểu hiện gen liên quan đến chức năng bài tiết tại mang.

 

III. Kết luận

Nghiên cứu này đánh giá tác động của amoniac, nitrit và sunfua lên tôm thẻ chân trắng L. vannamei, tập trung vào tỷ lệ sống và tổn thương mô. Kết quả cho thấy cả ba chất đều làm giảm tỷ lệ sống và gây tổn thương mô theo mức độ tăng nồng độ, trong đó nitrit gây hại nghiêm trọng nhất.

Vũ Ninh (theo globalseafood)