Chương 2- sinh lý máu- SINH LÝ ĐỘNG VẬT THỦY SẢN

SINH LÝ ĐỘNG VẬT THỦY SẢN

6 Chương II SINH LÝ MÁU Hệ Thống Tuần Hoàn 1.1 Khái niệm chung máu Ở cá, máu tổ chức lỏng, màu đỏ, vận chuyển hệ thống huyết quản Máu thành phần quan trọng môi trường bên thể đảm nhận nhiều chức sinh lý khác nhau, góp phần điều tiết cách xác nội mơi trường, giữ cho hoạt động sống thể luôn bình thường 1.2 Hình thái học hệ thống tuần hoàn Hệ thống tuần hoàn (circulatory system) cá tương tự động vật có xương sống khác có khác biệt phù hợp với điều kiện hình thái, sinh lý mơi trường Cá có hệ thống bạch huyết (lymphatic system) biết đến động vật có xương sống cạn Bắt đầu từ tim có đường, động mạch chủ bụng (ventral aorta), đến mang (gills) Tuy nhiên, sau q trình trao đổi khí xảy ra, có nhiều đường để máu trở lại thể bao gồm số mao mạch nhỏ quan trọng Ðộng mạch vành (coronary artery) rời cung mang thứ hai (second gill arch) trở tim dọc theo mặt bụng động mạch chủ bụng, cung cấp máu bão hòa oxygen đến tim đến nang tuyến giáp (thyroid follicles) phân bố rải rác xung quanh động mạch chủ bụng Từ cung mang thứ (first gill arch) mao mạch (vessel) chạy đến mang phụ giả (pseudobranch) đến tuyến màng trạch (choroid gland) nằm phía sau mắt trước nối với hệ thống tĩnh mạch (venous system) Vai trò quan có lẽ liên hệ đến kiểm sốt thơng khí (ventilation) trao đổi khí (gas exchange) vào dịch mắt (eye fluids) Tĩnh mạch mang (branchial vein) hồi qui (recurrent) đường phụ (bypass) từ mang trở lại tim cách trực tiếp khơng phải tất đầu thuộc tim (cardiac output) cần vào động mạch chủ lưng (dorsal aorta) mạch máu khác (efferent vessels) Ý nghĩa tĩnh mạch mang chưa hiểu đầy đủ phần quan trọng đầu thuộc tim trở lại trực tiếp tĩnh mạch tim cá trạng thái nghỉ Ðộng mạch chủ lưng nguồn cung cấp máu cho phận thể Nó cung cấp máu cho đầu (head), thân (trunk muscles), vành ngực (pectoral girdle), thận (kidney), tất quan nội tạng (visceral organs) – mạng mao mạch (capillary beds) Sau qua mạng mao mạch chính, có ba đường tĩnh mạch mang máu trở lại tim Các mao mạch phần đầu trở tim qua đơi tĩnh mạch trước (anterior cardinal veins) mà nhập thành tĩnh mạch chung đơn (single common cardinal) Tĩnh mạch chung nhập tĩnh mạch sau (posterior cardinal vein) số tĩnh mạch nhỏ từ hệ thống phần trước thể (anterior body musculature) Tuy nhiên mao mạch từ hệ thống phần sau thể (posterior body musculature) chảy vào tĩnh mạch đuôi (caudal vein) dẫn vào mạng mao mạch bao quanh ống thận (kidney tubules) Vì mạng mao mạch thứ cấp (second capillary bed) sau cung cấp máu bão hịa oxygen, xem thiết kế đặc biệt hệ thống cửa thận (renal portal system) Các tĩnh mạch chạy từ quan nội tạng (ngoại trừ gan) tạo thành hệ thống cửa (portal system) tương tự gan (liver) Cả hai hệ thống cửa dường phục vụ bể (pools) máu mà sản phẩm trao đổi chất (metabolic products) khuếch tán vào SLĐVTS NVTư với gia tăng nồng độ chất Hệ thống cửa thận diện cá lưỡng cư, động vật xương sống cao đẳng có hệ thống cửa tụy (hepatic portal system) Hệ thống bạch huyết (lymphatic system) khảo sát cá, diện dạng khác Ở số cá, chẳng hạn cá hake, ống bạch huyết (lymphatic duct) dạng trục (axial) định vị trung tâm phía lõi thần kinh (nerve cord) bên cung thần kinh (neural arch) Ở cá khác, chẳng hạn nhóm cá hồi (salmonids), hệ thống bạch huyết dạng ngoại biên (peripheral) với ống kênh đường bên (lateral line canal) dọc theo đường lưng (dorsal midline) Cũng có ống bạch huyết ngắn phiến mang (gill filament) có nhiệm vụ thu chất dịch lọc từ bên phiến mang dẫn chúng trở lại tim thông qua nối chúng với tĩnh mạch mang gốc phiến mang Trong tất trường hợp, ống bạch huyết phục vụ để đem dịch mô (tissue fluid) trở lại hệ thống tuần hoàn mô - nơi mà tất chất dịch trở lại phần “hạ lưu” (downstream portion) mạng mao mạch Dường khơng có tuyến (gland) hay hạch (node) bạch huyết cá động vật hữu nhũ H.1 Hệ thống tuần hoàn cá 1.3 Chức chung hệ thống tuần hoàn Hệ thống tuần hoàn phục vụ cho nhiều chức tổng quát vận chuyển, bao gồm vận chuyển chất khí mơ mang vận chuyển lactate từ mô đến mang gan vận chuyển glucose trở lại mô Các vật chất ngoại lai vận chuyển đến thận nơi mà thành phần hòa tan tiết thành phần tế bào bị thực bào Sự diện chất dẫn đến sản sinh kháng thể vận chuyển trở lại hệ thống tuần hồn Các sản phẩm q trình tiêu hóa vận chuyển từ ruột đến gan đến phần lại thể Các tế bào máu di chuyển từ nơi tạo thành đến tất phần thể Các yếu tố đông máu thrombocyte, kết hợp vị trí tổn thương để bịt kín vết thương, đưa vào hệ tuần hồn mà khơng ngăn cản mao mạch SLĐVTS NVTư 1.4 Thành phần máu Máu có hai thành phần tế bào huyết tương Các chức hai thành phần phân biệt chia sẻ hai Những thành phần huyết tương (hay huyết - huyết tương loại bỏ fibrinogen sau làm cho máu đông) bao gồm số giới hạn ion vô thành phần rộng hợp chất hữu liên hệ phần lớn đến chức trao đổi chất Thành phần tế bào bao gồm tế bào riêng biệt có hình thái chức khác Huyết cầu Máu Huyết tương Hồng cầu (red blood cell, erythrocyte) Bạch cầu (leukocyte) Tiểu cầu (thrombocyte) Fibrinogen Nước Protein huyết Huyết Mỡ Chất thể rắn Ðường Muối vơ Các tế bào máu trưởng thành xác định hình thái đặc trưng bắt màu thuốc nhuộm quan sát kính hiển vi quang học Các tế bào hồng cầu (erythrocyte hay tế bào máu đỏ, red blood cell) có nhân, chiếm ưu số lượng ổn định kích thước, sử dụng công cụ đo lường thuận tiện cho việc tính tốn kích thước tế bào khác Ngồi việc đo lường kích thước bên tế bào, chúng đặc trưng tỉ lệ thể tích nhân thể tích tế bào Ngoài tế bào hồng cầu, loại tế bào máu khác bao gồm bạch cầu (leukocyte) tiểu cầu (thrombocyte) Các tế bào bạch cầu tiêu biểu có nhân tương đối lớn tế bào chất ít, phân thành nhóm bạch cầu khơng hạt (lymphocyte monocyte) bạch cầu có hạt (acidophile, neutrophile basophile) Các tế bào tiểu cầu chưa trưởng thành trơng giống lymphocyte, dẫn xuất từ lymphocyte, thay đổi trình phát triển thành tế bào oval Nhìn chung tế bào tiểu cầu nhỏ lymphocyte có nhân nhỏ Nguồn gốc tất tế bào máu không hiểu biết đầy đủ mơ tả theo Klontz sau Các tế bào máu sản xuất từ mô tạo máu (hematopoietic tissue) thận có lẽ tỳ tạng Khơng có tủy xương (bone marrow) hay hạch bạch huyết (lymph node) cá động vật hữu nhũ Tuy nhiên, tên gọi tế bào máu tương tự hữu nhũ trình phát triển theo kiểu tương tự Huyết bào mầm (hemocytoblast) nguồn gốc tất tế bào khác Các tế bào tăng sinh, biệt hóa có hình thái chức riêng biệt, thường chúng phát triển rõ ràng trước vào máu tuần hoàn Các tế bào chưa trưởng thành nhìn thấy mơ tạo máu xuất nhiều tế bào máu tuần hồn biểu thị cho diện bệnh hay yếu tố bệnh lý khác SLĐVTS NVTư Huyết bào mầm (Hemocytoblast) Nguyên huyết bào nhỏ (Small lymphoid) Nguyên huyết bào lớn (Large lymphoid) ? Tế bào bạch huyết (Lymphocyte) Tế bào hồng cầu (Erythrocyte) Tiểu huyết cầu (Thrombocyte) Tế bào hạt (Granulocyte) Thể đại thực bào (Macrophage) H.2 Sơ đồ lý thuyết tạo máu cá rainbow trout (theo Klontz) 1.5 Lượng máu Tổng hợp từ nghiên cứu cho thấy lượng máu thể cá so với máu động vật bậc cao lượng tiêu hao cho q trình trao đổi chất cá Lượng máu thể phần tuần hoàn tim mao quản, phần lại dự trữ kho chứa máu Lượng máu tuần hoàn chiếm khoảng 50%; song tỉ lệ luôn thay đổi tùy thuộc vào trạng thái sinh lý thể: lúc bình thường máu dự trữ tăng để giảm bớt gánh nặng cho tim, vận động máu dự trữ vào hệ thống tuần hoàn để đảm bảo nhu cầu lượng cho thể Ở người, lượng máu 7,8% so với trọng lượng thể; chim: 7,7%; ếch: 6,4-8,2%; thỏ: 5,45%; lợn: 4,6% Cá nước có lượng máu tổng cộng chiếm 2,7% biến động khoảng 1,8-4,1%; cá biển có lượng máu chiếm 4,1% dao động khoảng 1,9-7,3% Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lượng máu thể cá phương thức sống trạng thái sinh lý: cá hoạt động nhanh nhẹn có lượng máu nhiều cá hoạt động; thể tích máu gia tăng theo tuổi giai đoạn thành thục sinh dục; thể tích máu cá đực cao cá trưởng thành Ðiều kiện sống ảnh hưởng đến lượng máu cá: cá tầm Acipenser ruthenus sống sơng hồ có điều kiện sống tốt (dinh dưỡng tốt) lượng máu nhiều so với cá thể lồi có điều kiện sống (dinh dưỡng kém) Tính Chất Lý Hóa Học Thành Phần Hóa Học Máu 2.1 Tính chất lý hóa học máu a Trọng lượng riêng máu SLĐVTS NVTư 10 Trọng lượng riêng hay tỷ trọng máu thay đổi theo số lượng tế bào Trọng lượng riêng máu cá nước 1,035, biến động khoảng 1,032-1,051; máu cá biển biến động khoảng 1,022-1,029; động vật hữu nhũ nói chung khoảng 1,053 người khoảng 1,05-1,06 b Tính nội ma sát (độ nhớt) Các nghiên cứu cho thấy độ nhớt máu cá thấp nhiều so với động vật hữu nhũ (máu cá loãng so với máu động vật hữu nhũ) Độ nhớt xác định trị số nội ma sát; ví dụ trị số nội ma sát 3, có nghĩa lưu tốc máu chậm so với nước nguyên chất lần Trị số nội ma sát máu cá nói chung khoảng 1,49-1,83 (của máu cá nhám 1,70, dao động khoảng 1,66-2,01); thấp nhiều so với động vật hữu nhũ, khoảng 3-6 (ở người dao động khoảng 4-5) Tính nội ma sát máu định hai yếu tố: số lượng hồng cầu hàm lượng protein huyết tương (plasma protein) Cùng loài cá, cho ăn thịt tính nội ma sát tăng lên, cho ăn thực vật tính nội ma sát giảm xuống c Áp suất thẩm thấu Áp suất thẩm thấu (ASTT) máu dịch mơ giữ vai trị quan trọng việc điều hòa trao đổi nước máu mô Sự thay đổi ASTT nội môi trường dẫn đến thay đổi chế trao đổi nước tế bào Áp suất thẩm thấu máu muối khoáng huyết tương tạo nên (chủ yếu NaCl) Các protein huyết tương tạo phần nhỏ ASTT máu, gọi áp suất thể keo Các loại cá khác có ASTT khơng giống Nhìn chung, cá sụn có ASTT máu cao cá xương, cá biển có ASTT máu cao cá nước Các loài cá sụn (biển nước ngọt) cá xương nước có ASTT máu cao môi trường cá xương biển có ASTT máu thấp mơi trường Do ASTT thể dịch nói chung máu nói riêng cao mơi trường bên ngồi nên lồi cá sụn cá xương nước luôn thải nước thừa thẩm thấu từ bên Ngược lại, có ASTT dịch thể máu thấp môi trường nên cá xương biển phải giữ nước bổ sung nước cho thể để bù đắp nước bị thẩm thấu bên Áp suất thẩm thấu máu cá tương đối ổn định Tuy nhiên; phạm vi không nguy hại đến thể, thay đổi theo ASTT mơi trường Khi ASTT mơi trường tăng lên ASTT máu cá tăng lên ngược lại - Dung dịch sinh lý: dung dịch nhân tạo chứa số muối vơ có ASTT tương đương với ASTT máu Đối với động vật hữu nhũ, dung dịch sinh lý có nồng độ mi 0,9%; cá 0,65% d pH pH máu tiêu quan trọng phản ánh trạng thái sinh lý thể biến động môi trường sống cá pH máu lệ thuộc vào tỷ lệ ion H+ OH- SLĐVTS NVTư 11 máu pH máu nói chung tương đối ổn định; ví dụ cá chép 15 oC, pH dao động nhỏ, khoảng 7,4-7,9 Khi pH máu biến động thiên acid kiềm làm cho hoạt tính hệ thống enzyme tế bào bị ảnh hưởng tính chất lý hóa học chất tế bào bị thay đổi, ảnh hưởng đến chức bình thường thể cách rõ rệt Trị số pH trung bình máu cá vào khoảng 7,52-7,71, không ổn định động vật hữu nhũ pH máu cá thay đổi theo pH môi trường Trị số pH máu cá biển tương đối ổn định cá nước hàm lượng chất đệm máu cá biển cá nước nước biển có hệ thống đệm hồn chỉnh nên pH môi trường tương đối ổn định nồng độ ion H+ nước thay đổi lớn theo thời gian địa điểm Do đó, cá sống nước thích nghi mạnh thay đổi pH môi trường cá sống biển Yếu tố đảm bảo cho ổn định pH máu hệ thống đệm máu Một hệ thống đệm gồm acid yếu muối acid với base mạnh Trong máu cá tìm thấy hệ thống đệm sau: * Hệ đệm bicarbonate: H2CO3 NaHCO3 Ðây hệ thống đệm quan trọng máu có số lượng tương đối nhiều * Hệ đệm phosphate: * Hệ đệm protein: NaH2PO4 Na2HPO4 HPr BPr Pr: protein, B: Na hay K Ðây hệ đệm quan trọng nhất, quan trọng hệ đệm hemoglobin (Hb) hồng cầu Hb có khả đệm gấp 10 lần protein khác huyết tương Nhờ tác dụng hệ thống đệm, cân acid/kiềm ln giữ ổn định Ví dụ, acid carbonic sinh nhiều làm pH máu giảm; pH máu giúp ổn định hệ đệm Hb thông qua phản ứng KHb + H2CO3  HHb + KHCO3 HHb có tính acid yếu H2CO3 nên không làm pH máu giảm nhiều Ngồi ra, ổn định pH máu cịn góp phần tác động hệ thống thần kinh trung ương, quan hô hấp hoạt động điều hịa ion H+ thận - Tác dụng hơ hấp: CO2 máu tăng lên, CO2 kết hợp với nước tạo thành acid carbonic, làm cho pH máu giảm xuống Máu với pH thấp đến não kích thích trung khu hơ hấp hệ thần kinh trung ương hoạt động làm tăng cường thải CO2; giảm lượng H2CO3 máu pH lại nâng lên Ngược lại, pH máu cao, ức chế trung khu hô hấp thần kinh trung ương, lượng CO2 thải giảm tăng lượng H2CO3 máu pH lại hạ xuống - Tác dụng thận: trình trao đổi chất thể, nhiều chất có tính acid sản sinh đưa vào máu, chúng kết hợp với kho kiềm máu, nhờ SLĐVTS NVTư 12 trì pH máu tương đối ổn định Nhưng kho kiềm dự trữ bị hao hụt Thận có tác dụng thải gốc acid giữ lại gốc kiềm, nhờ mà khơi phục kho kiềm máu 2.2 Thành phần hóa học máu cá Khi đem máu ly tâm để máu lắng tự nhiên môi trường lạnh diễn trình phân chia thành phần dịch lỏng gọi huyết tương (chất dịch có màu vàng nhạt không màu) phần lắng đọng (có màu đỏ) hình thành từ thành phần hữu hình máu (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu) Huyết huyết tương bị loại fibrinogen Tỉ lệ thể tích huyết cầu huyết tương thay đổi theo giống loài phương thức sinh sống cá Thơng thường tỉ lệ thể tích huyết cầu so với máu (hematocrite) chiếm khoảng 27%, cao 36% cá chép (Cyprinus carpio), thấp 16% cá hàm ếch (Lophius piscatorius) a Nước Nước thành phần có tỉ lệ lớn máu, chiếm tới 80% Trong huyết tương, nước chiếm tới 90-92%, hàm lượng nước hồng cầu 65-68% Khi bị nước nhiều làm máu đặc quánh lại, trình trao đổi chất ngưng trệ Nhìn chung nước máu cá xương cá sụn, cá nhiều cá trưởng thành b Protein Protein thành phần chủ yếu chất khô huyết tương Các nghiên cứu cho thấy protein máu cá biến động lớn Sự biến động không diễn loài khác mà lồi chí cá thể Trong thành phần protein máu có nhóm chính: albumin, globulin fibrinogen + Fibrinogen: sinh gan, tiền chất fibrin (sợi huyết), có vai trị đơng máu + Albumin: sinh gan, liên kết với lipid, hormone Áp suất thẩm thấu huyết tương phần lớn albumin + Globulin: chất vận chuyển lipid steroid, sắt đồng Kháng thể phần globulin Hàm lượng protein huyết cá thay đổi khoảng 2,5-7 mg%, hàm lượng protein máu người thay đổi khoảng 7,5-8,5 mg%; cho thấy lượng protein huyết máu cá thấp người Một vài nghiên cứu cho thấy lượng protein huyết thay đổi phụ thuộc vào điều kiện dinh dưỡng cá Ví dụ: cá chép ni ao có thức ăn tự nhiên phong phú lượng protein máu cao cá chép nuôi phần thức ăn tự nhiên nhân tạo SLĐVTS NVTư 13 Hàm lượng protein máu cá thay đổi theo mùa vụ Ví dụ: cá chép tuổi sống vùng ôn đới qua mùa đông protein huyết giảm từ 3,8 mg% 2,7 mg%, albumin hết Qua thời gian bắt mồi bình thường, hàm lượng protein huyết khôi phục Protein máu có vai trị sau đây: - Duy trì áp suất thẩm thấu cho máu, cịn gọi áp suất thể keo; - Tham gia vào hệ đệm máu (Hb); - Đóng vai trị quan trọng q trình đơng máu (fibrinogen); - Là kháng thể bảo vệ thể:  globulin, kháng thể chống lại vi trùng virus Protein huyết tương thể luôn bị phân giải không ngừng tổng hợp trực tiếp tham gia vào trình trao đổi chất thể c Nitơ phi protein (non-protein nitrogen, NPN) Nitơ phi protein sản phẩm trung gian sản phẩm cuối trình trao đổi chất protein Khi tách protein huyết tương cá cịn lại số hợp chất chứa gốc nitrogen Các nghiên cứu cho thấy số lượng chất chứa nitrogen máu cá cao Ví dụ: cá chình Nhật Bản (Anguilla japonicus) vào mùa hè máu chứa 125,6 mg% hợp chất chứa nitrogen Số lượng chất chứa nitrogen gia tăng hoạt động biến dưỡng cá gia tăng Người ta phát cá xương số lượng hợp chất thấp nhiều lần so với cá sụn - Ammonia (NH3): vật chất độc có nồng độ thấp máu phần lớn động vật Nồng độ ammonia máu cá cao động vật hữu nhũ nhỏ 0,1 mg% Phần lớn cá xương nước ammonotelic (động vật tiết amơn) Vai trị tiết NH3 cân acid–base máu - Urea (CO(NH2)2): chất độc, tạo thành từ NH3 hòa tan nước nhiều ammonia Cá sụn gọi ureotelic (động vật tiết urea) Một số cá xương tiết lượng lớn urea Các lồi cá biển có nồng độ urea máu 2–2,5 mg%, cao loài cá nước mg% Sỡ dĩ loài cá sụn biển có nồng độ urea máu cao để trì áp suất thẩm thấu máu cao môi trường chúng - TMAO (Trimethylamine oxide): chất hòa tan khơng độc Ở số cá biển tiết chiếm lên 1/3 lượng nitơ chúng TMAO cá biển cao cá nước Cá hồi (salmon) chình (eel) biển có TMAO cao nước Cá Spiny dogfish (Squalus acanthias) có hàm lượng TMAO máu tương đối cao 90% TMAO lọc thận tái hấp thu để giữ nước có hiệu d Glucid Glucid thành phần hữu chủ yếu huyết tương Ðường huyết tương chủ yếu dạng glucose Hàm lượng đường động vật máu nóng biến đổi phạm vi hẹp, người tỉ lệ khoảng 0,1–0,12% khối lượng máu vượt 0,18% glucose SLĐVTS NVTư 14 bị đào thải theo đường nước tiểu người ta mắc bệnh tiểu đường Nhưng cá hàm lượng đường biến đổi lớn Hàm lượng đường máu cá sụn thấp Hàm lượng đường máu cá xương biển có liên hệ đến tập tính sống cá: cá hoạt động chậm chạp có lượng đường huyết thấp, cá hoạt động mạnh có lượng đường huyết cao Khi lượng đường huyết cá hoạt động tương đối mạnh giảm xuống hoạt động chậm chạp, cịn lồi cá có tập tính hoạt động chậm chạp ảnh hưởng khơng rõ rệt Ở lồi cá nước ngọt, quan hệ lượng đường máu tập tính hoạt động khơng rõ rệt có khác giống lồi Ví dụ: cá chép (C carpio) có lượng đường máu 58– 145 mg%, cá vền (Abramis brama) 122–230 mg% Hàm lượng đường máu cá thay đổi tùy theo trạng thái sinh lý cá cá tăng vận động lượng đường máu tăng lên Ðiều kiện mơi trường ngồi khơng thuận lợi thiếu oxygen, chấn thương hoạt động học, dồn ép cá khối nước chật hẹp, v.v làm tăng lượng đường máu Một số nghiên cứu cho thấy hàm lượng đường máu cá phụ thuộc vào giới tính (cá đực cao cá cái) thành thục sinh dục cá e Lipid Trong huyết tương lipid không dạng tự mà kết hợp với protein thành hợp chất hòa tan Một chất lipid nghiên cứu nhiều cholesterol Các nghiên cứu cho thấy máu cá chình (eel) hàm lượng cholesterol đạt 700 mg%, hàm lượng cá nhám (shark) 21 mg% Khi lưu giữ cá điều kiện nhân tạo bể xi măng tuyến sinh dục cá giai đoạn thối hóa đồng thời lượng cholesterol máu cá gia tăng đáng kể Trong q trình chín tuyến sinh dục hàm lượng cholesterol máu giảm thấp nhiều Ðiều khẳng định hàm lượng cholesterol máu cá thể trưởng thành gia tăng, dấu hiệu thối hóa tuyến sinh dục f Các chất vơ Trong máu cá gồm có số cation chủ yếu Na+, K+, Ca2+, Mg2+ thường kết hợp với số anion Cl-, CO32-, PO43-, muối NaCl chiếm đến 86–95% Thành phần tỉ lệ muối vô máu cá tương tự máu động vật hữu nhũ, đồng thời tương tự thành phần tỉ lệ muối nước biển Muối máu cá thành phần tạo nên nồng độ thẩm thấu máu Các ion K+, Na cần cho hưng phấn hệ thần kinh, co bóp cơ, tim; Ca2+ cần cho việc tạo xương trình đơng máu Số lượng muối vơ tổng cộng thay đổi từ 1,3–1,8% khối lượng máu Hàm lượng tỉ lệ muối máu loài cá khác khác nhau, cá đực cá lồi khơng giống thay đổi theo chu kỳ đời sống trạng thái sinh lý thể + Thành Phần Hữu Hình Máu (Các Tế Bào Máu) Các thành phần hữu hình máu bao gồm: hồng cầu (erythrocyte), bạch cầu (leucocyte), tiểu cầu (thrombocyte) SLĐVTS NVTư 15 H.3 Hình dạng tế bào máu 3.1 Hồng cầu a Hình thái, kích thước, số lượng chức  Hình thái Hồng cầu loại huyết cầu có số lượng nhiều tế bào máu Hồng cầu cá trưởng thành phần lớn hình bầu dục Hồng cầu cá có nhân, hai mặt lồi (tương tự hồng cầu chim, bò sát lưỡng cư khác hồng cầu động vật hữu nhũ hình trịn dẹp, khơng nhân có mặt lõm vào) Do có nhân nên hồng cầu cá có cường độ trao đổi chất cao, tiêu hao lượng oxygen lớn  Kích thước biểu thị a*b, đơn vị tính  a: đường kính nhỏ b: đường kính lớn - Tùy giống lồi cá khác mà kích thước hồng cầu khác - Kích thước hồng cầu thay đổi theo tuổi cá - Ðộng vật tiến hóa cao kích thước hồng cầu nhỏ  Số lượng Số lượng hồng cầu thường đếm mm3 máu, đơn vị tính triệu tế bào/mm3 Trong điều kiện bình thường, số lượng hồng cầu lồi cá ổn định, phản ánh tập tính sống tính ăn cá: cá sống tầng mặt có số lượng hồng cầu thấp, tăng dần cá sống tầng cao cá sống tầng đáy SLĐVTS NVTư 16 Các nghiên cứu cho thấy số lượng hồng cầu máu cá thay đổi lớn Ở cá nước thay đổi từ 1–3,5 triệu TB/mm3 Ở cá biển từ 0,9–4 triệu TB/mm3 Số lượng hồng cầu có tương quan chặt chẽ với hoạt động cá (cá bơi lội nhanh, hoạt động mạnh số lượng hồng cầu cao) Số lượng hồng cầu máu cá gia tăng theo tuổi cá loài Số lượng hồng cầu thay đổi phụ thuộc vào giới tính, đực số lượng hồng cầu thường cao cá đực có cường độ trao đổi chất cao cá Trong thời kì thành thục tuyến sinh dục số lượng hồng cầu gia tăng sinh sản số lượng hồng cầu giảm thấp Sau kết thúc mùa sinh sản số lượng lại gia tăng Trong điều kiện thối hóa tuyến sinh dục, số lượng hồng cầu máu giảm thấp Số lượng hồng cầu máu thay đổi theo mùa năm Ví dụ: cá chép (C carpio) vào mùa đơng số lượng hồng cầu giảm cịn triệu TB/mm3; ngược lại, vào mùa xuân số lượng hồng cầu tăng lên 2,85 triệu TB/mm3 Trong điều kiện cá khơng cho ăn thời gian dài số lượng hồng cầu giảm thấp Ngoài ra, số lượng hồng cầu thay đổi mạnh phụ thuộc vào chất lượng thức ăn cung cấp Khi oxygen mơi trường nước giảm xuống đột ngột số lượng hồng cầu cá tăng lên mãnh liệt, cá sống lâu dài môi trường thường xuyên thiếu oxygen số lượng hồng cầu lại giảm xuống, đưa cá trở lại mơi trường bình thường số lượng hồng cầu lại khôi phục Khi hàm lượng CO2 tự tích lũy nhiều nước làm tăng số lượng hồng cầu pH nước nhiều làm thay đổi số lượng hồng cầu máu Cá sống mơi trường pH thấp (acid) số lượng hồng cầu máu cao môi trường pH cao (kiềm tính) Sự thay đổi nhiều áp lực nước dẫn đến thay đổi lớn số lượng hồng cầu Những trạng thái bệnh lý thể loại ký sinh trùng gây nên, nói chung làm thay đổi số lượng hồng cầu  Chức Chức chủ yếu hồng cầu vận chuyển O2 từ mang tới mô góp phần vận chuyển CO2 từ mơ đến mang (chức hơ hấp), tham gia trì thành phần ion máu, điều hòa pH máu Màng hồng cầu có tính đàn hồi dễ thay đổi hình dạng; đặc tính giúp hồng cầu theo máu qua mao mạch có kích thước nhỏ kích thước hồng cầu Ðặc biệt, hồng cầu có huyết cầu tố Hb, chất vận chuyển khí O2 CO2 Tuy nhiên, Hb tồn bên hồng cầu có tác dụng; hồng cầu vỡ ra, Hb vào huyết tương bị phân giải hóa học nhanh chóng b Huyết cầu tố Hemoglobin (Hb) Hb chiếm 90% trọng lượng chất khô hồng cầu làm cho hồng cầu có màu đỏ Hb protein phức tạp gồm phân tử globin (96%) kết hợp với phân tử Heme (4%) Globin protein nên mang chất đặc trưng cho lồi SLĐVTS NVTư 17 Sắt bình thường dạng Fe2+ Chức Hb chất mang oxygen tùy thuộc vào liên kết lỏng lẻo Fe2+ với oxygen Khi liên kết với oxygen, hóa trị sắt khơng thay đổi Sắt bị ơxi-hóa thành Fe3+ chất ơxi-hóa mạnh thành MetHb Hb lúc khơng cịn kết hợp thuận nghịch với oxygen Oxygen kết hợp với Hb theo tỉ lệ phân tử O2 với nguyên tố sắt CO (oxit cacbon) kết hợp thuận nghịch với Hb lực liên kết CO thường lớn nhiều so với oxygen (gấp 250 lần) Hàm lượng Hb thường biểu thị % hay số gr Hb có 100 mL máu (g%) Hàm lượng Hb loài cá sụn tương đối thấp: 1,7-5,8 g%, 1/2 1/3 cá xương 4–14,7 g% (Stroganov, 1962) Hàm lượng Hb cá xương biển có liên quan đến tập tính vận động cá: cá hoạt động nhiều có hàm lượng Hb cao, lồi cá hoạt động sống đáy có hàm lượng Hb thấp Quan hệ hàm lượng Hb tính hoạt động cá nước không rõ ràng Tuy nhiên; hàm lượng Hb cá nước biểu khác rõ rệt theo phái tính: cá đực ln có hàm lượng Hb cao cá Cá trưởng thành có hàm lượng Hb cao cá nhỏ Cá sống vùng nước thiếu oxygen có lượng Hb cao cá sống vùng giàu oxygen, cá có quan hơ hấp phụ hấp thụ oxygen khơng khí có hàm lượng Hb cao cá lấy oxygen nước Ngoài hàm lượng Hb liên quan tới độ thành thục tuyến sinh dục Khi hệ số thành thục sinh dục (tỉ lệ khối lượng tuyến sinh dục khối lượng cá) cá chép hoang dại (C carpio) tăng từ lên 15% hàm lượng Hb từ 41,8% tăng dần lên đến 43,5%; hệ số thành thục sinh dục tăng lên tới 17% hàm lượng Hb tăng mạnh đạt tới 51,5% c Tốc độ lắng hồng cầu Do hồng cầu có tỷ trọng lớn huyết tương nên dùng chất kháng đông (ví dụ: muối citrat) làm cho máu khơng đơng cho máu vào ống nghiệm để đứng Sau thời gian hồng cầu lắng xuống phía ống nghiệm lớp huyết tương suốt Ðộ cao cột huyết tương biểu thị cho tốc độ lắng hồng cầu Tốc độ lắng hồng cầu lồi cá khác nhau: cá hồi chó (Oncorhynchus keta) tuổi + < mm/giờ, cá chép (C carpio) cá diếc (Carassius carassius) tuổi + 2–3 mm/giờ Tốc độ lắng hồng cầu cá đực nhỏ cá cái, tốc độ lắng hồng cầu cá đực cá tăng lên thời kỳ thành thục tuyến sinh dục d Sức đề kháng hồng cầu Trong điều kiện sống bình thường, áp suất thẩm thấu bên hồng cầu với áp suất thẩm thấu huyết tương nên hồng cầu giữ hình dạng kích thước định Nếu cho hồng cầu vào dung dịch ưu trương (ASTT cao) hồng cầu bị nước teo lại; ngược lại cho hồng cầu vào dung dịch nhược trương (ASTT thấp) hồng cầu hút nước trương to Nếu trương to mức hồng cầu vỡ chất bên hồng cầu tan vào dung dịch Hiện tượng gọi tan máu Ðể trắc định sức đề kháng hồng cầu dùng dung dịch NaCl nhược trương với nồng độ khác Cho vào dung dịch NaCl giọt máu, để yên thời gian ghi nhận nồng độ NaCl lúc bắt đầu xuất hiện tượng tan máu – sức đề kháng SLĐVTS NVTư 18 hồng cầu nhỏ nhất, nồng độ NaCl lúc bắt đầu tan máu hoàn toàn – sức đề kháng hồng cầu lớn Sức đề kháng hồng cầu khác loài cá Dung dịch đẳng tương máu cá tench (Tinca tinca) dung dịch NaCl 0,83% sức đề kháng hồng cầu nhỏ dung dịch NaCl 0,41% Ở cá tầm (sturgeon), sức đề kháng HC nhỏ 0,38% lớn dung dịch NaCl 0,20% Ở cá chép, sức đề kháng HC nhỏ dung dịch NaCl 0,27% lớn 0,24% Cũng động vật cao đẳng, tính bền vững sức đề kháng hồng cầu cá khơng phải số, thay đổi ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh thông qua hệ thần kinh giao cảm làm thay đổi thành phần hóa học máu Ví dụ: cá từ nước lạnh di cư vào nước nóng ngược lại, kích thích thay đổi nhiệt độ quan cảm giác ngồi da làm giảm tính bền vững ASTT hồng cầu cá 3.2 Bạch cầu a Các loại bạch cầu, số lượng, chức  Các loại bạch cầu Bạch cầu phân biệt tiêu chuẩn kích thước, hình dáng, cấu trúc nhân hạt bắt màu thuốc nhuộm tế bào chất + Bạch cầu khơng hạt: tế bào chất khơng có hạt bắt màu thuốc nhuộm, gồm BC đơn nhân (monocyte) tế bào lympho (lymphocyte) Bạch cầu không hạt phổ biến lymphocyte có kích thước nhỏ, nhân trịn to tế bào chất Nhân khơng chia thành nhiều thùy, kích thước nhỏ nhiều so với tế bào bạch cầu có hạt + Bạch cầu có hạt: đặc trưng tế bào tế bào chất có nhiều hạt bắt màu thuốc nhuộm, nhân chia thành nhiều thùy Ở nhóm chia tế bào sau: - Bạch cầu có hạt ưa acid (acidophyle, eosinophyle) - Bạch cầu trung tính (neutrophyle) - Bạch cầu có hạt ưa base (basophyle) Ở cá gặp hai loại bạch cầu không hạt bạch cầu có hạt Bạch cầu có hạt thường hiếm, BC trung tính ưa acid thường thấy nhất, cịn bạch cầu ưa base gặp  Số lượng bạch cầu Bạch cầu máu cá có số lượng hồng cầu khoảng từ 10–100 lần nhiều động vật hữu nhũ Số lượng bạch cầu thay đổi từ loài sang loài khác Ví dụ: số lượng BC thỏ 8.000 TB/mm3, gà 30.000 TB/mm3, cá mè trắng 51.000 TB/mm3, người 6.000–8.000 TB/mm3  Chức bạch cầu + Chức bảo vệ thể SLĐVTS NVTư 19 Nhiệm vụ bạch cầu chống lại xâm nhập vi khuẩn vào thể Bạch cầu trung tính có khả thực bào vật lạ có kích thước nhỏ vi khuẩn có khả di chuyển xuyên qua mao mạch, chuyển động định hướng đến nơi bị viêm nhiễm Bạch cầu ưa acid có khả làm độc tố vi khuẩn protein lạ, khả thực bào yếu Bạch cầu ưa base diện với tỉ lệ thấp máu, khơng có khả vận động thực bào Bạch cầu khơng hạt monocyte có khả thực bào Các lymphocyte tế bào có khả miễn dịch Các lymphocyte sản xuất kháng thể -globulin -globulin, kháng thể chống vi trùng mạnh + Các chức miễn dịch Trái với ý nghĩ cá xương khơng có đáp ứng miễn dịch (immune reponse), người ta tìm thấy đáp ứng miễn dịch với kháng nguyên (antigen) xảy cá hồi (salmonids) chậm so với động vật hữu nhũ phần lớn xảy giới hạn nhiệt độ trung bình hay cao Việc sản xuất kháng thể trình xảy lymphocyte đáp ứng diện vật chất protein ngoại lai bao gồm tế bào nguyên vẹn, chẳng hạn vi trùng Các lymphocyte nhạy cảm protein ngoại lai (kháng nguyên) chúng sống đủ lâu, phóng thích vật chất protein (kháng thể, antibody) vào huyết tương để trung hòa protein ngoại lai Các protein hay tế bào ngoại lai bao bọc với phân tử kháng thể trung hòa khả độc chúng cho phép tế bào thực bào (phagocytic cell) nuốt chúng cách an toàn Các kháng thể thường có nhiều vị trí phản ứng làm cho phân tử tế bào ngoại lai đính vào kháng thể kết dính lại với (agglutinate) Các phân tử kháng thể với đầu đính vào tế bào vi trùng hoạt hóa protein kháng thể (non-antibody) gọi thể bổ sung (complement) Các phân tử kháng thể bổ sung phân giải (rupturing) tế bào vi trùng Ở cá, thể bổ sung sản xuất từ protein globulin máu không chuyên biệt (hoạt động với kháng thể nào) Việc sản xuất kháng thể xảy phần lớn tỳ tạng đầu thận, gan máu ngoại biên sản xuất kháng thể với mức độ hơn, cách bản, nơi có tập trung lymphocyte Việc sản xuất kháng thể (đáp ứng miễn dịch) thường phần trình viêm nhiễm Ở người, dấu hiệu bên ngồi viêm nhiễm bao gồm đau, sưng, đỏ sốt Ở cá đo lường đau, sốt dấu hiệu đỏ Như dấu hiệu sưng tấy biểu viêm nhiễm Tuy nhiên mức độ tế bào, có tương tự cá động vật hữu nhũ Histamin vật chất khác giải phóng vị trí viêm nhiễm gây co mạch (vasoconstriction) để chặn dòng máu vào vùng viêm nhiễm ngăn lan rộng mầm bệnh Ðiều gây sưng tấy Một mạng lưới fibrin tạo thành xung quanh vị trí tổn thương Sự viêm nhiễm da cá kích thích phân tán tế bào melanin (melanocyte) làm da trở nên đen che lấp dấu hiệu đỏ vùng tổn thương Sau vùng viêm nhiễm bao vây, tế bào thực bào vào tiêu hóa SLĐVTS NVTư 20 vật chất ngoại lai trở lại thận tỳ tạng thời gian ủ bệnh khoảng tuần kháng thể thực giải phóng vào máu Sinh vật gây bệnh không thụ động trình viêm nhiễm Nhiều vi trùng sản sinh độc tố giết lymphocyte tế bào khác Các vi trùng sản sinh tác nhân phân giải (lytic agents) làm hòa tan vách fibrin quanh vùng viêm nhiễm xâm nhập trở lại dịng máu khơng gian thể khác Khi đạt xâm nhập này, sinh vật gây bệnh Vibrio angullarium IHN virus (infectious hematopoietic necrosis) làm chết cá hồi (salmonids) vòng ngày cách tương ứng Thời gian gây chết ngắn thời gian cần thiết cho cá sản sinh kháng thể Như đáp ứng miễn dịch có ích cho cá chúng tồn sau đọ sức ban đầu với lây nhiễm Cá khơng phải hồn tồn không bảo vệ khỏi công ban đầu sinh vật gây bệnh Trước hết, vẩy (scale) chất nhày (mucus) hoạt động rào cản học hóa học (mechanical and chemical barriers) chống lại xâm nhập Ở số lồi cá, dường có chất diệt khuẩn nấm (bactericide and fungicide) chất nhày chúng Các kháng thể tạo đáp ứng miễn dịch xuất chất nhày Một số lồi cá có đề kháng tự nhiên rõ ràng bệnh liên hệ gần gủi với loài Phần lớn động vật có xương sống có chất ngưng kết tự nhiên (agglutinin) có khả kết dính nhiều loại kháng ngun Nhóm cá hồi salmonid có interferon – tác nhân kháng virus chung – máu chúng Ðường xâm nhập qua ống tiêu hóa vi trùng khó khăn pH thấp dày hoạt động phân giải protein enzyme dày ruột Tuy nhiên cá tình trạng stress, ruột bị tắc (khơng có hoạt động nhu động, peristalsis) dẫn đến lên men yếm khí chất chứa ruột, lúc enzyme ruột công vách ruột Ðiều cho phép tăng sinh nhanh chóng nhiều tác nhân gây bệnh xâm nhập dễ dàng chúng vào tuần hồn máu Nói chung, phần lớn cá có hay nhiều sinh vật gây bệnh tiềm chung quanh, thể đợi rào cản mở để công Sự tạo miễn dịch thụ động (passive immunization) giới thiệu kháng thể tạo trước (trong cá khác hay động vật hữu nhũ) vào thể cá nhận để tạo miễn dịch thụ động tức thời (passive immunity) Sự tạo miễn dịch tích cực (active immunization) giới thiệu sinh vật gây bệnh xử lý trước để làm khả gây bệnh chúng nhằm kích thích cá nhận tạo miễn dịch tích cực (active immunity) riêng Một vài đường giới thiệu vaccine thử với mức độ thành công khác Một đường phổ biến tiêm chủng Việc tiêm vaccine vào xoang thân (interperitoneal), da (subcutaneous) (intramuscular) cho hiệu Việc tiêm vào không gian trục gai thần kinh cột sống đường lưng cho hiệu cao hơn, có lẽ việc tiếp nhận vật chất miễn dịch qua ống bạch huyết lưng (dorsal lymphatic duct) Việc chủng ngừa qua đường miệng cách trộn vaccine vào thức ăn cho kết thay đổi, cá bị bệnh thường giảm hay ngừng ăn Như việc tạo miễn dịch qua đường miệng có tác dụng phịng trị bệnh Một phương pháp chủng ngừa khác thử nghiệm triển vọng phương pháp vận chuyển ưu thẩm thấu (hyperosmotic delivery) Trước hết ngâm cá vào dung dịch muối urea mạnh (5,3%) phút sau vào dung dịch vaccine Con đường xâm nhập (ở cá hồi salmon) qua ống bạch huyết (hay có lẽ nối SLĐVTS NVTư 21 với) kênh đường bên (lateral line canal) Nhiều phương pháp chủng ngừa gần đơn giản nhúng cá vào dung dịch vaccine mà không cần dung dịch ưu thẩm thấu cho kết chấp nhận 3.3 Tiểu cầu (thrombocyte) Tiểu cầu tế bào nhỏ, nhân chiếm chủ yếu thể tích tế bào Cho đến người ta phân biệt tiểu cầu bạch cầu lympho (lymphocyte) kính hiển vi điện tử thơng qua phản ứng miễn dịch Bằng kính hiển vi quang học khó khăn để phân biệt loại tế bào máu cá Chức tiểu cầu giải phóng chất thromboplastin (thrombokinase) để gây đơng máu Tiểu cầu cịn có đặc tính kết dính nhờ mà góp phần đóng miệng vết thương lại Cơ Chế Ðông Máu Khi tổ chức thể cá bị tổn thương, máu chảy Sau thời gian khơng lâu đơng đặc lại, kết thành khối máu lấp kín vết thương làm cho máu ngừng chảy Quá trình phản ứng sinh lý có liên quan tới chuyển biến fibrinogen máu thành fibrin Có thành phần hệ thống đông máu: (1) loạt enzyme xúc tác phản ứng dẫn đến việc sản xuất sợi fibrin, (2) tế bào máu trở nên dính tạo thành khối (3) hệ thống enzyme phân giải fibrin (fibrinolytic) dẫn đến hòa tan cục máu đông (clot) Hệ thống đông máu hoạt động theo kiểu ngăn chận rò rỉ mạch máu mà không ngăn máu chảy mạch máu nhỏ cách điều chỉnh cân thành phần đối lập Fibrinogen hòa tan huyết tương chuyển đổi thành fibrin dạng sợi không hịa tan qua tác dụng enzyme thrombin Thrombin khơng diện máu mà hình thành từ prothrombin, protein huyết tương tổng hợp từ gan Thrombin hình thành qua phản ứng prothrombin thromboplastin (thrombokinase, sản phẩm thrombocyte mơ bị thương tích) Cá đương đầu với trở ngại làm cho q trình đơng máu trở nên khó khăn so với động vật cạn Bất kỳ vết thương làm máu chảy bên mặt thể có đơng khó khăn thời gian enzyme cần thiết thành phần đơng máu bị pha lỗng rửa trơi trước cục máu đơng tạo thành Tuy nhiên có thuận lợi cho cá chúng có hệ thống đông máu hoạt động nhanh để tối thiểu pha lỗng Máu cá đơng đặc vòng 20-30 giây so với máu người khoảng 7-8 phút Nhìn chung, tình trạng stress làm giảm thời gian đông máu tăng cường độ đông máu Cá thúc nhanh hệ thống đông máu chúng gia tăng số lượng thrombocyte máu tuần hoàn Thrombocyte không diện phổ biến máu cá hồi khác không bị quấy rầy gia tăng nhanh chóng số lượng sau tình trạng stress (stressful situation) Dường thrombocyte tăng lên phóng thích từ nơi dự trữ (có lẽ tỳ tạng), khơng rõ tế bào sử dụng thay tế bào hay trở kho dự trữ để sử dụng lại SLĐVTS NVTư 22 Các nghiên cứu cho thấy chế đông máu cá giống động vật hữu nhũ có số khác biệt chi tiết Ví dụ, thời gian đơng máu người thúc đẩy nhanh điều kiện stress khoảng 30% gia tăng tương tự số lượng tiểu huyết cầu (platelet) thời gian đơng máu cá tăng nhanh gấp 3-5 lần Hơn tế bào đơng máu hữu nhũ (tiểu huyết cầu) khơng có nhân, tuổi thọ ngắn bị phá hủy; thrombocyte cá có nhân, tuổi thọ dài tái sử dụng hai thực chức giống Fibrinogen (hòa tan) Prothrombin (tổng hợp từ gan) Ca2+ Thrombin (enzyme) Fibrin (dạng sợi) Thromboplastin (Từ thrombocyte hay mô bị tổn thương) Máu lỗng Máu đơng Cục máu co Huyết H.4 Sơ đồ chế đông máu SLĐVTS NVTư ... theo số lượng tế bào Trọng lượng riêng máu cá nước 1,035, biến động khoảng 1,0 32-1 ,051; máu cá biển biến động khoảng 1,0 22-1 ,029; động vật hữu nhũ nói chung khoảng 1,053 người khoảng 1,05-1,06 b... máu cá tăng lên ngược lại - Dung dịch sinh lý: dung dịch nhân tạo chứa số muối vơ có ASTT tương đương với ASTT máu Đối với động vật hữu nhũ, dung dịch sinh lý có nồng độ mi 0,9%; cá 0,65% d pH... kì thành thục tuyến sinh dục số lượng hồng cầu gia tăng sinh sản số lượng hồng cầu giảm thấp Sau kết thúc mùa sinh sản số lượng lại gia tăng Trong điều kiện thối hóa tuyến sinh dục, số lượng hồng