Giáo trình Sinh lý động vật thuỷ sinh cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về về chức năng sinh lý của các cơ quan trong cơ thể cá và giáp xác, hiểu các hoạt động sinh lý của chúng trong mối liên hệ với môi trường xung quanh, những kiến thức lí luận cơ sở trong nuôi thủy sản.
Đặc tính lý và hóa học của máu
Các loại tế bào máu
2 Chương 2: Sinh lý hô hấp 18 4 13 1TH v cá và giáp xác
1 Một số khái niệm liên quan đến sự hô hấp
3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp
4 Cơ quan hô hấp phụ
3 Chương 3: Sinh lý tiêu hóa cá và giáp xác
3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tiêu hóa
4 Chương 4: Sự điều hòa áp suất thẩm thấu của cá và giáp xác
1 Cấu trúc của mang và thận
2 Điều hòa áp suất thẩm thấu ở lớp cá xương
3 Điều hòa áp suất thẩm thấu ở giáp xác
CHƯƠNG 1 SINH LÝ MÁU CÁ VÀ GIÁP XÁC
Máu cá và giáp xác giữ nhiều chức năng sinh lý quan trọng cho cơ thể Bài
2 trình bày các đặc điểm, chức năng, các yếu tố ảnh hưởng đến máu cũng như các nghiên cứu liên quan đến sinh lý máu cá và giáp xác
- Kiến thức: trình bày được vai trò, cấu tạo, chức năng của máu trong cơ thể cá tôm
Kỹ năng quan trọng bao gồm nhận dạng các tế bào máu, phân tích chính xác số lượng tế bào máu của cá và tôm, từ đó áp dụng vào việc chẩn đoán một số bệnh cũng như nghiên cứu hệ miễn dịch của chúng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: có năng lực tự làm việc độc lập và làm việc nhóm
Máu là một chất dịch lỏng màu đỏ, lưu thông trong hệ thống huyết quản của cá Đây là thành phần quan trọng nhất trong môi trường bên trong cơ thể, đảm nhận nhiều chức năng sinh lý khác nhau Máu giúp điều tiết chính xác nội môi trường, duy trì hoạt động sống bình thường của cơ thể.
Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo máu cá (Hương và Tư, 2010)
Protein Lipid Glucid Muối vô cơ
Số lượng máu trong cơ thể cá thấp hơn so với động vật bậc cao do cá tiêu tốn ít năng lượng hơn trong quá trình trao đổi chất.
Lượng máu trong cơ thể được chia thành hai phần: một phần tuần hoàn trong tim và mao quản, phần còn lại dự trữ trong các kho chứa máu Thông thường, lượng máu tuần hoàn chiếm khoảng 50%, nhưng tỷ lệ này thay đổi tùy thuộc vào trạng thái sinh lý của cơ thể Khi ở trạng thái bình thường, máu tích trữ tăng lên để giảm gánh nặng cho tim, trong khi khi vận động, máu tích trữ sẽ được đưa vào hệ thống tuần hoàn để đáp ứng nhu cầu năng lượng Ở động vật hữu nhũ, lượng máu chiếm khoảng 7,8% trọng lượng cơ thể, chim là 7,7%, ếch từ 6,4-8,2%, thỏ 5,45%, và lợn 4,6%.
Tỉ lệ máu ở cá thay đổi theo loài, với mức trung bình khoảng 2,7% Cá nước ngọt có tỉ lệ máu dao động từ 1,8-4,1%, trong khi cá biển có lượng máu từ 1,9-7,3% trọng lượng cơ thể Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến số lượng máu trong cơ thể cá, bao gồm phương thức sống và trạng thái sinh lý, với cá hoạt động nhanh nhẹn thường có lượng máu nhiều hơn Thể tích máu cũng tăng theo tuổi và giai đoạn thành thục sinh dục, và cá đực thường có thể tích máu cao hơn cá cái Điều kiện sống, như chất lượng dinh dưỡng, cũng ảnh hưởng đến lượng máu; ví dụ, cá tầm Acipenser ruthenus sống ở môi trường tốt sẽ có lượng máu nhiều hơn so với những cá thể sống ở điều kiện kém.
1.2 Cấu tạo máu giáp xác
Theo Hương và Tư (2010), máu của giáp xác có nhiều đặc điểm khác biệt so với máu cá, nổi bật là không có chất dịch trung gian, cho phép máu tiếp xúc trực tiếp với mô Máu giáp xác đóng vai trò liên kết chức năng giữa chất dịch trong và dịch tuần hoàn, được gọi là dịch máu, bao gồm nước, chất đạm, mỡ, đường, hormon và các ion Một điểm khác biệt quan trọng là giáp xác sử dụng hemocyanin thay vì hemoglobin, khiến máu của chúng có màu xanh nhạt thay vì đỏ Thể tích dịch máu ở giáp xác thay đổi theo loài và tăng lên khi kích thước cơ thể gia tăng Ngoài ra, thể tích dịch máu cũng biến đổi trong chu kỳ lột xác, đạt giá trị cực đại ngay sau khi lột xác và giảm dần ở các giai đoạn sau, trong khi lượng máu ổn định ở giai đoạn gian lột xác.
2.1 Thành phần hóa học của máu
Thành phần hóa học của máu bao gồm nước, protein, glucid, lipid, các muối vô cơ và các chất bài tiết từ quá trình trao đổi chất a Nước
Nước chiếm khoảng 80% trong máu và 90-92% trong huyết tương, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì lưu thông máu trong mạch Khi cơ thể mất nước nhiều, máu sẽ trở nên đặc quánh, dẫn đến việc quá trình trao đổi chất bị ngưng trệ.
Protein là thành phần chính trong chất khô của huyết tương, với sự biến động lớn giữa các loài cá và từng cá thể Trong máu cá, protein được chia thành ba nhóm chính: albumin, globulin và fibrinogen.
Fibrinogen là một loại protein được sản xuất tại gan và có vai trò quan trọng trong quá trình đông máu Khi xảy ra đông máu, fibrinogen sẽ bị enzyme thrombin phân giải thành fibrin, góp phần hình thành cục máu đông.
Albumin là protein huyết tương chủ yếu, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì áp suất thẩm thấu của máu Nó cũng giúp vận chuyển các chất không tan hoặc tan một phần trong nước, như lipid và hormon, thông qua việc liên kết với các phân tử này trong huyết tương.
Globulin là một loại protein hình cầu có khối lượng phân tử lớn và độ hòa tan trong nước cao hơn albumin Phần lớn globulin được sản xuất tại gan, trong khi một phần khác được tạo ra từ hệ miễn dịch.
Số lượng protein trong huyết thanh của cá dao động từ 2,5-7mg%, trong khi ở máu người, mức protein nằm trong khoảng 7,5-8,5mg%, cho thấy protein trong huyết thanh cá thấp hơn so với con người Nghiên cứu cho thấy lượng protein trong huyết thanh cá phụ thuộc vào điều kiện dinh dưỡng; ví dụ, cá chép nuôi trong ao với thức ăn tự nhiên phong phú có lượng protein cao hơn so với cá chép được nuôi bằng hỗn hợp thức ăn tự nhiên và nhân tạo.
Hàm lượng protein trong máu cá còn thay đổi theo mùa vụ Ví dụ: cá chép
Trong năm đầu đời, cá sống ở vùng ôn đới trải qua mùa đông, nồng độ protein huyết thanh giảm từ 3,8% xuống còn 2,7%, trong khi albumin gần như bị mất hoàn toàn Tuy nhiên, sau một thời gian ăn mồi bình thường, hàm lượng protein huyết thanh sẽ dần được khôi phục.
Protein trong máu có các vai trò sau đây:
- duy trì áp suất thẩm thấu cho máu, còn gọi là áp suất thể keo
- tham gia vào hệ đệm của máu (Hb)
- đóng vai trò quan trọng trong quá trình đông máu (fibrinogen),
- là nơi tạo ra những kháng thể bảo vệ cơ thể: globulin, kháng thể chống lại sự xâm nhập của vi trùng, virus
Protein huyết tương trong cơ thể liên tục bị phân giải và tổng hợp, đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất Nitơ phi protein là các sản phẩm trung gian và cuối cùng của quá trình trao đổi chất protein.
Ammonia (NH3) là một chất độc hại, thường có nồng độ thấp trong máu của hầu hết các loài động vật Nồng độ ammonia trong máu của cá thường cao hơn so với động vật có vú, nhưng vẫn dưới 0,1 mg/100mL Đối với cá xương nước ngọt, sản phẩm bài tiết chủ yếu là ammonia.
NH3 nên được gọi là động vật ammonoteric
Thực hành
5.1 Pha hóa chất chuẩn bị xác định số lượng hồng cầu, bạch cầu a Hóa chất phân tích hồng cầu:
Chuẩn bị hóa chất như sau:
Hòa tan các chất cần thiết trong nước cất và định mức đến 1000 ml, sau đó bảo quản trong tủ mát Trước khi sử dụng, cần lọc qua giấy lọc để đảm bảo độ tinh khiết Đây là quy trình quan trọng trong phân tích bạch cầu.
Thuốc nhuộm Wright stain o Wright: 0.5 g + Methyl alcohol: 300 ml (Methanol)
Thuốc nhuộm Giensa (dạng nước, pha loãng 2 lần để sử dụng)
Dung dịch pH 6.2 – 6.8 o NaH2PO4.2H2O: 35.9 g + H2O định mức 1000 ml (a) o Na2HPO4.12H2O: 71.6 g + H2O định mức 1000 ml (b)
Pha a và b theo tỉ lệ 68 : 32 tạo dung dịch pH 6.2 – 6.8 (408 ml + 192 ml 600 ml)
Dung dịch pH 6.2 o acid citric 0.1M: 19.212 g + H2O: định mức 1000 ml (c) o NaHPO4.2H2O: 35.6 g + H2O: định mức 1000 ml (d)
Pha c và d theo tỉ lệ 6.78 : 13.22 tạo dung dịch pH 6.2 (203.4 ml + 396.6 ml
Để đảm bảo an toàn khi pha hóa chất, cần cân và pha đúng tỷ lệ Trong quá trình pha, hãy chú ý đeo khẩu trang và bao tay, đồng thời tránh để hóa chất tiếp xúc với cơ thể.
Lấy máu, xác định, định lượng tế bào hồng cầu
Sử dụng kim tiêm để lấy máu cá từ động mạch đuôi, cụ thể là phía dưới đường bờn Sau đó, dùng pipet lấy 5 µL mẫu máu và cho vào 995 µL dung dịch Natt – Herrick đã chuẩn bị sẵn Lắc nhẹ ống Enpedoff trong khoảng 5-10 giây để đảm bảo máu không bị đông lại.
Hồng cầu được đo lường bằng buồng đếm hồng cầu Neubauer, với mẫu máu cá được pha loãng 200 lần trong dung dịch Natt – Herrick Cụ thể, để thực hiện, cần pha 5 µL mẫu vào 955 µL dung dịch Natt – Herrick.
Để thực hiện việc đếm hồng cầu, trước tiên bạn cần lắc đều ống enpedoff nhằm đảm bảo các tế bào máu phân bố đồng đều trong dung dịch Sau đó, hãy dùng pipet để lấy 200 µL mẫu và cho vào buồng đếm hồng cầu Cuối cùng, để yên trong 5 phút để các tế bào máu lắng xuống buồng đếm.
Mật độ hồng cầu được xác định bằng cách sử dụng kính hiển vi Quy trình bắt đầu bằng việc định vị 5 vùng đếm, mỗi vùng gồm 16 ô vuông nhỏ, ở vật kính 10X Sau đó, chuyển sang vật kính 40X để thực hiện việc đếm số lượng hồng cầu, và quá trình này cần được lặp lại hai lần để đảm bảo độ chính xác.
Hình 2.4:Vị trí đếm hồng cầu cá (Nguồn: Hương và Tư, 2010) Cách tính mật độ hồng cầu:
HC = C x 10 x 5 x 200 (tế bào/mm 3 ) Trong đó C là tổng số hồng cầu trên 5 vùng đếm (lấy trung bình 2 lần đếm)
Yêu cầu : lấy máu không bị đông, đếm chính xác số lượng hồng cầu cá
5.3 Lấy máu, xác định, định lượng tế bào bạch cầu
Nhỏ một giọt máu lên một góc của lam và đặt lamelle lên giọt máu; cho lamelle tiếp xúc với giọt máu và kéo lamelle về phía trước để khô ở nhiệt độ phòng.
Hình 2.5: Phương pháp làm tiêu bản bạch cầu máu (Nguồn: Hương và Tư,
Cố định mẫu bằng cách ngâm mẫu trong methanol 1 phút, để khô
Nhuộm với dung dịch Wright trong 3-5 phút
Ngâm trong dung dịch có pH 6,2-6,8 trong 5-6 phút
Nhuộm với dung dịch Giemsa trong 20-30 phút
Ngâm trong dung dịch pH trong 15-30 phút
Rửa sạch lại bằng nước cất, để mẫu khô tự nhiên và đọc mẫu
Xác định số lượng bạch cầu
Bạch cầu được định lượng theo phương pháp Hurbec et al, 2000
Quan sát mẫu dưới kính hiển vi ở vật kính 40 - 100X
Chụp hình mẫu theo hình Z-Z, mỗi mẫu chụp khoảng 5 – 10 hình (tùy số lượng tế bào máu trong hình)
Số lượng tổng bạch cầu được xác định bằng cách đếm số hồng cầu ở mẫu tươi và bạch cầu trên khoảng X tế bào hồng cầu trên lame nhuộm:
W: bạch cầu tổng (tế bào/mm 3 )
H: mật độ hồng cầu trên mẫu máu tươi h: số bạch cầu có trong X tế bào hồng cầu mẫu khô
X trong khoảng 1400 – 1600 (trung bình 1500) tế bào
Yêu cầu : lấy máu không bị đông, đếm chính xác số lượng bạch cầu cá
Câu hỏi ôn tập kết thúc bài:
1 Phân tích các chức năng sinh lý của máu cá và giáp xác?
2 Nêu cấu tạo, chức năng, các yếu tố ảnh hưởng đến hồng cầu cá?
3 Trình bày cấu tạo, chức năng, các yếu tố ảnh hưởng đến bạch cầu cá?
4 Nêu đặc điểm chính về thành phần hóa học của máu cá và giáp xác? Đánh giá cuối bài: thông qua các kiến thức, kỹ năng, năng lực trong mục tiêu của bài
Một số khái niệm liên quan đến sự hô hấp
quan đến sự hô hấp
Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp
Cơ quan hô hấp phụ của cá
3 Chương 3: Sinh lý tiêu hóa cá và giáp xác
3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tiêu hóa
4 Chương 4: Sự điều hòa áp suất thẩm thấu của cá và giáp xác
1 Cấu trúc của mang và thận
2 Điều hòa áp suất thẩm thấu ở lớp cá xương
3 Điều hòa áp suất thẩm thấu ở giáp xác
CHƯƠNG 1 SINH LÝ MÁU CÁ VÀ GIÁP XÁC
Máu cá và giáp xác giữ nhiều chức năng sinh lý quan trọng cho cơ thể Bài
2 trình bày các đặc điểm, chức năng, các yếu tố ảnh hưởng đến máu cũng như các nghiên cứu liên quan đến sinh lý máu cá và giáp xác
- Kiến thức: trình bày được vai trò, cấu tạo, chức năng của máu trong cơ thể cá tôm
Kỹ năng quan trọng bao gồm nhận diện các loại tế bào máu, phân tích chính xác số lượng tế bào máu ở cá và tôm, từ đó áp dụng vào việc chẩn đoán một số bệnh và nghiên cứu hệ miễn dịch của chúng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: có năng lực tự làm việc độc lập và làm việc nhóm
Máu là một dịch lỏng màu đỏ, lưu thông trong hệ thống huyết quản của cá, đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển chất dinh dưỡng và oxy Nó là thành phần thiết yếu của môi trường bên trong cơ thể, thực hiện nhiều chức năng sinh lý và giúp điều tiết nội môi trường, đảm bảo hoạt động sống của cơ thể luôn ổn định và bình thường.
Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo máu cá (Hương và Tư, 2010)
Protein Lipid Glucid Muối vô cơ
Số lượng máu trong cơ thể cá thấp hơn so với động vật bậc cao do cá tiêu tốn ít năng lượng hơn trong quá trình trao đổi chất.
Lượng máu trong cơ thể được chia thành hai phần: một phần tuần hoàn trong tim và mao quản, phần còn lại dự trữ trong các kho chứa máu Thông thường, lượng máu tuần hoàn chiếm khoảng 50%, nhưng tỷ lệ này thay đổi theo trạng thái sinh lý của cơ thể Khi cơ thể ở trạng thái bình thường, máu tích trữ tăng lên để giảm gánh nặng cho tim, trong khi khi vận động, máu tích trữ sẽ được đưa vào hệ thống tuần hoàn để đáp ứng nhu cầu năng lượng Ở động vật hữu nhũ, lượng máu chiếm khoảng 7,8% trọng lượng cơ thể; ở chim là 7,7%; ở ếch là từ 6,4-8,2%; ở thỏ là 5,45%; và ở lợn là 4,6%.
Tỉ lệ máu cá thay đổi theo loài, trung bình khoảng 2,7%, với cá nước ngọt dao động từ 1,8-4,1% và cá biển từ 1,9-7,3% trọng lượng cơ thể Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lượng máu trong cơ thể cá, bao gồm phương thức sống và trạng thái sinh lý; cá hoạt động nhanh nhẹn thường có lượng máu cao hơn Thể tích máu tăng theo tuổi và giai đoạn thành thục sinh dục, trong đó cá đực thường có thể tích máu cao hơn cá cái Điều kiện sống cũng đóng vai trò quan trọng, ví dụ, cá tầm Acipenser ruthenus sống trong môi trường tốt với dinh dưỡng đầy đủ sẽ có lượng máu nhiều hơn so với những cá thể cùng loài sống trong điều kiện kém.
1.2 Cấu tạo máu giáp xác
Theo Hương và Tư (2010), máu của giáp xác có nhiều đặc điểm khác biệt so với máu cá, không chứa chất dịch trung gian và tiếp xúc trực tiếp với mô Chức năng của máu là kết nối chất dịch trong và dịch tuần hoàn, gọi là dịch máu, bao gồm nước, chất đạm, mỡ, đường, hormon và các ion Một điểm khác biệt quan trọng là hồng cầu của giáp xác chứa hemocyanin thay vì hemoglobin, khiến máu giáp xác có màu xanh nhạt Thể tích dịch máu ở giáp xác thay đổi theo loài và tăng dần cùng với kích thước cơ thể, đồng thời cũng biến đổi trong chu kỳ lột xác, đạt cực đại ngay sau lột xác và giảm dần ở các giai đoạn tiếp theo, với lượng máu ổn định trong giai đoạn gian lột xác.
2.1 Thành phần hóa học của máu
Thành phần hóa học của máu bao gồm nước, protein, glucid, lipid, các muối vô cơ và các chất bài tiết từ quá trình trao đổi chất a Nước
Nước chiếm khoảng 80% trong máu và 90-92% trong huyết tương, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì lưu thông máu trong mạch Khi cơ thể mất nước, máu có thể trở nên đặc quánh, dẫn đến việc ngưng trệ quá trình trao đổi chất.
Protein là thành phần chính trong chất khô của huyết tương, với sự biến động lớn theo loài và từng cá thể Trong máu cá, protein được chia thành ba nhóm chính: albumin, globulin và fibrinogen.
Fibrinogen là một loại protein được sản xuất tại gan, đóng vai trò quan trọng trong quá trình đông máu Khi có tổn thương, fibrinogen sẽ được enzyme thrombin phân giải thành fibrin, giúp hình thành cục máu đông và ngăn chặn chảy máu.
Albumin là protein huyết tương chủ yếu, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì áp suất thẩm thấu của máu Nó giúp vận chuyển các chất không tan hoặc chỉ tan một phần trong nước, như lipid và hormone, thông qua việc liên kết với chúng trong huyết tương.
Globulin là một loại protein hình cầu với khối lượng phân tử và độ hòa tan trong nước cao hơn albumin Phần lớn globulin được sản xuất tại gan, trong khi một phần khác được tạo ra từ hệ miễn dịch.
Số lượng protein trong huyết thanh của cá dao động từ 2,5-7mg%, trong khi ở máu người, protein thay đổi từ 7,5-8,5mg%, cho thấy rằng lượng protein trong huyết thanh cá thấp hơn so với con người Nghiên cứu cho thấy lượng protein trong huyết thanh cá phụ thuộc vào điều kiện dinh dưỡng; ví dụ, cá chép nuôi trong ao có thức ăn tự nhiên phong phú có lượng protein cao hơn so với cá chép được nuôi bằng cả thức ăn tự nhiên và nhân tạo.
Hàm lượng protein trong máu cá còn thay đổi theo mùa vụ Ví dụ: cá chép
Trong năm đầu đời, cá sống ở vùng ôn đới trải qua mùa đông, nồng độ protein huyết thanh giảm từ 3,8% xuống còn 2,7%, trong khi albumin gần như bị mất hoàn toàn Tuy nhiên, sau một thời gian bắt mồi bình thường, hàm lượng protein huyết thanh sẽ dần dần được khôi phục.
Protein trong máu có các vai trò sau đây:
- duy trì áp suất thẩm thấu cho máu, còn gọi là áp suất thể keo
- tham gia vào hệ đệm của máu (Hb)
- đóng vai trò quan trọng trong quá trình đông máu (fibrinogen),
- là nơi tạo ra những kháng thể bảo vệ cơ thể: globulin, kháng thể chống lại sự xâm nhập của vi trùng, virus
Protein huyết tương trong cơ thể liên tục được phân giải và tổng hợp, đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất Nitơ phi protein là những sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất protein.
Ammonia (NH3) là một chất độc hại, thường có nồng độ thấp trong máu của hầu hết động vật Đặc biệt, nồng độ ammonia trong máu cá thường cao hơn so với động vật có vú, nhưng vẫn dưới 0,1 mg/100mL Hầu hết các loài cá xương nước ngọt có sản phẩm bài tiết chứa ammonia.
NH3 nên được gọi là động vật ammonoteric
