Độc tố sinh học biển

Có nhiều cách giải thích khác nhau cho xu hướng này được đưa ra như là sự nhận thức khoa học về các loài tảo độc tăng lên, việc sử dụng nước biển ven bờ cho hoạt động nuôi trồng thủy sản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Biên dịch: TS Nguyễn Thuần Anh

ĐỘC TỐ SINH HỌC BIỂN

TỔ CHỨC LƯƠNG THỰC VÀ NÔNG NGHIỆP LIÊN HIỆP QUỐC

FAO, LƯƠNG THỰC VÀ DINH DƯỠNG, Ấn phẩm 80

Rome, 2004

2011

2

Quan điểm được diễn đạt trong ấn phẩm này là của các tác giả và không phản ánh quan điểm của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hiệp quốc Thứ tự và sự trình bày tài liệu trong ấn phẩm này không hàm ý diễn tả bất kỳ ý kiến nào của Tổ chức Thực phẩm và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc liên quan đến hiện trạng luật pháp của bất kỳ quốc gia, lãnh thổ, thành phố hoặc vùng nào, hoặc của các nhà chức trách hoặc liên quan đến sự phân định ranh giới hoặc biên giới

Mọi quyền đã được bảo hộ Tài liệu này được phép tái bản hoặc phổ biến cho giáo dục hoặc các mục đích phi thượng mại mà không cần bất kỳ sự cho phép bằng văn bản nào

từ người giữ bản quyền cung cấp bằng chứng là hoàn toàn chấp nhận Ngăn cấm việc tái bản tài liệu này với mục đích buôn bán hoặc các mục đích thương mại khác nếu không có giấy cho phép của FAO Các đề nghị về sự cho phép như vậy nên được gửi tới người lãnh đạo của Cục Xuất bản và Đa truyền thông, Phân khu thông tin, FAO, Viale delle Terme di Caracalla, 00100 Rome, Italy, hoặc bằng thư điện tử đến địa chỉ copyright@fao.org

© FAO 2004

3 Ngộ độc nhuyễn thể gây tiêu chảy (DSP) _ 81

3.1 Cấu trúc hóa học và các đặc tính 81 3.2 Phương pháp phân tích 85 3.3 Các sinh vật nguồn và môi trường sống 98 3.4 Sự phân bố và tích lũy trong thủy sản 101 3.5 Độc tính của các độc tố DSP _105 3.6 Phòng ngừa ngộ độc DSP _117 3.7 Các trường hợp và các vụ bùng phát DSP _119 3.8 Các qui định và giám sát 135

4 Ngộ độc nhuyễn thể gây mất trí nhớ (ASP) 140

4.1 Cấu trúc hóa học và các đặc tính _140 4.2 Phương pháp phân tích. _142 4.3 Các sinh vật nguồn và môi trường sống 152 4.4 Sự phân bố và tích tụ trong sản phẩm thủy sản _159 4.5 Độc tính của độc tố ASP _164 4.6 Phòng ngừa ngộ độc ASP 175 4.7 Các trường hợp ngộ độc và sự bùng phát ASP 178 4.8 Các quy định và sự giám sát _192

5 Ngộ độc thần kinh (NSP) 195

5.1 Cấu trúc hóa học và tính chất 195 5.2 Các phương pháp phân tích _198 5.3 Các sinh vật nguồn và môi trường sống _206

5 4 Sự phân bố và tích lũy trong hải sản _210

4

5.5 Độc tính của độc tố NSP _213 5.6 Phòng chống ngộ độc NSP _228 5.7 Các trường hợp ngộ độc và sự bùng phát NSP 233 5.8 Các quy định và giám sát _241

6 Ngộ độc azaspiracid từ nhuyễn thể (AZP) 244

6.1 Cấu trúc hóa học và đặc tính _244 6.2 Các phương pháp phân tích _245 6.3 Các sinh vật nguồn và môi trường sống _249 6.4 Sự phân bố và tích lũy trong thủy sản _250 6.5 Độc tính của các độc tố AZP _251 6.6 Phòng tránh ngộ độc AZP 255 6.7 Các trường hợp ngộ độc và sự bùng phát AZP _256 6.8 Các quy định và việc giám sát _259

7 Ngộ độc Ciguatera (CFP) _ 261

7.1 Cấu trúc hóa học và đặc tính của độc tố ciguatera _261 7.2 Các phương pháp phân tích _263 7.3 Nguồn gốc, môi trường sống và sự phân bố _272 7.4 Sự phân bố và tích lũy trong thủy sản 275 7.5 Độc tính của độc tố CFP _279 7.6 Phòng ngừa ngộ độc ciguatera _291 7.7 Các trường hợp ngộ độc và sự bùng phát ngộ độc ciguatera 292 7.8 Các quy định và sự kiểm soát 306

8 Đánh giá nguy cơ 308

8.1 Đánh giá nguy cơ nhiễm các độc tố gây liệt cơ có trong nhuyễn thể (PSP) _308 8.2 Đánh giá nguy có nhiễm độc nhuyễn thể gây tiêu chảy (DSP) _308 8.3 Đánh giá nguy cơ cho sự nhiễm độc nguyễn thể gây mất trí nhớ (ASP) _310 8.4 Đánh giá nguy cơ nhiễm độc nhuyễn thể gây ngộ độc thần kinh (NSP) 311 8.5 Đánh giá nguy cơ nhiễm độc Azaspiracid trong nhuyễn thể (AZP) _311 8.6 Đánh giá nguy cơ nhiễm độc Ciguatera trong cá (CFP) 312 8.7 Kết luận _312

9 Kết luận và khuyến cáo _ 314

9.1 Kết luận _314 9.2 Khuyến cáo _319

Tài liệu tham khảo _ 321

Hình 2.1 Cấu trúc hóa học của các độc tố PSP

Hình 2.2 Sự xuất hiện các độc tố PSP ở nước biển ven bờ của các nước Châu Âu thuộc thành viên của ICES từ 1991 đến 2000

Hình 2.3 Sự xuất hiện các độc tố PSP trong nước biển của các nước thuộc Bắc Mỹ là thành viên của ICES từ năm 1991 đến năm 2000

Hình 3.1 Cấu trúc hóa học của axit okadaic, dinophysistoxin và pectenotoxin

Hình 3.2 Cấu trúc hóa học của yessotoxins và adriatoxin

Hình 3.3 Sự xuất hiện các độc tố DSP ở vùng nước biển ven bờ của các nước thuộc Châu Âu là thành viên của ICES từ năm 1991 đến năm 2000

Hình 3.4 Sự xuất hiện các độc tố DSP trong nước ven bờ biển của các nước thuộc Bắc Mỹ là thành viên của ICES từ

1991 đến 2000.

Hình 4 1 Cấu trúc hóa học của axit domoic và đồng phân của nó.

Hình 4.2 Sự xuất hiện các độc tố ASP trong vùng nước biển ven bờ của các nước châu Âu là thành viên của ICES 2000.

1991-Hình 4.3 Sự xuất hiện các độc tố ASP trong vùng nước biển ven bờ của các nước Bắc Mỹ là thành viên của ICES giai đoạn 1991-2000.

Hình 5.1: Cấu trúc hóa học của brevetoxins dạng A và B (Hua và cộng sự, 1996)

Hình 5.2: Cấu trúc hóa học của các đồng phân của brevetoxin BTX-B1, -B2 and –B4 được phân lập từ nhuyễn thể bị nhiễm

Hình 5.3: Cấu trúc hóa học của các đồng phân của brevetoxin BTX-B3 được phân lập từ nhuyễn thể bị nhiễm

Hình 5.4 Photpho có chứa độc tố ichthyotoxic phân lập từ G breve.

Hình 5.5 Sự xuất hiện các độc tố NSP trong vùng nước biển ven bờ của các nước Bắc Mỹ là thành viên ICES 2000)

(1991-Hình 6.1 Cấu trúc hóa học của azaspiracids

Hình 6.2 Sự xuất hiện các độc tố thuộc nhóm AZP ở vùng biển duyên hải các nước Châu Âu trong khối ICES từ năm

1991 tới 2000

Hình 7.1: Cấu trúc của độc tố ciguatera (CTXs) vùng Thái Bình Dương (P) và Ca ri bê (C)

Hình 7.2: Tình trạng ngộ độc ciguatera ở các nước Bắc Mỹ ICES (1991-2000)

6

Bảng

Bảng 2.1 Các loài nhuyễn thể được tìm thấy có chứa các độc tố PSP

Bảng 2.2 Độc tính cấp tính của STX trên chuột (Mons và các cộng sự, 1998)

Bảng 2.3 Giá trị LD 50 qua miệng của STX trên một vài loài (Mons và các cộng sự, 1998)

Bảng 2.4 Các độc tính tương đối của các độc tố PSP trong phép thử sinh học trên chuột

Bảng 3.1 Độc tính cấp (liều gây chết) của các độc tố DSP sau khi tiêm i.p vào chuột

Bảng 5 1 Độc tính cấp tính của brevetoxins ở chuột Thụy Sĩ

Bảng 5 2 Độc tính cấp tính của các chất tương tự brevetoxin ở chuột

Bảng 6.1 Sự phân bố độc chất AZP trong mô vẹm

Bảng 6.2: Hàm lượng AZAs trong vẹm và hàu thuộc Ireland

Bảng 7.1 Những loài cá gắn liền với mối nguy ciguatoxin

Bảng 7 2 (1) Hiệu ứng của ciguatoxins (CTXs), gambiertoxins (GTXs) và maitotoxins (MTXs) qua phúc mạc (i.p.) đối với (18 đến) 20 g chuột

7

Chữ viết tắt

8

9

giám sát ion chọn lọc (SIM))

RF được ứng dụng cho một ô rộng hơn về căn bản so với ô ion ban đầu Yessotoxin

10

Lời cảm ơn

Tài liệu này được viết trong khuôn khổ của dự án “Các độc tố Tự nhiên” (dự án RIVM 310301), được thực hiện bởi Viện Sức khỏe Cộng đồng và Môi trường Quốc gia, Hà Lan, nhân danh Nhà Chức trách An toàn Thực phẩm và Sản phẩm Tiêu thụ, Hà Lan

FAO cám ơn công việc có giá trị của các tác giả, H.P Van Egmond, M.E Van Apeldoorn v à G.J.A Speijers ở Viện Sức khỏe Cộng đồng và Môi trường Quốc gia, Hà Lan FAO cũng ghi nhận và bày tỏ lòng biết ơn tới những đóng góp của G Van de Werken (Viện Sức khỏe Cộng đồng và Môi trường Quốc gia) và R.W Stephany (Trường Đại học Utrecht và Viện Sức khỏe Cộng đồng và Môi trường Quốc gia) Đặc biệt cảm ơn tới D.G Groothuis (Nhà Chức trách An toàn Thực phẩm và Sản phẩm Tiêu thụ) vì đã tạo điều kiện và ủng hộ liên tục các hoạt động Cũng gửi lời cảm ơn tới C Bélin, viện nghiên cứu thủy sản (Nante, Pháp)

đã cung cấp các bản đồ trong việc giám sát các tảo độc và sự xuất hiện độc tố sinh học biển ở vùng biển ven bờ của các quốc gia thuộc Cộng đồng Quốc tế về Khai thác biển (ICES) Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, FAO bày tỏ lòng biết ơn tới tất cả các quốc gia đã góp phần vào tác phẩm này qua việc thu thập và cung cấp các dữ liệu và thông tin có giá trị

11

Lời nói đầu

FAO xuất bản Ấn phẩm Thực phẩm và Dinh dưỡng về Độc tố sinh học Biển trong một nỗ lực ủng hộ sự trao đổi thông tin khoa học về chủ đề quan trọng

có liên quan đến an toàn thực phẩm trên thế giới Các độc tố sinh học biển thể hiện một mối đe dọa lớn và rộng đến sức khỏe con người ở nhiều nơi trên thế giới Tác động được thấy dưới dạng ngộ độc ở người hoặc thậm chí tử vong sau khi ăn nhuyễn thể hoặc cá bị nhiễm, cũng như việc giết chết hàng loạt cá và nhuyễn thể,

và gây ra cái chết của động vật biển và chim

Tài liệu này cung cấp một sự xem xét bao quát các khía cạnh khác nhau của năm hội chứng ngộ độc do nhuyễn thể (ngộ độc nhuyễn thể gây liệt cơ, ngộ độc nhuyễn thể gây tiêu chảy, ngộ độc nhuyễn thể gây mất trí nhớ, ngộ độc nhuyễn thể gây bệnh thần kinh, ngộ độc azaspiracid trong nhuyễn thể) Các khía cạnh khác nhau của các triệu chứng ngộ độc này đã được tranh luận ở các chi tiết như: các độc tố nguyên nhân được sinh ra bởi các sinh vật biển, cấu trúc hóa học và các phương pháp phân tích độc tố, môi trường sống và sự xuất hiện của các sinh vật sinh độc tố, các trường hợp xảy ra và các qui định hiện có Dựa trên phân tích này, đánh giá nguy cơ đã được thực hiện cho mỗi độc tố khác nhau và các khuyến cáo

đã được soạn thảo để quản lý tốt hơn các nguy cơ này để làm giảm ảnh hưởng có hại của các độc tố đến sức khỏe cộng đồng

Công việc được thực hiện trong nghiên cứu này đã nhấn mạnh những khó khăn của việc thực hiện đánh giá nguy cơ dựa trên cơ sở khoa học đã cho thấy sự thiếu dữ liệu về độc tố học và phơi nhiễm của các độc tố biển khác nhau Các mức cho phép có giá trị hiện nay cho các phycotoxin thường dựa trên các số liệu lấy từ các sự cố ngộ độc ở người Tuy nhiên, các số liệu này hiếm khi chính xác và đầy

đủ, và luôn bị hạn chế trong trường hợp các độc tính cấp tính Vì vậy, trong tương lai cần tập trung chú ý để mở rộng và cải thiện giám sát, phát hiện và chia sẻ thông tin về các độc tố sinh học biển để làm giảm các nguy cơ về sức khỏe cộng đồng liên quan đến việc tiêu thụ nhuyễn thể và cá bị nhiễm độc

12

1 Giới thiệu

Các loài vi tảo của các đại dương trên thế giới là thực phẩm chủ yếu cho các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ ăn lọc (hàu, vẹm, điệp và nghêu) cũng như cho ấu trùng của các loài giáp xác và cá có giá trị kinh tế Trong số 5000 loài tảo biển đang tồn tại, có xấp xỉ 300 loài đôi khi có thể xuất hiện với số lượng cao (hiện tượng tảo nở hoa) làm đổi màu của nước biển, được gọi là “thủy triều đỏ” (Hallegraeff và các cộng sự, 1995; Lindahl, 1998) Thuật ngữ “nở hoa” được sử dụng để chỉ sự phát triển đột ngột của bất cứ sinh vật nào trong số các sinh vật này

mà có thể thay đổi màu sắc từ màu đỏ như thường được nói (được gọi là “thủy triều đỏ”) đến các màu vàng, xanh, nâu hoặc xanh da trời tùy thuộc vào dạng của sinh vật nguyên sinh và độ sâu cũng như nồng độ của chúng Thuật ngữ được sử dụng thông thường “thủy triều đỏ” là do thực tế số lượng lớn các sinh vật thường xuất hiện như những vệt màu đỏ ngang qua bề mặt nước (Bower và các cộng sự, 1981) Các điều kiện để tảo nở hoa chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn nhưng hiện tượng này có thể bị ảnh hưởng bởi khí hậu và tình hình thủy văn (Van Egmond

và Speijers, 1999) Sự phát triển đột ngột thỉnh thoảng xuất hiện trong những thay đổi về điều kiện thời tiết nhưng các nguyên nhân chủ yếu có thể là sự biến đổi của hiện tượng nước trồi, nhiệt độ, độ trong, sự chảy rối hoặc nồng độ muối của nước biển, nồng độ của các chất dinh dưỡng hòa tan, gió và sự chiếu sáng bề mặt (Bower và các cộng sự, 1981)

Không có lý do để cho rằng sự nhiễm độc nhuyễn thể có thể dự đoán được bằng các đặc tính của vùng Nhìn chung, thủy triều đỏ thường xảy ra khi sự nóng lên hoặc sự chảy tràn của dòng nước ngọt tạo nên một lớp bề mặt bị phân tầng, lớp phía trên lạnh hơn và giàu chất dinh dưỡng Tảo phát triển nhanh lấy hết chất dinh dưỡng trong lớp nước ở phía trên một cách nhanh chóng, bỏ lại nitơ và phospho dưới bề mặt chung của các lớp Tảo không di động không thể đến lớp này một cách dễ dàng trong khi tảo di động như là tảo giáp có thể phát triển mạnh Nhiều tảo giáp di chuyển với tốc độ vượt quá 10 mét trong một ngày, một số di chuyển theo phương thẳng đứng hàng ngày, chúng ở trong lớp nước bề mặt như là tắm nắng và sau đó bơi xuống bề mặt ngăn cách giữa hai lớp để lấy chất dinh dưỡng vào ban đêm Do vậy, sự nở hoa có thể đột ngột xuất hiện trong lớp nước ở bề mặt nơi không còn các chất dinh dưỡng và dường như không có khả năng để hỗ trợ cho sự phát triển sung mãn như vậy (Anderson, 1994)

Ngày càng có nhiều bằng chứng từ các vùng khác nhau (chẳng hạn như là cảng Hong Kong, biển nội địa Seto ở Nhật và vùng nước ven biển Bắc Âu) là môi trường nuôi phì dưỡng từ các nguồn nước của trang trại, khu công nghiệp và nông nghiệp có thể kích thích sự nở hoa của các loài tảo độc hại Thậm chí còn có hiện tượng là các loài tảo bình thường không độc có thể bị nhiễm độc khi tiếp xúc với chế độ dinh dưỡng không điển hình (ví dụ thiếu phospho) do sự phì dưỡng trong nước nuôi Các dạng thức bị thay đổi của việc sử dụng đất như là sự phá rừng cũng có thể gây nên sự thay đổi thành phần các loài thực vật phù du bằng cách

13

tăng nồng độ của các chất mùn trong sự rửa trôi đất Mưa axit có thể làm tăng hơn nữa tính di động của các chất mùn và các kim loại tồn tại vi lượng trong đất (Hallegraeff, 1993)

Một vài loài làm biến đổi màu nước nhưng về cơ bản là vô hại Mặt khác, một số loài có thể nở hoa quá dày đặc, dưới các điều kiện ngoại cảnh trong các vịnh được bảo vệ, nên chúng đã làm chết cá và các động vật không xương sống do

sự suy giảm oxy Một số loài tảo khác có thể gây hại cho cá và các động vật không xương sống (đặc biệt trong các hệ thống nuôi thâm canh) bằng cách phá hủy hoặc gây tắc nghẽn mang của chúng Hơn thế nữa, có các loài vi tảo (khoảng 75 loài) có khả năng sản sinh các độc tố mạnh (được gọi là phycotoxin) mà có thể tìm thấy cách thức của chúng thông qua các mức của chuỗi thức ăn (ví dụ các động vật thân mềm, giáp xác và cá) và cuối cùng được tiêu thụ bởi con người gây nên vô số các bệnh liên quan tới dạ dày ruột và thần kinh Một số loài tảo đã có thể gây độc khi sinh độc tố ở các mật độ thấp khoảng vài trăm tế bào trong một lít, trong khi các loài tảo khác thì chỉ có hại khi sinh độc tố ở mật độ lên tới vài triệu tế bào trong một lít Phần lớn các loài gây hại phân bố tập trung trong những khu vực nhất định nhưng một số loài có thể xuất hiện trên toàn thế giới (Hallegraeff và các cộng sự, 1995; Lindahl, 1998)

Tại sao một số loài vi tảo sản sinh các độc tố vẫn là một câu hỏi chưa có lời giải đáp Các độc tố này được biết đến là thành phần chuyển hóa thứ cấp nhưng chưa rõ về vai trò cụ thể trong tương tác nội của sinh vật sản sinh ra chúng và với các hoạt tính rất đặc biệt trong động vật có vú Chúng được sử dụng bởi sinh vật sinh ra chúng như là một cách để cạnh tranh khoảng trống, chống lại sự ăn thịt hoặc chống lại sự tăng trưởng quá nhanh của các sinh vật khác (Botana và các cộng sự, 1996)

Trong hai thập kỷ qua, tần suất, mật độ và sự phân bố địa lý của sự nở hoa của tảo độc hại đã tăng lên, cùng với số lượng của các hợp chất độc được tìm thấy trong chuỗi thức ăn ở biển Có nhiều cách giải thích khác nhau cho xu hướng này được đưa ra như là sự nhận thức khoa học về các loài tảo độc tăng lên, việc sử dụng nước biển ven bờ cho hoạt động nuôi trồng thủy sản ngày càng nhiều hơn, hay là việc chuyển quần thể nhuyễn thể từ vùng này sang vùng khác, sự phì dưỡng trong nước nuôi, nước công nghiệp và nông nghiệp do các chất thải cũng như tính

di dộng của tảo, của các chất mùn, các kim loại vi lượng từ đất do tàn phá rừng và/hoặc do mưa axit, và các điều kiện thời tiết bất thường khác (Hallegraeff và các cộng sự, 1995) Thêm vào đó, giám sát tảo độc và/hoặc nhuyễn thể hoặc cá hiện nay đã được thực hiện ở nhiều vùng nước ven bờ biển trên thế giới Hình 1.1 và 1.2 minh họa việc giám sát lưu vực nước ven bờ biển của các quốc gia thuộc Châu

Âu và Bắc Mỹ trong khối Cộng đồng Quốc tế về Khai thác Biển (ICES) Việc chuyển các bào tử không hoạt động của tảo giáp, đặc biệt là bào tử của các loài sinh độc tố gây ra sự nhiễm độc nhuyễn thể gây liệt cơ (McMinn và các cộng sự, 1997) vào trong nước để giữ thăng bằng cho tàu hoặc qua sự di chuyển khu vực

14

sống của quần thể nhuyễn thể từ vùng này đến vùng khác có thể coi là một lý do

để giải thích cho xu hướng tăng lên của hiện tượng nở hoa trong các tảo gây hại

Bào tử không hoạt động là dạng bất hoạt của một số loại tảo giáp Các bào

tử này lắng xuống dưới đáy biển và tích lũy ở ranh giới của nước và lớp chất lắng dưới đáy nơi mà chúng trải qua mùa đông Khi gặp điều kiện phát triển thuận lợi trở lại, các bào tử có thể phát triển và nảy mầm Nước có các tế bào đang di chuyển thì sau đó có thể nở hoa Cách thức này đảm bảo cho các tảo giáp có thể sống từ mùa này sang mùa khác (Mons và các cộng sự, 1998)

Sự trao đổi trong đại dương của nước làm cân bằng tàu được lấy ở cảng mở với nước cân bằng tàu lấy ở ngoài đại dương có thể có hiệu quả phần nào trong việc kiểm soát không chỉ bào nang mà cả tảo giáp độc hại và tảo cát có hại Các sinh vật có hại không được loại trừ hết là do sự đào thải không triệt để nước và lớp cặn trong thùng chứa nước cân bằng của tàu trong quá trình làm cân bằng lại tàu (Zhang và Dickman, 1999) Tuy nhiên, việc trao đổi nước trung tầng trong vùng biển ở một số khu vực (ví dụ như Biển Bắc, Biển Ai-len hoặc eo biển Măng-sơ) thì không hiệu quả bằng sự trao đổi trong các vùng nước của đại dương Sự lưu thông nước trung tầng trong một số vùng biển địa phương có thể giảm nguy cơ nhiễm từ các nguồn nước ở cảng thuộc Châu Âu đã bị ô nhiễm nhưng lại có thể dẫn tới việc chuyển các loài thực vật phù du gây hại tiềm ẩn từ các vùng biển địa phương (Macdonald và Davidson, 1998)

Các phycotoxin biển quan trọng nhất là các độc tố nhuyễn thể và ciguatoxin Đến nay, năm nhóm độc tố nhuyễn thể đã được nhận biết có tên:

i.Các độc tố nhuyễn thể gây liệt cơ gây ra sự ngộ độc nhuyễn thể gây liệt cơ (PSP)

ii.Các độc tố nhuyễn thể gây tiêu chảy gây ra sự ngộ độc nhuyễn thể gây tiêu chảy (DSP)

iii.Các độc tố nhuyễn thể gây mất trí nhớ gây ra sự ngộ độc nhuyễn thể gây mất trí nhớ (ASP)

iv.Các độc tố nhuyễn thể gây độc thần kinh gây ra sự ngộ độc nhuyễn thể gây độc thần kinh (NSP)

v.Các độc tố azaspiracid có trong nhuyễn thể gây ra sự ngộ độc azaspiracid

có trong nhuyễn thể (AZP) (Hallegraeff và các cộng sự, 1995; Lindahl, 1998)

Ciguatoxin gây nên ngộ độc cá có chứa ciguatera (CFP) Nhiễm độc PSP, DSP, ASP, NSP và AZP là do tiêu thụ các sản phẩm nhuyễn thể bị nhiễm trong khi đó CFP là do sự tiêu thụ cá ăn thịt ở vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới đã tích lũy các độc tố ciguatera thông qua chuỗi thực phẩm biển Nhiều khía cạnh khác nhau của các độc tố trên sẽ được xem xét trong ấn phẩm này

15

Hình 1.1 Giám sát tảo và/hoặc nhuyễn thể độc ở nước biển ven bờ của các nước thuộc Châu Âu là thành viên của ICES từ 1991 đến 2000

Nguồn: www.ifremer.fr/envlit/documentation/dossiers/ciem/aindex.htm

16

Hình 1.2 Giám sát tảo và nhuyễn thể độc trong nước biển ven bờ ở các nước thuộc Bắc Mĩ và là thành viên của ICES từ 1991 đến 2000

Nguồn: www.ifremer.fr/envlit/documentation/dossiers/ciem/aindex.htm

17

2 Ngộ độc nhuyễn thể gây liệt cơ (PSP)

Ngộ độc gây nên bởi độc tố nhuyễn thể gây liệt cơ (PSP) ở người là do ăn nhuyễn thể chứa các độc tố PSP Các độc tố PSP này tích lũy trong nhuyễn thể ăn tảo sản sinh các độc tố này Triệu chứng của hiện tượng ngộ độc PSP ở người biến đổi từ cảm giác kim châm hoặc tê nhẹ đến liệt cơ hô hấp hoàn toàn Các trường hợp tử vong thường xuất hiện triệu chứng liệt hô hấp xảy ra trong vòng từ 2 đến

12 giờ kể từ khi ăn thực phẩm bị nhiễm PSP

Các độc tố PSP là một nhóm gồm 21 tetrahydropurines có cấu trúc gần gống nhau (xem hình 2.1) Độc tố PSP đầu tiên được xác định về mặt hóa học là saxitoxin (STX) Các độc tố PSP khác nhau đáng kể về mặt độc tính, trong đó STX là độc nhất Các độc tố PSP được sinh ra chủ yếu bởi tảo giáp thuộc giống

Alexandrium, đây là loài tảo có mặt ở cả khu vực có khí hậu nhiệt đới và ôn đới

Nhuyễn thể sống ở vùng có các tảo này có thể tích lũy độc tố nhưng nhuyễn thể

có thể chống chịu được tác hại của các độc tố này Trong suốt 20 năm qua, dường như có sự gia tăng các vụ ngộ độc PSP Tuy nhiên, không rõ là sự tăng này có phải

là thật sự hay không, nó có phải là do việc xác định, phát hiện và ghi nhận của y tế

đã được cải thiện hay không, hay là do việc nuôi và tiêu thụ nhuyễn thể đã được

mở rộng Nhiều nước đã có các qui định cho các độc tố PSP Phần lớn các qui định đều coi các độc tố PSP như là một nhóm

2.1 Cấu trúc hóa học và các đặc tính

Các độc tố PSP hình thành nên một nhóm gồm các hợp chất tetrahydropurines có cấu trúc gần gống nhau được chia thành bốn nhóm nhỏ: i) các hợp chất carbamate (STX, neoSTX và gonyautoxins (GNTX1-4); ii) các hợp chất N-sulfo-carbamoyl (GNTX5-6, C1-4); iii) các hợp chất decarbamoyl (dc-) (dcSTX, dcneoSTX, dcGNTX1-4); và iv) các hợp chất deoxydecarbamoyl (do-) (doSTX, doneoSTX và doGNTX1) Đã xác định được ít nhất 21 độc tố PSP (xem hình 2.1), chúng chủ yếu có nguồn gốc từ tảo giáp biển và nhuyễn thể ăn tảo độc Những nỗ lực phân lập các độc tố PSP đã được bắt đầu từ hơn một trăm năm trước nhưng cấu trúc của chúng được xác định như một hỗn hợp các hợp chất với các nhóm chức có khả năng ion hóa khác nhau đã làm phức tạp và chậm quá trình phân lập và sự tiến triển ban đầu thì chậm chạp Với sự phát triển của sắc ký trao đổi ion, được sự trợ giúp của phép thử sinh học trên chuột, cuối cùng đã phân lập

được một độc tố cơ bản hòa tan trong nước từ nghêu Alaska (Saxidomus giganteus) Hợp chất này đã được gọi tên thông thường là saxitoxin (STX)

Năm 1975, dẫn xuất kết tinh đầu tiên STX đã được tổng hợp và cấu trúc của nó đã được nghiên cứu (Bower và các cộng sự, 1981) Cấu trúc STX đã được làm sáng tỏ nhờ chụp X quang tinh thể và các nghiên cứu phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), (xem hình 2.1 về các cấu trúc hóa học của STX và các độc tố PSP khác) Dihydroxy hoặc nhóm xeton đã hydrat hóa trên vòng năm cạnh đóng vai trò quan trọng cho tính độc của chúng Sự khử nhóm này bằng hydro thành nhóm một

18

hydroxyl sẽ loại trừ được hoạt tính Việc dời chỗ của nhóm carbamoyl nhánh bên trên vòng sáu cạnh, việc bỏ đi nhóm hydroxyl ra khỏi vị trí của nó sẽ tạo ra một phân tử giảm đi 60 phần trăm độc tính so với ban đầu Sự có mặt của nhóm hydroxyl hoạt động này thiết lập nên một cách thức cho việc tạo thành các dẫn

xuất khác nhau của STX (Mons và các cộng sự, 1998) Các độc tố PSP bền nhiệt

ở pH axit (ngoại trừ các hợp chất N-sulfo-carbamoyl) nhưng không bền vững và

dễ bị oxy hóa trong môi trường kiềm (Mons và các cộng sự, 1998)

Hình 2.1 Cấu trúc hóa học của các độc tố PSP

Nguồn: Mons và các cộng sự, 1998; Quilliam và các cộng sự, 2001

2.2 Phương pháp phân tích

2.2.1 Tổng quát

Vì các độc tố PSP là mối nguy tiềm ẩn đối với con người và động vật nên cần có một phương pháp nhanh, nhạy và chuyên biệt để phát hiện sự có mặt của chúng trong nhuyễn thể Theo truyền thống, sự có mặt của các độc tố PSP được xác định bằng phép thử sinh học trên chuột Tuy nhiên do còn tồn tại những ý kiến tranh cãi về việc sử dụng động vật có vú để làm thử nghiệm thêm vào các vấn đề

cố hữu cũng như các hạn chế của các phép thử sinh học trên động vật có vú đã thúc đẩy việc phát triển các phép thử thay thế như là phép thử dược học, các phép thử miễn dịch học, các phép thử hóa học hoặc các phép thử phân lập và các phép thử sinh học thay thế để phát hiện các độc tố biển trong thủy sản (Mons và các cộng sự, 1998)

2.2.2 Phép thử sinh học

19

Các phép thử trên cơ thể

Phép thử sinh học trên chuột

Hiện nay phép thử sinh học trên chuột vẫn được sử dụng trong hầu hết các chương trình giám sát độc tính nhuyễn thể Cách thực hiện đã được phát triển từ hơn nửa thế kỷ trước và đã được tiêu chuẩn hóa bởi Hiệp hội các nhà Hóa học Phân tích Chính thức (AOAC) để đưa ra một cách xác định nhanh với độ chính xác chấp nhận được tổng các độc tố PSP (Hollingworth và Wekell, 1990) Cứ 20 g chuột thì được tiêm 1ml dịch chiết axit từ nhuyễn thể và sau đó ghi lại thời gian chuột chết Các dịch chiết có độ độc cao sẽ được pha loãng để đảm bảo rằng vật chủ sẽ chết trong vòng từ 5 đến 15 phút Độc tính của mẫu sẽ được tính toán nhờ

sử dụng đường cong về liều lượng phản ứng được xây dựng theo các dung dịch STX chuẩn và được biểu diễn bằng đơn vị chuột (MU) Ở hầu hết các nước, 400 MU/100 g nhuyễn thể (1MU là lượng độc tố được tiêm vào chuột mà có thể tiêu diệt được 20 g chuột trong 15 phút và nó tương ứng với 0,18 mg của STX) là mức quy định yêu cầu đóng cửa các khu vực khai thác nhuyễn thể Giới hạn phát hiện của phép thử xấp xỉ 40 µg STX/100 g cơ thịt nhuyễn thể với độ chính xác là 15-20 phần trăm Một tác nhân gây nhiễu đã được biết đến là hàm lượng muối cao trong mẫu làm giảm tác dụng độc (Schantz và các cộng sự, 1958), trong khi sự tích lũy kẽm trong hàu đã được ghi nhận là dẫn đến tác động gây chết chuột ở các mức độ

mà không ảnh hưởng đến sức khỏe của con người (Aune và các cộng sự, 1998) Các dịch chiết có độc tính cao có thể cho những kết quả vô cùng dao động (Park

và các cộng sự, 1986) Những hạn chế thực tế khi sử dụng phương pháp là:

- Một đàn chuột có khối lượng từ 19 đến 20 g phải được bảo toàn, tuy nhiên vào các thời điểm cần tăng cường sự giám sát thì việc cung cấp chuột đã không đáp ứng được;

- Giới hạn phát hiện của phương pháp lại phụ thuộc vào giống loài;

- Thời gian chết không tuyến tính với độc tính ;

- Cần nhiều nhân công trong việc xác định một cách chính xác thời gian chết;

- Cần phải sử dụng một lượng lớn động vật

Mặc dù có những khó khăn như trên nhưng phép thử này vẫn được sử dụng trên nhiều loại động vật thân mềm và giáp xác và vẫn là phương pháp chính thức ở hầu hết các quốc gia có kiểm soát độc tố PSP trong nhuyễn thể

Ở Pháp, một nghiên cứu chuyên sâu đã được thực hiện với sự tham gia của tám phòng thí nghiệm có sử dụng phép thử trên chuột để phân tích các mẫu hàu bị làm nhiễm độc tố PSP ở các mức độ không phát hiện được và ở các mức 153 và

335 mg STX/100 g thịt Các tác giả đã kết luận rằng tám phòng thí nghiệm tham gia vào nghiên cứu đã thành thạo trong việc sử dụng phép thử trên chuột của

20

AOAC Các dao động kết quả giữa các phòng thí nghiệm và trong bản thân mỗi phòng thí nghiệm lần lượt nằm trong khoảng từ 5 đến 10 và từ 8 đến 40 phần trăm Mức độ thu hồi thấp được ghi nhận đối với các mẫu đã được bổ sung chất cần xác định khi mà các mẫu này cho kết quả sai số thiếu do “các tác động của muối” Độ không chính xác này đòi hỏi cần có một khoảng giá trị an toàn để bảo vệ người tiêu dùng (LeDoux và Hall, 2000)

Vào năm 2003, phép thử trên chuột cũng đã được sử dụng trong một nghiên cứu thử nghiệm về độc tố PSP trong vẹm đông khô được thực hiện bởi dự án Kế hoạch Đánh giá Hiệu quả Phân tích Thực phẩm (FAPAS®)(Earnshaw, 2003) Chín trong số mười lăm phòng thí nghiệm tham gia vào nghiên cứu này đã sử dụng phép thử sinh học trên chuột Các vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu đã được chuẩn bị từ các vật liệu tham khảo đã được chứng nhận (Van Egmond và các cộng sự, 1998), theo cách này thì độ ổn định và tính đồng nhất được đảm bảo Các kết quả của nghiên cứu thí điểm này không gây được ấn tượng gì sâu sắc Các kết quả phân tích nằm trong khoảng từ 1 đến 383 mg/100g (được biểu diễn như tổng các độc tố PSP trên trọng lượng tươi) với giá trị trung vị là 137 mg/100g Đánh giá thống kê của các kết quả đã không thực hiện được do sự dao động của các kết quả thu được

Các phép thử trong ống nghiệm

Phép thử trong ống nghiệm trên lát mỏng vùng đồi thị

Kerr và các cộng sự (1999) đã khảo sát in vitro trên lát mỏng vùng đồi thị như là một cách thức phát hiện nhanh và đặc trưng cho độc tố tảo STX, brevetoxin

và axit domoic (DA) trong cơ thịt nhuyễn thể hoặc cá Đã có kết luận rằng lát mỏng vùng đồi thị là hữu ích trong việc phát hiện và phân tích các độc tố sinh học biển bị nhiễm trong mô của nhuyễn thể

Phép thử chặn kênh natri

Cơ chế mà độc tố thần kinh phá vỡ chức năng tế bào đã được đề xuất như là một phương pháp thay thế của phép thử Các độc tố gây nghẽn các kênh natri trên các màng tế bào thần kinh làm phá vỡ sự khử cực thông thường Số lượng liên kết gây nghẽn tỷ lệ với độc tính Davio và Fontelo (1984) đã mô tả một phép thử mà theo đó số lượng STX có gắn chất phóng xạ để thay thế cho chất pha chế từ não chuột đã được xác định Một phương pháp thay thế đã được thực hiện trên các mô nguyên bào thần kinh chuột bởi Kogure và các cộng sự (1988) và Galacher và Birkbeck (thông tin trao đổi cá nhân; Van Egmond và các cộng sự, 1993) Các mô nguyên bào thần kinh chuột phình to và sau đó dung giải theo sự có mặt của veratridine khi xuất hiện đồng thời với ouabain (hợp chất glycozit có tính độc dùng để điều trị suy tim- thông tin của dịch giả) dẫn tới sự tràn vào của ion natri Với sự có mặt của STX làm nghẽn kênh natri, hoạt động của hai hợp chất khác bị hạn chế và các tế bào vẫn bình thường về mặt hình thái học Trong phép thử sinh

21

học này thì phần của tế bào được bảo vệ bởi các tác động của ouabain và veratridine tỷ lệ trực tiếp với nồng độ của STX và các dẫn xuất của chúng

Jellet và các cộng sự (1992) đã điều chỉnh phép thử này để cải thiện tốc độ

và sự thuận tiện của chúng bằng cách loại bỏ việc đếm các tế bào cá thể để xác định STX tương ứng Thay vào đó họ đã sử dụng một máy đọc vi bản để xác định một cách tự động sự hấp thụ của tinh thể màu tím từ các nguyên bào thần kinh đã được nhuộm màu Khi những thay đổi này và những chỉnh sửa kỹ thuật nhỏ khác

đã được thử nghiệm một cách hệ thống trên phép thử sinh học nuôi cấy mô, đã xác định được một giới hạn thấp, khoảng 10 ng tương đương STX trên 1 ml dịch chiết ( = 2,0 mg tương đương STX/100 g cơ thịt nhuyễn thể) Phiên bản này của phép thử sinh học nuôi cây mô đã được so sánh với phép thử sinh học trên chuột tiêu

chuẩn sử dụng 10 mẫu dịch chiết axit của tảo giáp (Alexandrium excavata và Alexandrium fundyense) và 47 dịch chiết của mô cơ nhuyễn thể được chuẩn bị

theo qui trình của AOAC Phép thử sinh học nuôi cấy mô đã cung cấp các kết quả gần như đồng nhất với các kết quả có được từ phép thử sinh học trên chuột (r > 0,96), và hơn thế nữa phép thử này được coi là nhạy hơn Các kết quả thu được từ phân tích bằng sắc ký lỏng (LC) của một tập hợp 12 dịch chiết thì ít nhất quán khi

so sánh với các kết quả của cả hai phép thử sinh học trên (Jellette và các cộng sự, 1992) Hai mươi chín dịch chiết của nhuyễn thể cho kết quả âm tính trong cả hai phép thử trên Năm mươi bảy dịch chiết cho kết quả dương tính trong ít nhất một phép thử Trong các nghiên cứu có bổ sung chất cần xác định vào dịch chiết nhuyễn thể thì phép thử trên mô nguyên bào thần kinh cho những kết quả tốt đối với STX đã được thêm vào Sự tương quan giữa các phép thử xác định STX tương đương trong nhuyễn thể là 0,876 Các tác giả đã kết luận rằng mặc dù các kết quả cho thấy ưu điểm của việc sử dụng phép thử trên mô nguyên bào thần kinh như là một quá trình khảo sát nhưng các kết quả gần sát với giới hạn qui định thì nên được khẳng định lại bằng phép thử sinh học trên chuột

Về nguyên tắc thì phép thử trên mô nguyên bào thần kinh có thể là một thay thế tốt cho phép thử sinh học trên chuột để kiểm tra độc tố PSP trên nhuyễn thể Tuy nhiên, qui trình được phát triển bởi Jellett và các cộng sự (1992) đã không mang lại những kết quả như ý khi nó được thử nghiệm trong một nghiên cứu cộng tác quốc tế của AOAC vào năm 1999 Việc triển khai thực tế gây thất vọng cũng như các sự cố trong việc gửi vật liệu nghiên cứu đã dẫn đến sự gián đoạn của phương pháp nghiên cứu trong qui trình đánh giá của Ủy ban các phương pháp về độc tố tự nhiên của tổ chức quốc tế AOAC (Thông tin trao đổi cá nhân)

Một cải biến gần đây trong việc phát hiện các độc tố biển tác động đến kênh natri đặc trưng như saxitoxin là phép thử tiêu máu được phát triển bởi Shimojo và Iwaoka (2000) Nó được phát triển dựa trên các nguyên tắc của phép thử nuôi cấy mô nguyên bào thần kinh cho các độc tố sinh học điển hình tác động

lên kênh natri mà có sử dụng các hồng huyết cầu từ cá rô phi đỏ (Sarotherodon mossambicus) Cả veratridine và ouabain tác động trở lại các hồng huyết cầu của

22

cá rô phibằng cách tác động đến tính thấm của màng tế bào Saxitoxin có thể ngăn chặn hoạt động này (làm mất đi tình trạng bình thường về mặt hình thái học của tế bào) Độc tố PSP có thể được phát hiện bằng cách thêm lần lượt veratridine và ouabain cùng với các mẫu đã được chiết hoặc saxitoxin vào các hồng huyết cầu Các tác giả đã báo cáo là phép thử có thể phát hiện saxitoxin ở nồng độ 0,3 g/ml, giá trị này cao hơn chút ít so với giới hạn phát hiện của phép thử sinh học trên chuột Giá trị của chúng trong việc giám sát nhuyễn thể chưa được chứng thực trong thực tế

Cả phép thử sinh học trên chuột và phép thử sinh học cấy mô đều xác định độc tính tổng số mà không xác định được hàm lượng các độc tố riêng lẻ

Cheun và các cộng sự (1998) đã phát triển một hệ thống cảm biến sinh học

mô bao gồm một điện cực natri được bao phủ bởi một lớp màng bàng quang của ếch và được hợp nhất vào trong một tế bào Hướng chuyển dịch của Na+ được khảo sát trong trường hợp không có mặt của các chất chặn kênh ion Na+, đã xác minh rằng ion Na+ hoạt động dịch chuyển từ trong ra phía ngoài của màng bàng quang của ếch Phản ứng cảm biến mô cho mỗi nhóm độc tố PSP đã được ghi chép lại (GNTX1, 2, 3 và 4) Năng lượng cảm biến bị ức chế theo thứ tự như sau GNTX4 > GNTX3 > GNTX1 > GNTX2 So sánh các kết quả này với các kết quả đạt được từ phép thử sinh học trên chuột tiêu chuẩn cho thấy sự tương đồng ngoại trừ GNTX2

So sánh kết quả của neoSTX và dcSTX trong hệ thống cảm biến sinh học

mô với các kết quả của phép thử sinh học trên chuột tiêu chẩn một lần nữa lại cho thấy sự tương đồng tốt (trong khoảng 5 mg độc tố/g mô ướt)

Lee và các cộng sự (2000) đã sử dụng phương pháp trên để khảo sát độc

tính trong các giống Alexandrium tamarensis được nuôi cấy trong các điều kiện

môi trường khác nhau Dường như hệ thống cảm biến sinh học mô đã có thể đo được những kết quả vi lượng của độc tố PSP trong một tế bào sinh vật phù du riêng biệt (5fg) Tuy nhiên, để tăng cường độ nhạy của hệ thống thì thí nghiệm cần được thực hiện ít nhất cho 100 tế bào Để so sánh thì cần tập hợp ít nhất 6 000 tế bào cá thể mới có thể đánh giá việc sản sinh độc tố bằng phương pháp LC

2.2.3 Các phép thử sinh học thay thế

Ngày càng có nhiều quan ngại về việc sử dụng liên tục các động vật có vú cho phép thử sinh học và một sự lựa chọn giữa các khả năng để phát triển các phép thử tương tự dựa trên việc sử dụng động vật không xương sống như phôi hàu hoặc

ấu trùng cá Một phương pháp đã được sử dụng để làm giảm số lượng của các phép thử trên chuột ở một vài nước Châu Âu đó là việc đếm các tế bào tảo độc trong nước biển cho mục đích giám sát (Hald và các cộng sự, 1991) Kỹ thuật này cũng có thể được mô tả như là một phép thử định tính nhưng không thể sử dụng để kiểm soát chất lượng của nhuyễn thể trong thương mại

và số lượng giới hạn của kháng thể được xác định bằng cách sử dụng tiếp hợp peroxidase IgG của dê với phép đo thực hiện bằng một phép thử đo màu có sử dụng chất nền STX có trong dịch chiết vẹm được cạnh tranh gắn kết với kháng nguyên STX được phủ lên các đĩa microtitre Cho đến nay, bộ thử ELISA thương mại vẫn chỉ được phát triển cho kháng nguyên STX Tuy nhiên, không có đặc trưng hoàn toàn cho STX và một vài phản ứng thì chuyển thành decarbamoyl-STX (dcSTX) và neoSTX Cembella và Lamoreux (1991) đã mô tả một bộ phép thử đa bản để xác định STX, neoSTX, GNTX1 và GNTX3 Mặc dù bộ thử vẫn chưa được đánh giá giá đầy đủ nhưng xem ra nó nhạy hơn phương pháp LC và đặc trưng hơn phép thử sinh học trên chuột

Chu và các cộng sự (1996) đã so sánh ba bộ ELISA cạnh tranh trực tiếp với nhau để phân tích số lượng lớn các nhuyễn thể bị ô nhiễm và kết luận có một sự tương đồng tuyệt vời giữa các số liệu thu được từ phương pháp ELISA và các kết quả của phép thử trên chuột Usleber và các cộng sự (1997) cũng kết luận là các kết quả thu được từ phương pháp ELISA có tương quan tốt với thép thử sinh học trên chuột khi phân tích điệp Tuy nhiên do có các phản ứng chéo không dự đoán trước được xảy ra, cũng như có sai số thiếu của độc tính ở vài mẫu nhuyễn thể bị nhiễm một cách tự nhiên được khai thác ở vùng biển gần Nhật, Kasuga và các cộng sự (1996) đã kết luận phép thử trên chuột không thể thay thế bằng phương pháp ELISA cho mục đích khảo sát các mẫu nhuyễn thể ven bờ

Garthwaite và các cộng sự (2001) đã phát triển một hệ thống ELISA kết hợp để xác định độc tố ASP, NSP, PSP và DSP (bao gồm yesotoxin) Hệ thống này phát hiện các mẫu nhuyễn thể nghi ngờ Sau đó các mẫu bị nghi ngờ này phải được phân tích bằng các phương pháp đã được chấp thuận bởi các nhà chức trách lập pháp quốc tế Việc chiết rút bằng cồn cho độ thu hồi tốt đối với tất cả các nhóm độc chất

Kawatsu và các cộng sự (2002) đã phát triển một phép thử miễn dịch enzym cạnh tranh trực tiếp dựa trên một kháng thể đơn bản 2/3 (GNTX2/3) đặc trưng và một tiếp hợp peroxidase saxitoxin GNTX2/3, dc-GNTX2/3, C1/2, GNTX1/4, STX và neoSTX có thể được phát hiện ở các nồng độ thấp hơn giới

24

hạn qui định 80 µg/100g mô nhuyễn thể

Gần đây đã có nhiều công bố về ứng dụng của ELISA để phân tích các độc

tố PSP trong nhuyễn thể Do xảy ra các phản ứng chéo với đặc tính gắn kết thấp và

sự hạn chế về khả năng phản ứng với các độc tố khác trong nhóm PSP hơn khi so sánh với STX nên việc ứng dụng thực tế của các phép thử này vẫn còn giới hạn, trừ khi các đặc tính thực hiện có thể chấp nhận được có thể được chứng minh trong các nghiên cứu hợp tác chính thức theo các qui trình đã được thừa nhận bởi AOAC quốc tế hoặc tổ chức ISO Những nghiên cứu như vậy vẫn còn chưa được công bố

2.2.5 Phép thử hóa học

Kỹ thuật đo huỳnh quang và đo màu

Sự oxy hóa kiềm của các độc tố PSP sinh ra các sản phẩm phát huỳnh quang, đặc tính này cho phép xác định một cách đơn giản với việc sử dụng kỹ thuật đo huỳnh quang (Bates và Rapoport, 1975; Bates và các cộng sự, 1978) Tuy nhiên, các kỹ thuật như vậy vẫn bị ảnh hưởng bởi một vài biến động Việc điều chỉnh pH khi chiết và trước khi oxy hóa là cần thiết, cần rửa sạch cột trao đổi ion

để loại bỏ các chất kéo theo trong quá trình chiết gây nhiễu, và sự có mặt của một vài kim loại có thể ảnh hưởng đến sự oxy hóa và năng suất phát huỳnh quang Hơn thế, các độc tố thể hiện khả năng phát quang ở các mức độ không giống nhau, cụ thể như sự phát quang của một vài độc tố carbamate là rất yếu Một cách để loại

bỏ sự cố nêu trên là ứng dụng nhiều phép thử phát huỳnh quang và đo màu trên cùng một loại mẫu Phép thử phát huỳnh quang đã được công bố là có mức độ nhạy cao hơn sau đó là đến phép thử so màu và cuối cùng phép thử trên chuột được cho là có độ nhạy thấp hơn cả (Mosley và các cộng sự, 1985)

Hungerford và các cộng sự (1991) đã tự động hóa phương pháp phát huỳnh quang bằng cách sử dụng phương pháp phân tích tiêm dòng Phương pháp cho phép điều chỉnh tự động phát quang nền và khảo sát nhanh các mẫu nhuyễn thể về

sự có mặt của các độc tố PSP

Các kỹ thuật sắc ký

Các kỹ thuật dựa trên sắc ký lỏng đang là các phương pháp không gắn với các phép thử sinh học được sử dụng rộng rãi nhất để xác định các hợp chất của PSP Trong suốt thập kỷ qua các nhà khoa học đã có những nỗ lực đáng kể trong việc phát triển một phương pháp sắc ký lỏng theo hướng tự động hóa để phân tích các độc tố PSP theo thường quy Nhìn chung các phép thử dựa trên việc phân tách các độc tố bằng sắc ký tương tác ion và sử dụng phản ứng sau cột để oxi hóa và sinh ra các dẫn xuất có thể xác định được một cách dễ dàng Phương pháp luận được phát triển bởi Cục Quản lý Lương thực và Dược phẩm của Hoa kỳ đã báo cáo khả năng phân tích được 12 độc tố PSP carbamate và sulfocarbamoyl (Sullivan, 1988) Phương pháp luận đã được xác định giá trị sử dụng đối với phép

25

thử trên chuột và nói chung sự tương quan giữa các kỹ thuật là tốt (r>0,9) (Sullivan, 1988) Nhìn chung các giới hạn phát hiện thấp hơn giới hạn phát hiện của phép thử sinh học trên chuột Trên thực tế, các phương pháp của Sullivan (1988) đã chỉ ra những khó khăn trong việc phân tách STX từ dcSTX (Van Egmond và các cộng sự, 1994) và vì vậy các phòng thí nghiệm của Châu Âu không sử dụng nó để phân tích PSP

Mặc dù phương pháp sắc ký lỏng đã tạo ra được một bước tiến có ý nghĩa,

hệ thống này lại đòi hỏi những yêu cầu đáng kể về kỹ năng, thời gian chuyên biệt

để thực hiện nó trong đời sống thường ngày Hơn nữa, các kỹ thuật sắc ký lỏng không phải là không có sự cố Thielert và các cộng sự (1991) đã chỉ ra rằng các độc tố 6-decarbamoyl không thể phân tích được bằng phương pháp của Sullivan (1988) Việc phân tích được cải thiện bằng cách phân tích liên tục các mẫu có sử dụng dung dịch đệm khác nhau và các hệ thống thuốc thử cặp ion Ledoux và các cộng sự (1991) đã mô tả sự cố gặp phải khi phân tách các độc tố nhóm C với các chất phát huỳnh quang có trong vẹm không chứa độc tố Waldock và các cộng sự (1991) cũng báo cáo rằng kỹ thuật sắc ký lỏng đã không đủ nhanh hoặc nhạy để xử

lý với một số lượng lớn mẫu được đem phân tích tại thời điểm bùng phát hiện tượng nở hoa của tảo

Sự phân bố dàn trải của các pic cũng là một vấn đề nảy sinh gây nên bởi thể tích khá lớn của hệ thống ống phản ứng sau cột Một phương pháp để giải quyết vấn đề này được đặt ra là chuẩn bị các dẫn xuất phát huỳnh quang trước khi phân tách LC (Lawrence và Menard, 1991; Lawrence và các cộng sự, 1991a), nhưng không phải là tất cả các độc tố PSP đã biết đến đều được phân tách bởi phương pháp này vì có vài độc tố đã biết (ví dụ như GNTX2 và GNTX3) lại tạo thành cùng một sản phẩm oxy hóa

Hơn nữa, để định lượng chính xác thì cần hiệu chuẩn hệ thống một cách thường xuyên bằng cách sử dụng các dung dịch tiêu chuẩn của các độc tố Đó là

do sự khác biệt về hóa học của mỗi độc tố PSP mà dẫn đến các tốc độ oxy hóa khác nhau của mỗi hợp chất trong phản ứng sau cột Cho đến gần đây mới chỉ có chất chuẩn STX có sẵn trên thị trường và không thể xác định chính xác số lượng của các độc tố PSP khác trong hỗn hợp Đến năm 2003, đã có bán sẵn các chất chuẩn được chứng nhận như STX, neoSTX, GNTX 1-4, GNTX 2/3 và GNTX 5 (Laycock và các cộng sự, 1994; NRC, 2003), và sự có mặt của các chất chuẩn này

đã cải thiện một cách đáng kể các số liệu thu được nhờ phương pháp LC (Wright, 1995) Các nhà nghiên cứu nên thận trọng khi thay đổi chất chuẩn này sang chất chuẩn khác vì khi ấy sẽ xảy ra sự không liên tục của số liệu Sự khác nhau giữa các nồng độ STX của ba nhà cung cấp khác nhau lên đến 20 phần trăm đã được thông báo (Quilliam và các cộng sự, 1999)

Phương pháp LC đã được sử dụng (cùng với phép thử sinh học trên chuột, xem phần 2.2.2) trong một nghiên cứu thử nghiệm về các độc tố PSP trong vẹm

26

đông khô được tổ chức bởi Kế hoạch Đánh giá Hiệu quả Phân tích Thực phẩm (FAPAS®) năm 2003 (Earnshaw, 2003) Mười lăm phòng thí nghiệm đã tham gia vào nghiên cứu này và bảy trong số đó đã sử dụng phương pháp LC Thực tế thì tất cả các phòng thí nghiệm đã phân tích trên vật liệu thí nghiệm để xác định STX

và dc STX, một vài phòng thí nghiệm còn xác định cả neoSTX; GNTX1/4; GNTX2/3; GNTX5, GNTX6, C1/2 và C3/4 Các kết quả STX nằm trong khoảng

từ không xác định đến 83 mg/100g (trọng lượng chất tươi), kết quả dcSTX nằm trong khoảng từ 25 đến 130 mg/100g Thực ra các vật liệu thí nghiệm chứa STX<3,5 mg/100g và dcSTX80 mg/100g Một nghiên cứu về các quy trình phân tích đã được sử dụng chỉ ra rằng các phòng thí nghiệm xác định được các kết quả STX dương tính đều sử dụng HCl có đun sôi trong bước chiết rút (như là trong phép thử trên chuột theo qui trình của AOAC) (Hollingworth và Wekell, 1990) Ngược lại, các phòng thí nghiệm mà sử dụng axit axetic không đun sôi trong bước chiết rút đều khó phát hiện hoặc không phát hiện ra saxitoxin Lý do dẫn đến điều này là do việc chiết bằng HCl có đun sôi dẫn đến thủy phân một phần các độc tố nào đó làm chuyển một vài độc tố PSP thành các chất tương tự nhưng độc hơn (ví dụ: GNTX5 bị chuyển thành STX) Sử dụng axit axetic không đun sôi là một qui trình chiết rút nhẹ hơn mà giữ lại đặc tính độc của mẫu ban đầu Các mẫu được sử dụng trong nghiên cứu của FAPAS đã không chứa STX nhưng chúng đã chứa GNTX5 Nhận thức rõ về hiện tượng này cũng như việc tiêu chuẩn hóa phương pháp luận là cần thiết để giải quyết vấn đề này và có thể đưa đến một sự tương đồng tốt hơn trong kết quả phân tích như đã được chứng minh giải thích trong một nghiên cứu của Hà Lan (Van Egmond và các cộng sự, 2004)

Một dự án đã được thực hiện từ năm 1993 đến năm 1997 trong khuôn khổ của Chương trình Kiểm tra, Đo lường và Tiêu chuẩn của Ủy ban Châu Âu (SMT) (Trước đây được gọi và được biết đến như là Văn phòng Chứng nhận chung hay BCR) để phát triển các vật liệu tham khảo liên quan tới nhuyễn thể chứa các độc

tố PSP đã được chứng nhận Dự án đã được thực hiện bởi 13 phòng thí nghiệm do chính quyền đề cử và sáu trường đại học, đại diện cho năm quốc gia sản xuất nhuyễn thể chủ yếu trong Liên minh Châu Âu (EU) và một nước thành viên Châu

Âu khác mà có quan tâm đến vấn đề xác định PSP Một nghiên cứu sơ bộ được thực hiện bởi một số phòng thí nghiệm liên hợp cho thấy có đủ cơ sở cho việc phát triển các nguồn vật liệu tham khảo (Van Egmond và các cộng sự, 1994)

Chương trình nghiên cứu này có liên quan đến:

- Các nghiên cứu nhằm cải thiện và đánh giá hệ phương pháp hóa học, -Việc nhận diện và xác định độ tinh sạch của các chất chuẩn PSP và sự ổn định của chúng trong dung dịch;

- Hai nghiên cứu so sánh giữa các phương pháp phân tích

- Việc chuẩn bị các vật liệu tham khảo, bao gồm tính đồng nhất và các

27

nghiên cứu về sự ổn định;

- Sự sử dụng có hiệu quả giấy chứng nhận

Lúc đầu các phòng thí nghiệm được đề nghị phân tích các dung dịch STX

và các dịch chiết nhuyễn thể có chứa PSP bằng phương pháp tự chọn nhưng cuối cùng trong nghiên cứu cấp giấy chứng nhận thì chỉ sử dụng các phương pháp LC phân bố trước hoặc sau cột Dự án đã được hoàn thành bằng một báo cáo về việc cấp giấy chứng nhận cho STX và dcSTX trong hai vật liệu vẹm tham khảo (BCR-CRMs 542 và 543) bao gồm việc nhận diện một vài độc tố PSP khác, và qui trình

bổ sung chất dựa trên một dung dịch làm giàu (CRM 663) với một nồng độ STX

đã được xác nhận (Van Egmond và các cộng sự, 1998; Van den Top và các cộng

sự, 2000, 2001)

Hai phương pháp được sử dụng trong dự án SMT đã chỉ ra các đặc tính thực hiện tốt (Lawrence và Menard, 1991; Franco và Fernandez, 1993) đã được chọn lựa cho việc tiêu chuẩn hóa bởi Ủy ban Châu Âu về Tiêu chuẩn hóa (CEN) Trong thời gian của dự thảo, phương pháp Franco đã xuất hiện như một bộ tiêu chuẩn ban hành trước các tiêu chuẩn chính thức của Châu âu (CEN, 2002a) và phương pháp Lawrence được coi như là tiêu chuẩn dự thảo của Châu âu (CEN, 2002b) Phương pháp sau đã thành công và đã được ứng dụng trong một nghiên cứu chuyên biệt về PSP trong nhuyễn thể được thực hiện ở Hà Lan vào năm 2001

ở cấp quốc gia (Van Egmond và các cộng sự, 2004) Phương pháp này cũng được chỉnh sửa thêm bởi Lawrence và việc chỉnh sửa đã được đánh giá vào năm 2002 trong một nghiên cứu cộng tác quốc tế (Lawrence và các cộng sự, 2003)

Các kỹ thuật điện di

Điện di bản

Các phương pháp khác nhau để phân tách các độc tố PSP đã được phát triển

có sử dụng hiện tượng điện di trên giấy và gel (Boyer và các cộng sự, 1979; Onoue và các cộng sự, 1983; Ikawa và các cộng sự, 1985; Thibault và các cộng

sự, 1991) Được sử dụng trong từng đợt và ở một mức độ đơn giản, kỹ thuật này cho phép khảo sát nhanh đồng thời nhiều mẫu Tuy nhiên, sự định lượng xem ra là khó khăn, và phần lớn các phương pháp đều sử dụng bơm peroxyt và một đèn UV

để xác định các độc tố trên đĩa điện di Phương thức này có lẽ được kỳ vọng phát triển trong tương lai tiến tới sử dụng máy đo huỳnh quang (Van Egmond và các cộng sự, 1993)

Hiện tượng điện di mao dẫn

Hiện tượng điện di mao dẫn (CE) là một kỹ thuật tương đối mới và đến nay

đã có một số ứng dụng trong lĩnh vực phân tích độc tố, tuy nhiên tính linh hoạt của

hệ thống CE đã cho thấy rằng nó sẽ là một lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn Về bản chất, kỹ thuật này sử dụng một mao quản silic đioxyt hẹp (~100 mm id) tại vị trí của gel điện di và lượng nanolit mẫu được đưa vào cuối cột trước khi nó được

28

sử dụng làm cầu nối hai dung dịch đệm Các độc tố di chuyển qua cột khi có điện thế cao và có thể được phát hiện khi chúng đi qua ngăn phát UV hoặc huỳnh quang Kỹ thuật này có khả năng ứng dụng cho nhiều loại hợp chất có tính dễ biến đổi điện di và thậm chí ở nơi không có tích điện cuối cùng xảy ra thì nó có thể giữ các hợp chất trong mixen mà sau đó có thể di chuyển

Wright và các cộng sự (1989) đã dùng hệ thống CE kết nối với đầu dò huỳnh quang laser để xác định các chất chuẩn STX Kỹ thuật này cho phép phát hiện STX ở mức 1 mg/kg Thậm chí với thể tích tiêm vào rất nhỏ (1 đến 10 nl), các giới hạn phát hiện lý thuyết cho các mẫu nằm trong khoảng mg/kg Điều trở ngại hiện nay cho kỹ thuật này đó là sự phân tách như nhau đã không thực hiện được cho các mẫu sinh vật có các độc tố bị pha trộn, thiết bị không sẵn có và đắt,

và phương pháp này có cùng một vấn đề như phương pháp LC đó là dẫn xuất phát huỳnh quang phải được chuẩn bị trước khi phân tách hoặc phát hiện

Thibault và các cộng sự (1991) đã ứng dụng phương pháp CE cho các mẫu sinh vật biển Đã phân tách được neoSTX và STX và đã chứng minh là khi sử dụng phép đo phổ UV thì giới hạn phát hiện là 5 mM (xấp xỉ 1,5 mg/ml) Các tác giả đề nghị rằng kỹ thuật CE-UV có tiềm năng đáng kể cho việc khảo sát thường nhật các độc tố này trong dịch chiết tự nhiên, nhưng các giới hạn phát hiện hiện nay xem ra quá cao để sử dụng trong các chương trình giám sát

Phép đo khối phổ

Việc ứng dụng của phép đo khối phổ trong lĩnh vực độc tố sinh học biển đã được xúc tiến trong suốt hai thập kỷ vừa qua không chỉ bởi sự phát triển của kỹ thuật kết hợp LC-MS mà còn bởi sự kết hợp của sự phân tách, phát hiện và công nghệ máy tính Chìa khóa cho sự phát triển và thành công của LC-MS (bao gồm

LC mắc nối tiếp MS) là năng suất, độ tin cậy, khả năng đáp ứng và tính sẵn có dễ mua của hệ thống (Willoughby và các cộng sự, 1998)

Vào cuối những năm 1980, Quilliam và các cộng sự (1989) đã báo cáo việc xác định STX bằng LC-MS có áp dụng ion-sprayTM như là kỹ thuật ion hóa, đây

là một cái tên thương mại hóa để mô tả bơm điện nhờ khí nén (Sparkman, 2000) Trong việc ghi ion đơn lẻ (kiểu SIM) và tập trung trên các ion dương, một giới hạn xác định 0,1 µM (1 µL tiêm vào) đã được ước lượng từ phân tích dòng chảy nhạy gấp năm lần so với phép thử sinh học trên chuột của AOAC Quang phổ quét toàn

bộ đã xác định được 100 ng STX, cũng như quang phổ của ion được sinh ra (ion con) của phân tử được thêm proton đơn ([M+H]+), cung cấp thông tin hữu ích cho việc xác nhận tính đồng nhất và sự phát triển của phương pháp SRM

Pleasance và các cộng sự (1992a) đã báo cáo về việc phân tích các độc tố PSP bằng phương pháp LC-MS và CE-MS Phương pháp LC-MS (kiểu SIM và quét toàn bộ- kiểu MS1) đã được sử dụng để giám sát sự tinh chế STX được phân lập từ các dịch chiết của tế bào tảo giáp Thêm vào đó, quang phổ khối gắn cái nối

29

tiếp (MS2) đã được sử dụng để cung cấp thông tin về cấu trúc Nó dường như là

có khả năng phát hiện 10pg được tiêm vào, tương đương với nồng độ 0,03 µM Việc cải tiến đạt được khi thay đổi pha động kết hợp với tốc độ lưu lượng giảm Đường cong tính toán đã được đưa ra cho các dung dịch tiêu chuẩn (ngoại suy) ở một khoảng nồng độ có tỷ lệ là 55 (nồng độ cao nhất/nồng độ thấp nhất) Măc dù, cho hình ảnh trông tốt nhưng thiếu các giá trị của các chỉ số về sự tuyến tính và sự lặp lại (lần lượt là r2 và s.d.) Khả năng ứng dụng của Phân tích Tiêm Dòng (FIA)

để xác định các độc tố PSP trong các dịch chiết của sinh vật biển phức tạp hơn cũng đã được tranh luận rõ ràng Nó đã được đánh giá là có những hạn chế trầm trọng

Quiliam và các cộng sự (1993) đã báo cáo trong một nghiên cứu LC-MS với các khía cạnh định tính Nghiên cứu đã tập trung trên các đặc tính của các sản phẩm oxy hóa của các độc tố PSP Quang phổ khối của vài sản phẩm oxy hóa (quang phổ - phần lớn MS1) đã thu được, tuy nhiên tính nhạy (sự phản ứng tương ứng) đã giảm nhiều so với các độc tố ban đầu, và các tác giả đã kết luận rằng

“Toàn bộ tính nhạy của oxy hóa trước cột kết hợp với LC/MS sẽ không phải là phương pháp cạnh tranh để phân tích các độc tố PSP dạng vết”

Jaime và các cộng sự (2001) đã đề cập một phương pháp định lượng sử dụng sắc ký trao đổi ion kết nối với sự ion hóa bụi điện tử (ESI) và quang phổ khối Sự phân tách sắc ký đã đạt được bởi phép tách rửa gradient Các phép đo đã được thực hiện kiểu SIM Các hệ thống tự động đã được mô tả Điểm trọng tâm là các giới hạn xác định (LOD) và tính tuyến tính; “các giới hạn xác định cho từng độc tố PSP đã được so sánh với các giới hạn xác định của các phương pháp khác dựa trên sắc ký cặp ion với sự oxy hóa và sự phát hiện huỳnh quang”, và phù hợp tốt để xác định các độc tố của PSP trong các vật liệu sinh học ( giới hạn qui định được đưa ra cho vẹm và nhuyễn thể là 800 µg PSP/kg) Tính tuyến tính đã được chứng minh bởi các hệ số tương quan tốt (>0,99) Tuy nhiên khoảng nồng độ chuẩn vẫn tồn tại những giới hạn nhất định (trung bình xấp xỉ mười)

Quilliam và các cộng sự (2001; 2001) đã trình bày một vài phương pháp LC-MS để xác định các độc tính của PSP, đặc biệt phương pháp sử dụng sắc ký lỏng tương tác hút nước kết nối với ion hóa bơm điện phổ khối mắc nối tiếp với phổ khối (HILIC-ESI-MS/MS) Các tác giả muốn có một phương pháp mà xác định được tất cả các độc tố PSP trong một lần chạy phân tích đơn Cho đến bây giờ, các phương pháp đã được giới thiệu nhưng chưa được công bố

Oikawa và các cộng sự (2002) đã sử dụng LC-MS để xác nhận sự tích lũy các độc tố PSP (GNTXs và các độc tố C) trong phần ăn được của cua Mô tả định lượng bằng LC-MS đã không được báo cáo Sự làm sạch một phần đã được thực hiện cho các phân tích ESI-MS, đó là sự xử lý thành công với than hoạt tính và một cột gel sinh học P2

Tóm lại, trong lĩnh vực phân tích độc tố PSP, các bài báo về LC-MS chủ

30

yếu liên quan đến các khía cạnh định tính và phản ánh việc sử dụng thường của kiểu MS1, mặc dù các thiết bị mắc nối tiếp đã được sử dụng Việc ứng dụng LC mắc nối tiếp MS để phân tích độc tố PSP vừa mới được giới thiệu gần đây nhưng vẫn chưa được công bố

2.3 Các sinh vật nguồn và môi trường sống

2.3.1 Các sinh vật nguồn

Các độc tố PSP có trong một vài giống tảo giáp và một loại của tảo xanh

Một vài loài của giống Alexandrium (tên cũ là Gonyaulax hoặc Protogonyaulax)

được nhận diện như là các tác nhân ô nhiễm trong nhuyễn thể Chúng là

Alexandrium tamarensis, A minutum (A excavata), A catenella, A fraterculus, A fundyense và A cohorticula Các tảo giáp khác biệt khác cũng đã được thừa nhận như là các nguồn sản sinh STX Chúng là bahamense và Gymnodinium catenatum

(Mons và các cộng sự, 1998) Độc tính của các tảo giáp là do hỗn hợp của các dẫn xuất STX mà thành phần của hỗn hợp khác nhau theo loài sinh ra độc tố và/hoặc theo vùng xảy ra sự cố

Ở Marlborough, New Zealand, các mô tả độc của A minutum gồm chủ yếu

các tỷ lệ khác nhau của GNTX1, GNTX2, GNTX4, neoSTX và STX (xem hình 2.1) Các mô tả này tương tự như các mô tả đã quan sát được ở các độc tố phân lập

được từ A.minutum ở New Zealand Tuy nhiên chúng khá khác với những gì quan

sát được trên các loài ở các nơi khác trên thế giới (MacKenzie và Berkett, 1997)

Cũng có một dạng không hoạt động của tảo giáp đó là bào nang Các bào nang lắng xuống dưới đáy biển và tích lũy trong lớp trầm tích và trải qua mùa đông ở nơi đây (Mons và các cộng sự, 1998) Khi các điều kiện sinh trưởng thuận lợi trở lại thì các bào nang có thể nảy mầm và tái kết hợp với các tế bào trôi nổi và sau đó có thể ra hoa Theo cách này thì sự sống sót của các tảo giáp được đảm bảo

từ mùa này sang mùa khác Bản thân các bào nang cũng chứa độc, tuy nhiên độc tính cụ thể của chúng thì chưa được nghiên cứu rõ ràng Một số nhà điều tra khẳng định rằng độc tính trong các tế bào của tảo giáp là tương đồng tuy nhiên những người khác khẳng định nồng độ của các độc tố trong bào nang cao hơn mười đến một ngàn lần trong các tế bào hoạt động (Mons và các cộng sự, 1998) Ở vịnh

Jakarta, Indonesia, các dạng hoạt động của Pyrodinium bahamense đã được ghi

nhận chỉ sau khi tìm thấy các bào nang của các loài này trên bề mặt của lớp trầm

tích Có khả năng P bahamense trải qua một vòng đời hoàn chỉnh ở vịnh Jakarta

(Matsuoka và các cộng sự, 1998) Các bào tử của ba nhóm chính của tảo giáp độc hoặc có khả năng gây độc đã được tìm thấy dọc theo bờ biển của Bồ Đào Nha: i)

các bào tử của G catenatum đã có mặt dọc theo toàn bộ bờ biển, sự quần tụ lên đến 68 phần trăm ở bờ biển tây nam; ii) các bào tử của P bahamense đã có mặt ở phía đông của biển Atlantic và iii) các bào tử của giống Alexandrium đã xuất hiện

dọc theo toàn bộ bờ biển và được ghi nhận từ 8 đến 31 phần trăm của bờ biển phía nam (Amorim và Dale, 1998)

vật nguyên sinh độc Các loại này là Spondylus butler và Zosimous acnus (Mons

và các cộng sự, 1998) Không rõ là phần nào của việc tiêu thụ tảo ở rạn san hô gây

ra tác động này Trong một cuộc điều tra gần đây về việc sản sinh bào nang tảo

giáp ở vịnh Naples, các bào nang nhẵn hình cầu của A andersonii đã được thấy

vào các tháng mùa hè Mặc dù trước đây các loại này đã được báo cáo là không độc, nhưng Ciminiello và các cộng sự (2000c) đã phát hiện ra là sự nuôi cấy vô tính của các loại này cho kết quả dương tính với PSP trong phép thử sinh học trên chuột

2.3.2 Các điều kiện ảnh hưởng

Không thể dự đoán được khi nào xảy ra hiện tượng nở hoa của tảo giáp, mật độ của quần thể cũng không phải là yếu tố có thể dự đoán được Một đợt nở hoa bắt đầu với một lượng nhỏ của các tế bào tảo giáp độc trong pha lag hoặc trong dạng bào nang nằm ở đáy trầm tích và việc xác định thời gian và vị trí của hiện tượng nở hoa phụ thuộc vào thời điểm các bào nang phát triển và nơi chúng lắng xuống Các điều kiện khí hậu và môi trường như là nồng độ muối thay đổi, nhiệt độ nước tăng, dinh dưỡng tăng và ánh sáng làm cho bào nang chuyển sang giai đoạn sinh dưỡng mà không thể sinh sôi nhanh được Khi mà sự nở hoa của tảo giáp bắt đầu, giai đoạn phát triển theo cấp số mũ đã gây nên một sự tăng mật độ rất lớn Cuối cùng, việc làm cạn kiệt chất dinh dưỡng, carbon dioxyt trong nước và các điều kiện môi trường bị giảm sút do hiện tượng nở hoa của tảo đã làm giảm sự phát triển của quần thể Giai đoạn tĩnh đảm bảo sự cân bằng của quần thể Ở giai đoạn tảo nở rộ hoa, nước có màu đỏ phát huỳnh quang được nói đến như là hiện tượng thủy triều đỏ Sự thoái hóa môi trường liên tục làm tăng lượng tế bào chết

và cuối cùng dẫn đến sự phá vỡ quần thể Ở giai đoạn này của sự nở hoa, nhiều loài tảo giáp hình thành các bào tử và lắng xuống đáy, sẵn sàng cho lần nở hoa tiếp theo Trong chu kỳ nở hoa, nhìn chung các tế bào độc nhất xuất hiện trong giai đoạn phát triển theo cấp số mũ (Mons và các cộng sự, 1998)

Bào tử của A catenella thì có phổ biến trong nước biển và nước ở cửa sông

(13 đến 250C) ở New South Wale, Úc Các bào nang phân bố ở Úc thể hiện giai đoạn ngủ ở 170C trong khoảng thời gian ngắn từ 28 đến 55 ngày Điều này trái

ngược với nhu cầu ngủ dài thông thường của các quần thể vùng ôn đới của A catenella ở Nhật (97 ngày ở 230C) và của A tamarensis ở Cap Cod (Mỹ) hoặc

British Columbia (Ca na đa) Thỉnh thoảng trong vòng một giờ nhiệt độ tăng từ 17 đến 250C đã cải thiện quá trình nảy mầm của vài bào tử A catenella của Úc được

nuôi cấy lên đến 100 phần trăm (đạt được sau 98 ngày), nhưng sự lưu trú ở điều kiện lạnh, tối đã rút ngắn tình trạng không hoạt động đã khiến cho sự di cư xuyên đại dương qua mùa đông của các quần thể bào nang ôn đới Điều này cho thấy sự

32

phân bố địa lý khác nhau của cùng một nhóm tảo giáp có thể có những nhu cầu ngủ đông của bào nang khác nhau (Hallegraeff và các cộng sự, 1998)

Khi nuôi cấy A fundyense việc sinh độc tố không liên tục do ánh sáng và

luôn xảy ra trong khoảng thời gian đã định trước (xấp xỉ 8 đến 10 giờ) trong vòng giai đoạn đầu G1 của vòng đời tế bào và rơi xuống 0 cho thời gian còn lại của kỳ trung gian và sự phân bào có tơ (Taroncher-Oldenburg và các cộng sự, 1997)

Tảo giáp phát triển ở nơi có nhiệt độ khá cao và nhiều ánh sáng Ở Châu Âu

và Nam Phi các ca nhiễm độc và tử vong xảy ra chủ yếu giữa tháng năm và tháng mười một, trong khi ở Nam Mỹ sự nhiễm độc được báo cáo giữa tháng bảy và tháng chín (Mons và các cộng sự, 1998)

Kiểu môi trường mà ở đó đã có sự nhiễm độc PSP biến đổi một cách đáng

kể Các điều kiện thủy văn có thể đóng một vai trò quan trọng; đặc biệt, sự chênh lệch nhiệt độ đóng một vai trò rất quan trọng (lớp trên của nước biển không trộn lẫn với lớp dưới) Một cách gián tiếp thì sức mạnh của gió và dòng nước chảy rối

có thể ảnh hưởng đến sự tồn tại của sự chênh lệch nhiệt độ này (Mons và các cộng

sự, 1998)

Các đặc tính phát triển của A tamarensis đã được nghiên cứu bởi sự nuôi

cấy nhân tạo trong phòng thí nghiệm Các kết quả chứng minh rằng điều kiện tốt nhất là nhiệt độ từ 22 đến 260C, độ mặn 28 đến 31‰; cường độ ánh sáng 1500-

2500 lux và giai đoạn sáng tối là 16/8 giờ Thời gian nhân đôi trung bình là 85 giờ (Hao, 2001)

Đã có sự trùng hợp ngẫu nhiên giữa sự nở hoa của Pyrodinium và hiện

tượng khí hậu El Niño phía nam (ENSO) El Niño gây ra bởi sự mất cân bằng của

áp suất không khí và nhiệt độ nước biển các phần phía đông và phía tây của đại tây dương và dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ của lớp nước trên và lớp nước dưới (Mons và các cộng sự, 1998)

Số lượng của các chất dinh dưỡng trong nước biển thì đủ để thỏa mãn nhu cầu của các sinh vật, đặc biệt nồng độ của các nguyên tố vi lượng, các phức chất, vitamin và các chất hữu cơ nói chung Tuy nhiên, có nhiều điều không chắc khi xác định vai trò chính xác của chất dinh dưỡng trong sự phát triển của thủy triều

đỏ Ví dụ, thỉnh thoảng sự phát triển của thủy triều đỏ bị tác động bởi hàm lượng muối thấp, trong khi trong các trường hợp khác các nồng độ muối cao dường như gây ra hiện tượng thủy triều đỏ (Mons và các cộng sự, 1998)

Bức xạ cũng có ảnh hưởng lên sự phát triển của A minutum A minutum

được nuôi cấy từ một trường hợp xảy ra ở New Zealand (Vịnh Plenty), đã được nghiên cứu sử dụng 54 sự phối hợp bức xạ và các nguồn, các nồng độ N khác nhau (NO3-, NH4+, urê) Sự bức xạ có nhiều tác động lên sự phát triển trong việc nuôi cấy giàu NO3- hơn là NH4

+

hoặc urê Sự phát triển đến bão hòa ở bức xạ tương đối

thấp đã đưa ra giả thiết là A minutum có thể sống sót ở tỷ lệ phát triển hợp lý,

33

thậm chí ở các độ sâu được chiếu sáng yếu trong cột nước (Chang và McLean, 1997) Các điều kiện môi trường tối ưu cho sự phát triển của tế bào và việc sinh

độc tố của A minutum T1 được phân lập từ tỉnh phía nam Đài loan là ở nhiệt độ

250C, pH 7,5, cường độ ánh sáng 120 Em-2 s-1, và độ mặn 15‰ Các lượng tối ưu của chất dinh dưỡng được bổ sung vào 50% môi trường nước biển tự nhiên là phosphate 0,02 phần trăm, nitrat 0,01 phần trăm, ion đồng 5,0 ng/g, ion sắt 270 ng/g và axit bùn tự do Cả độc tính tế bào và độc tính toàn bộ đều đạt được mức độ tối đa sau giai đoạn phát triển tĩnh và giảm một cách nhanh chóng (Hwang và Lu, 2000)

Giá trị trung vị của lượng độc tố/L cao nhất của A catenella (được nuôi cấy

trong phòng thí nghiệm được phân lập từ nước của đặc khu hành chính Hong Kong, Trung Quốc) được ghi nhận ở 200C vào thời điểm đầu của giai đoạn tĩnh (bốn giờ sau khi bắt đầu tối nhất và kéo dài bốn giờ đến năm giờ), khi mật độ tế bào cao nhất và lượng độc tố trong tế bào vẫn còn tương đối cao Ở 100C mật độ tế bào thấp trong khi số lượng độc tố trong tế bào thì cao Ở 300C mật độ tế bào thấp

và số lượng độc tố trong tế bào cũng thấp (Siu và các cộng sự, 1997)

Tỷ lệ N:P được mong chờ có một ảnh hưởng rõ ràng trên việc sản sinh ra độc tố trong suốt quá trình nở hoa của tảo Một vài nghiên cứu được ghi trong các

tài liệu đã mô tả ảnh hưởng của tỷ lệ N:P đến sự phát triển của Alexandrium spp

cũng như hàm lượng độc tố của chúng (Mons và các cộng sự, 1998; Béchemin và các cộng sự, 1999; John và Flynn, 2000) Lượng nitơ hạn chế đã làm giảm sự phát triển của quần thể và sự sản sinh độc tố, trong khi hạn chế phospho chỉ làm giảm

sự phát triển của quần thể nhưng lại làm tăng sự sản sinh độc tố Khi các chất dinh

dưỡng không hạn chế thì các yếu tố hạn chế chính của A.catenella là nhiệt độ

(20-250C), độ mặn (30-35‰) và pH (8,0-8,5) (Siu và các cộng sự, 1997)

Sự liên quan của các khuẩn tảo trong việc sản sinh các độc tố PSP vẫn còn

là một vấn đề đang có nhiều tranh cãi Giả thiết được đặt ra rằng vi khuẩn đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực này mặc dù cơ chế chính xác thì vẫn chưa được làm rõ Khả dĩ rằng việc sản sinh các độc tố PSP là một đặc tính cố hữu của một vài vi khuẩn biển được thể hiện trong quá trình sống và có liên quan trong mối quan hệ giữa tảo giáp và độc tính của nhuyễn thể Thêm vào đó, rõ ràng là vi khuẩn có khả năng chuyển hóa các độc tố PSP có thể chứng minh là có vai trò quan trọng trong vấn đề liên quan đến cả tảo giáp và độc tính nhuyễn thể Có thể cần các nghiên cứu chi tiết hơn về các tác động của vi khuẩn và tảo giáp trong môi trường biển (Gallacher và Smith, 1999)

2.3.3 Môi trường sống

Tảo giáp và bào nang của chúng được tìm thấy chủ yếu trong nước gần Bắc

Mỹ, Châu Âu và Nhật, nhưng các báo cáo về sự xuất hiện của chúng ở Châu Á đã tăng lên (Mons và các cộng sự, 1998) Ở đông bắc Canada, PSP đã được ghi nhận

từ trên 100 năm trước Ở đông bắc Mỹ, đặc biệt ở vùng New England (nơi độc

hậu ôn hòa như A catenella lấy ở Nhật (97 ngày ở 230C) và A.tamarensis lấy từ

Cape Cod hoặc British Columbia (Hallegraeff và các cộng sự, 1998)

A fundyense xuất hiện ở vùng nước biển ven bờ của phía đông bắc Bắc Mỹ (Taroncher-Oldenburg và các cộng sự, 1997) và sự nở hoa của Protogonyaulax tamarensis là sự kiện thông thường và mang tính mùa vụ ở vịnh của bang Maine

(Shumway và các cộng sự, 1988)

A excavata (A minutum) đã được ghi nhận ở đông bắc vùng duyên hải của

Bắc Mỹ, Ai Cập, Úc, vùng biển Bắc (Đan mạch, Đức, Hà Lan, Na-Uy và Anh) và

bờ biển Địa Trung Hải (Mons và các cộng sự, 1998) và New Zealand (Chang và

các cộng sự, 1997a) Từ năm 1990, A minutum đã được ghi nhận ở phá Sicily (Ý) nơi mà hai hoạt động khai thác vẹm tự nhiên (Ruditapes decussata và Cardium spp.) và nuôi vẹm xanh (Mytilus galloprovincialis) qui mô nhỏ được đưa vào thực

hiện Không có trường hợp nhiễm độc nào ở người được báo cáo Mật độ tế bào tối đa vào tháng năm (Giacobbe và các cộng sự, 1996) Dọc theo bờ biển đông bắc

Adriatic thuộc Ý, A minutum đã được tìm thấy ở trạm lấy mẫu Emilia Romagna

vào năm 1994, 1995 và 1996 từ tháng tư đến tháng bảy (Poletti và các cộng sự,

1998) Ở vùng biển Địa Trung Hải, chỉ có A minutum và A tamarensis có khả

năng gây độc được báo cáo là có hiện diện đến tận bây giờ Tuy nhiên trong một cuộc khảo sát của Ciminiello và các cộng sự (2000c), được thực hiện trên các vật

liệu nuôi cấy, cụ thể là bảo tử lấy từ vịnh của Naple cho nảy mầm thành A andersoni, cho kết quả dương tính đối với PSP trong phép thử sinh học trên chuột Đặc tính độc của A andersoni bao gồm chủ yếu là các chất độc thuộc loại STX,

đặc biệt là STX và neoSTX

Sự nở hoa của Gymnodinium catenatum đã gây ra những cuộc bùng nổ PSP

ở Nhật, vùng duyên hải đông bắc của Bắc Mỹ, Nam Ireland, Tây Ban Nha,

Me-hi-co, Ac-hen-ti-na và bang Tasmania thuộc Úc Hiện nay G catenatum phân bố ở

vịnh California, vịnh Me-hi-co, Ac-hen-ti-na, Venezuela, Nhật, Philippin, Palau, Tasmania, Địa Trung Hải, vùng ven bờ biển Atlantic của Tây Ban Nha và Bồ Đào

Nha (Mons và các cộng sự, 1998) G catenatum không phải là loài đặc hữu của

Tasmanian nhưng đã được giới thiệu từ vài thập kỷ trước Hiện tượng nở hoa đầu tiên quan sát được vào năm 1972 ở Papua New Guinea Kể từ đó sự nở hoa của

của Liên bang Nga Các bào tử của A ostenfeldii đã được công bố là có mặt phổ

biến trong lớp trầm tích quanh vùng duyên hải của New Zealand (Levasseur và các cộng sự, 1998; Mackenzie và các cộng sự, 1996)

2.4 Sự phân bố và tích lũy trong thủy sản

2.4.1 Hấp thụ và thải loại các độc tố PSP trong cơ thể thủy sản

Trong quá trình lọc thức ăn các tế bào và bào nang của tảo giáp đã chuyển vào thực quản và dạ dày của nhuyễn thể hai mảnh vỏ Việc tiêu hóa thức ăn được thực hiện trong dạ dày nhờ đó các độc tố PSP được phóng thích và đi vào cơ quan tiêu hóa Hỗn hợp độc riêng biệt được giữ lại trong mô mềm của nhuyễn thể và biến đổi hàm lượng và được xác định bởi loài và giống của tảo giáp và nhuyễn thể cũng như bởi các yếu tố khác như là các điều kiện của môi trường Trong vẹm, nội tạng chỉ chiếm 30 phần trăm tổng khối lượng của mô mềm nhưng lại chứa đến 96 phần trăm tổng độc tố Trong nghêu các độc tố tập trung nhanh chóng trong nội tạng và sau đó giảm dần Sau thời gian bốn tuần hoặc hơn, các độc tố được xác định chủ yếu trong xi-phông Thành phần các độc tố không giống nhau mà biến đổi theo thời gian và vị trí trong động vật (Mons và các cộng sự, 1998)

Vài tác giả đã cung cấp thông tin về độc tính của mô cơ điệp và nhiều đặc tính đã được đưa ra (Shumway và các cộng sự, 1998)

- Cơ khép vỏ không tích lũy độc tố và thực tế cho thấy đã làm bất hoạt độc

tố khi hiện diện Một ngoại lệ đối với điệp Hinnites giganteus có cơ khép vỏ màu

tía và có lượng độc tố trên cơ khép vỏ là 2000 mg/100g mô

- Ống tiêu hóa, màng, tuyến sinh dục và mô mang giữ lại các độc tố mặc dù các mức độ giữ khác nhau giữa các mô và giữa các loài

- Độc tính của các mô khác nhau biến đổi theo mùa

Sau khi được hấp phụ và phân bố, các độc tố có thể bị biến đổi Trong thí

nghiệm cho vẹm không chứa độc tố ăn A catenella thì trong vẹm sẽ chứa GNTX

36

1-4 và neoSTX nhưng không chứa STX Sau thời gian 83 ngày thì STX đã được phát hiện, điều này dẫn đến kết luận của tác giả là một vài dạng tổng hợp và chuyển hóa sinh học của GNTX 1-4 và/hoặc neoSTX thành STX đã xảy ra trong thí nghiệm trên sinh vật sống Các phát hiện tương tự đã được báo cáo bởi nhiều tác giả khác (Mons và các cộng sự, 1998)

Một sự chuyển hóa thông thường xảy ra khi một phần của STX gốc được sắp xếp lại Ví dụ điệp và vẹm có thể thực hiện epime hóa STX thu được từ tảo độc khi H và OSO3

chuyển chỗ trên vị trí số 11 của phân tử STX Một sự chuyển hóa có thể làm giảm độc tính xuống mười một lần Ngược lại, cũng có những chuyển hóa làm tăng độc tính Ví dụ độc tính sẽ tăng lên sáu lần khi nhóm SO3- được tách ra từ vị trí 21 trên phân tử STX bằng sự thủy phân axit (Mons và các cộng sự, 1998)

Sò mỡ có khả năng đặc biệt là gắn kết STX có độc tính cao vào mô phông của nó và có thể giữ các độc tố PSP lên đến hai năm sau lần tiêu hóa ban

xi-đầu Ngao cổ nhỏ Prothotaca staminea cũng có thể trở nên độc nhưng mức độ ít

hơn sò mỡ Độc tính thấp hơn của ngao cổ nhỏ một phần do khả năng chuyển hóa của nó đã chuyển STX độc cao thành dạng độc trung bình Khả năng chuyển hóa STXs thành các dạng thức ít độc hơn của ngao cổ nhỏ cũng như khả năng của sò

mỡ trong việc tập trung và lưu giữ các dạng độc có độc tính cao có thể tạo ra sự khác biệt lớn về độc tính giữa hai loài này Sự khác biệt độc tính thực sự đáng kể khi mà sò mỡ và ngao cổ nhỏ có thể tồn tại đồng thời ở cùng bãi biển và có hình dạng tương tự khó phân biệt đối với những người thu hoạch không có kỹ năng (Mons và các cộng sự, 1998) MacKenzie và các cộng sự (1996) đã nhận thấy

những thay đổi trong đặc tính của độc tố PSP trong ngao Paphies subtriangulata

sống ở bãi biến trên vịnh Plenty, Niu-di-lân, trong suốt giai đoạn bị ô nhiễm (421

µg STX eq/100 g) vào thời điểm tháng một năm 1993 và trong một khoảng thời gian kéo dài sáu tháng của năm tiếp theo khi vẫn duy trì mức độ độc thấp (40 µg/100 g) Các thành phần của các chất độc trong suốt giai đoạn ô nhiễm cao điểm bao gồm các dẫn xuất carbamat GNTX 1-4, neoSTX và STX cùng với vi lượng của dẫn xuất decarbamoyl dc-STX Các thành phần này tương đồng với các thành

phần được sản sinh bởi tảo giáp A.minutum mà đã gây ra vụ độc PSP Một năm

sau đó chỉ còn các vết của các dẫn xuất và hầu hết các dẫn xuất này nằm trong phông

xi-Andrinolo và các cộng sự (1999a) đã chứng minh rằng một loại hai mảnh

vỏ ăn lọc tự nhiên ở Nam Mỹ Aulacomya ater thải loại tự nhiên các độc tố theo

hình thức phân rã theo cấp số nhân bậc nhất (kiểu một ngăn) Tùy thuộc vào cơ chế thải độc mà loại hai mảnh vỏ được phân thành hai nhóm chính: nhóm thải loại

độc tố chậm (Ví dụ: Saxidomus giganteus, Spisula solidissima, Placopecten magellanicus, Patinopecten yessoensis) và nhóm thải loại độc tố nhanh và trung bình (ví dụ: Mytilus edulis và Mya arenaria) (Androlino và các cộng sự, 1999a)

Kiểu hai giai đoạn, hai ngăn mô tả tốt nhất cơ chế thải loại độc tố ở một vài loài

37

Trong suốt quá trình thải loại độc tố thì nội tạng có độc tính cao hơn hai đến năm lần trong toàn bộ mô trong khi các cơ vận động (cơ chân và cơ khép vỏ) thì ít độc hơn Tuy nhiên, nội tạng thải loại độc nhanh hơn các mô cơ đã dẫn đến sự giảm từ

từ đóng góp của chúng vào tổng lượng độc tố trong suốt quá trình thải loại độc Chuyển hóa sinh học của các độc tố trong mô cơ được thông báo là xảy ra chủ yếu

ở một vài loài ngao có sự thải loại carbamoyl do tác động enzyme (ví dụ:

Protothaca staminea), và hạn chế hơn ở các loại khác như Mya arenaria và Mytilus edulis Nói chung, các thay đổi thành phần các chất độc là lớn nhất khi tảo

giáp được tiêu hóa có nhiều các độc tố thuộc nhóm có độc tính thấp như nhóm sulfocarbamoyl (Bricelj và Shumway, 1998)

N-Một vài loài hai mảnh vỏ có thể tránh được việc ăn các loài tảo giáp độc

như là con trai vênut ở phía bắc (Mercenaria mercenaria) bằng cách co xi-phong

và đóng các van lại khi có mặt của Alexandrium sp (Mons và các cộng sự, 1998)

Blanco và các cộng sự (1997) đã nghiên cứu cơ chế thải loại độc trong vẹm

Mytilus galloprovincialis đã bị phơi nhiễm trước đó trong đợt nở hoa của tảo giáp

G catenatum sản sinh ra PSP Các loại độc tố quan sát được trong vẹm được tìm thấy tương tự trong G catenatum cho thấy việc chuyển hóa sinh học đóng vai trò

không mấy quan trọng và thậm chí là không hề tác động trong trường hợp này Việc thải loại độc tố được thực hiện trong hai giai đoạn:

i giai đoạn nhanh kéo dài trong suốt giai đoạn thải độc ban đầu (chỉ có một lượng nhỏ của độc tố tương ứng với số lượng ban đầu là còn lại trong các loại hai mảnh vỏ sau một vài ngày đầu của quá trình thải loại); và

ii giai đoạn chậm kéo dài từ cuối của giai đoạn đầu đến cuối quá trình thải loại Các điều kiện môi trường (độ mặn, nhiệt độ và sự truyền sáng) và trọng lượng của loài hai mảnh vỏ có ảnh hưởng đặc biệt đến sự thải loại độc

tố trong suốt giai đoạn cuối

Khi hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) ăn tảo độc hoặc không độc như A tamarensis và A fundyense, hành động đóng/mở (bơm lọc được đóng/mở)

của hàu đã được quan sát để đưa ra giả thiết là các độc tố PSP đã không liên quan trực tiếp đến sự hạn chế của phản xạ ăn ban đầu Khi hàu đối chứng được cho ăn

một vi tảo được chứng nhận Isochrysis sp mà cần thiết cho sự phát triển của hàu

và hành động đóng/mở này đã không quan sát được Khi hàu Đại Tây Dương đã

thích nghi với Isochrysis sp lại được cho ăn hỗn hợp tảo Alexandrium và Isochrysis thì các bằng chứng về hoạt động đóng mở lại được ghi nhận (Wildish

trong phân của điệp thì tương tự như ở giai đoạn đầu của A.minutum trong bể nuôi

cấy (Zou và các cộng sự, 2001)

Trong bể chứa rộng (20 lít), loài thân giáp harpacticoid biển trưởng thành

Euterpina acutifrons đã được nuôi với một giống của A minutum có độ độc cao (1

000 hoặc 10 000 tế bào/ml) trong năm ngày Các độc tố PSP được tìm thấy dạng

vi lượng trong dịch chiết được phân tích bởi LC Với một giống độc thấp và cao

của A.minutum (1 000 và 10 000 tế bào/lít) thì có từ 10 đến 15 phần trăm loài thân giáp đã bị bất hoạt sau một đến hai ngày Giải thiết rằng E acutifrons tránh không

ăn tảo giáp sau khi nếm thử một vài tế bào (Bagøien và các cộng sự, 1996)

Ngao tía (Hiatula diphos) bị nhiễm độc tố PSP bằng cách cho ăn các tế bào

A minutum và sau đó dùng để nuôi loại chân bụng ăn thịt như bào ngư có vỏ ngà (Babylonia areolata) Kết cấu các độc tố trong ngao, loài chân bụng và tảo giáp là

tương tự nhưng thành phần khác biệt trong loài chân bụng Có sự giảm đáng kể GNTX1 trong loài chân bụng khi so sánh với ngao và giáp xác đã làm giảm độc

tính trong khi tổng số lượng độc tố tích lũy tăng GNTX1- 4 của A minutum có thể

chỉ được tìm thấy trong nội tạng của các loài nhuyễn thể này (Chen và Chou, 1998) Trong một nghiên cứu sau đó, Chou và Chen (2001a) đã nghiên cứu sự tích

lũy, phân bố và thải loại của các độc tố PSP trong ngao tía (Hialuta rostrata) sau khi cho ăn một giống độc của A.minutum Độc tính cao của tuyến tiêu hóa đã được

xác nhận Hiệu quả thải loại giữa ngao bị nhiễm độc được nuôi bằng tảo không độc và được bỏ đói là tương tự Thành phần của độc tố của ngao thì tương tự với

thành phần của độc tố của A minutum ở cuối giai đoạn nuôi ăn (GNTX4 và

GNTX1 thì trội hơn) Tuy nhiên, ở cuối giai đoạn thải loại thì GNTX3 và GNTX2

là nổi trội cho thấy tốc độ loại trừ và chuyển hóa không giống nhau của các độc

tố Không tìm thấy độc tố nào khác độc tố GNTX1- 4 Các mô không có nội tạng cũng độc sau khi được cho ăn tảo độc, tuy nhiên độc tính thì thấp và thành phần

tiêu thụ một cách dễ dàng hàm lượng của Alexandrium tương đương hoặc cao hơn

hàm lượng làm cho hàu ngừng lọc và đóng lại Các khảo sát điện sinh lý học của thần kinh được tách ra từ các loài hai mảnh vỏ đã chứng minh rằng thần kinh của hàu thì nhạy cảm với các độc tố trong khi thần kinh của vẹm thì lại tương đối không nhạy cảm (Mons và các cộng sự, 1998)

Nhóm nhuyễn thể được xác định trong những vụ ngộ độc PSP gồm chủ yếu động vật thân mềm hai mảnh vỏ Nhóm này gồm vẹm, ngao và ở mức độ độc ít hơn là hàu, điệp và sò trong vùng ôn đới Một danh sách về các loài nhuyễn thể được tìm thấy có chứa các độc tố PSP được trình bày ở bảng 2.1

Vào tháng tư năm 1991, bào ngư Haliotis (Eurotis) tuberculata ở bờ biển

Galician của Tây Ban Nha đã được tìm thấy có chứa các độc tố PSP Vào tháng mười 1993, thị trường tiêu thụ các động vật thân mềm này đã bị đóng cửa Các mẫu được lấy vào tháng mười hai năm 1995 có chứa 252 ± 25 mg STX eq/100g thịt được phân tích bằng phép thử sinh học trên chuột và 454 ± 86 mg STX eq (tổng của STX và dcSTX được chuyển sang STX nhờ hệ số chuyển đổi lần lượt là 1,9 và 1,14)/100 g thịt bằng phương pháp LC Không phát hiện được các giá trị dưới 140 mg STX eq/100g thịt bằng phép thử sinh học trên chuột Các thành phần chính là dcSTX (83 đến 100 phần trăm) với STX có tỷ lệ nhỏ hơn nhiều Biểu mô chứa độc lớn hơn cơ 2,6 lần Cố gắng thải loại tự nhiên bằng cách giữ bào ngư trong các điều kiện của phòng thí nghiệm được kiểm soát trong 3 tháng đã không thành công Sự thải loại của biểu mô và ruột làm giảm độc tính khoảng 75 phần trăm (Bravo và các cộng sự, 1999)

Chlamys nobilis được lấy từ các vùng biển thuộc đặc khu hành chính Hong

Kong, Trung quốc chứa tương đương 320 mg STX /100g mô mềm Tiếp theo hiện tượng thủy triều đỏ từ tháng ba đến tháng tư 1998, lượng độc tố PSP cao đã được

phát hiện trên Perna viridis sống trong vùng biển thuộc đặc khu hành chính Hong

Kong, Trung Quốc (Zhou và các cộng sự, 1999) Các độc tố PSP đã được tìm thấy trong 5 phần trăm mẫu nhuyễn thể được bắt dọc theo bờ biển Trung Quốc từ bắc đến nam Mặc dù hàm lượng của các độc tố PSP thấp (chỉ có hai mẫu vượt quá giới hạn qui định) nhưng đã cho thấy các loại sản sinh độc tố PSP đã tồn tại ở khu vực này (Zhou và các cộng sự, 1999)

Bảng 2.1 Các loài nhuyễn thể được tìm thấy có chứa các độc tố PSP

40

Loài Tên thông thường Tên khoa học

Ngao Ngao tía Soletellina diphos (syn Hiatula diphos)

Saxidomus giganteus

Ngao bơ Alaska Tapes (Amygdala) japonicaNgao cổ ngắn Protothaca staminea

Ngao cổ nhỏ Siliqua patula

Ngao dao cạo Mya arenaria

Ngao vỏ mềm Spisula solidai

Vỏ xuyên dày Spisula solidissima

Ngao sóng vỗ Paphies subtriangulata #

(tuatua) Venerupis rhomboides

Vỏ thảm gà mái tơ Ensis siliqua

Vỏ dao cạo hình quả đậu Donax trunculus

Ngao vỏ hình cái nêm Scrobicularia plana

Vỏ luống cày hồ tiêu Chamalea striatula

Ngao vệ nữ sọc vằn Venerupis pullastra

(syn Venerupis rhomboides) Amphichaena kindermani Arctica islandica ##

Mercenaria mercenaria ##

Mesodesma arctatum ##

Mytilus edulis

Vẹm Vẹm xanh Mytilus californianus

Vẹm California Pinna bicolor *

Mytilus chilensis**

Arctica islandica***

Hàu Hàu đại dương Aulocomya ater **

Hàu nuôi Crassostrea gigas

Hàu Châu Âu Ostrea edulis

Sò Sò ăn được thông thường Cerastoderma edule

Sò Địa Trung Hải Acantocardia tuberculatum

Clinocardium nutalli

Chân bụng Bào ngư Haliotis tuberculata

Niotha clathrata Zeux scalaris Concholepas concholepas **

Argobuccinum ranelliformes**

Điệp Điệp biển lớn Placopecten magallanicus

Điệp Nhật Patinopecten yessoensis

Điệp vịnh Argopecten irradiansHai mảnh vỏ thần vệ nữ Venus verricosa

Callista chione Chlamys farreri * Pecten albicans *

Điệp cơ khép vỏ tía Hinnites giganteus ***

Tôm hùm Homarus americanus ##

Vỏ mặt trăng phương bắc Lunatia heros ##

Nguồn: Mons và các cộng sự, 1998, ngoại trừ các trường hợp có ghi chú

* Takatani và các cộng sự, 1997; **Lagos, 1998; Shumway và các cộng sự, 1988; # MacKenzie và các cộng sự, 1996; ## todd(1997)

2.4.3 Các thủy sinh vật khác chứa các độc tố PSP

Tập quán ăn thực vật của hai loài chân kiếm Acartia tonsa và Eurytemora herdmani từ vịnh Maine đã được so sánh trong việc sử dụng tảo giáp không độc