Kết quả trên phù hợp với những kết luận của những nghiên cứu trƣớc đó là cá sẽ bị sốc nhiệt dẫn đến các thay đổi cấp tính, tử vong nếu nhiệt độ trong ngày thay đổi đột ngột từ 3-4 oC (Boyd, 1990; Zhang, et al., 2010).
3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên các chỉ tiêu sinh lý và nồng độ cortisol của cá tra của cá tra
3.1.Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên áp suất thẩm thấu trong huyết tƣơng
Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ lên áp suất thẩm thấu huyết tƣơng của cá cho thấy yếu tố nhiệt độ không làm thay đổi áp suất thẩm thấu huyết tƣơng trong tất cả các nghiệm thức (Error! Reference source not found.). Áp suất thẩm thấu trung bình của 384 cá đo đạt đƣợc là 241,25±32,89 mOsm. Áp suất thẩm thấu của cá trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau trong suốt các đợt thu mẫu đều khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) với nhau. y = -0,0112x2 + 0,6616x - 8,7797 R² = 0,9412 -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 0 10 20 30 40 50 96 h 96 h Poly. (96 h)
33
Hình 18. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự thay đổi áp suất thẩm thấu huyết tƣơng cá tra (Giá trị: trung bình ± độ lệch chuẩn)
Kết quả trên một lần nữa khẳng định yếu tố nhiệt độ không ảnh hƣởng đến sự thay đổi áp suất thẩm thấu huyết tƣơng. Đồng thời, cá ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau không không cần phải tiêu tốn thêm năng lƣợng cho hoạt động điều hòa áp suất thẩm thấu, hoặc trong điều kiện nhiệt độ bố trí, cá có thể điều hòa đƣợc áp suất thẩm thấu của cơ thể.
3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ các ion 3.2.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ ion Na+ 3.2.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ ion Na+
Ở thời điểm bố trí thí nghiệm thu mẫu phân tích và thấy rằng, nồng độ Na+ ở các nghiệm thức dao động là trong khoảng 100,69±17,04 mmol/L (n=40); không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức. Kết quả nghiên cứu khá phù hợp với những số liệu tổng kết của Evans (2011), trong đó, nồng độ Na+ trong máu cá nƣớc ngọt dao động khoảng 159 mmol/L ở cá nhái, 133 mmol/L ở cá bowfin, và 130 mmol/L ở cá chép.
0 50 100 150 200 250 300 350
Ngày 0 Ngày 1 Ngày 4 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 28 Ngày 56
mOsm
34
Hình 19. Nồng độ Na+ huyết tƣơng cá trong 56 ngày thí nghiệm (Giá trị: trung bình± độ lệch chuẩn; Các giá trị không có cùng chữ cái thì khác biệt có ý nghĩa
thống kê, Tukey, p<0,05)
Thời gian từ lúc bắt đầu thí nghiệm đến lúc kết thúc thì nồng độ Na+ dao động, thấp nhất là 80 mmol/L ở nghiệm thức 24oC ở ngày thứ nhất của thí nghiệm, cao nhất ở ngày thứ 7, nghiệm thức 32oC ở mức 158 mmol/L. Sự khác biệt về [Na] của các nghiệm thức không mang tính quy luật, thể hiện ở số liệu đo đạt đƣợc ở ngày 7, ngày 14 và 28 tuy sự khác biệt giữa các nghiệm thức là không có ý nghĩa thống kê. Thêm vào đó, nhiệt độ cao (30, 32, 34 và 36oC) có xu hƣớng làm tăng [Na] trong huyết tƣơng, trong khi nhiệt độ thấp có xu hƣớng làm giảm [Na] so với các nghiệm thức còn lại (p<0,05). Nghiên cứu trên đối tƣợng cá chép Metz et al.(2003) cũng ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) của các giá trị về nồng độ ion Na+ là 149,2±1,9; 132,4±3,2; và 143.7±2.8 mmol/l khi nuôi cá chép ở các nhiệt độ khác nhau tƣơng ứng ở 15, 22 và 29oC. Và Metz et al.(2003) cũng nghiên cứu và kết luận rằng trong điều kiện nhiệt độ cao (29 o
C), hoạt động của bơm Na-K-ATPase mạnh hơn, cao hơn khác biệt có ý nghĩa thống kê so với hai nghiệm thức có nhiệt độ thấp hơn.
3.2.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ ion K+
Sự ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ ion K+cho kết quả tƣơng tự nhƣ đối với ion Na+. Trong điều kiện bình thƣờng và ở ngày 0, [K] khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức, trong đó, [K] trung bình là 6,43±1,34mmol/l (n=54). Kết quả này cũng khá phù hợp với nghiên cứu của
b ab b ab b b a a a a ab a a ab a a b ab 0 50 100 150 200
Ngày 0 Ngày 1 Ngày 4 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 28 Ngày 56
mmol/L
35
Evans (2011), trong đó, nồng độ K+ trong máu cá nƣớc ngọt dao động khoảng 4,2 mmol/L ở cá nhái, 1,5 mmol/L ở cá bowfin, và 2,9 mmol/L ở cá chép. Trong thời gian thí nghiệm, [K] trong máu cá ở nghiệm thức 240C có xu hƣớng thấp hơn (p<0,05) so với đối chứng và với các nghiệm thức có nhiệt độ cao hơn. Có thể nhận thấy rõ ràng sự khác biệt có ý nghĩa thống kê trong ngày 1, ngày 7, ngày 28 và ngày 56 của thí nghiệm (Hình 20).
Hình 20. Nồng độ K+ huyết tƣơng cá trong 56 ngày thí nghiệm (Giá trị: trung bình+độ lệch chuẩn; Các giá trị không có cùng chữ cái thì khác biệt có ý nghĩa
thống kê, Tukey, p<0,05)
Tƣơng tự nhƣ ảnh hƣởng của nhiệt độ lên ion Na+, nhiệt độ có ảnh hƣởng không mang tính quy luật theo thời gian lên nồng độ ion K+; điều này cũng phù hợp với những số liệu đo đạt đƣợc trên đối tƣợng cá chép của khi xem xét ảnh hƣởng của ba mức nhiệt độ là 15, 22 và 29oC với kết quả tƣơng ứng với 3 mức nhiệt độ là 3,87±0,14; 3,45±0,15; và 4,54±0,19mmol/l.
Nhiều nghiên cứu khẳng định vai trò của nội tiết tố trong việc tổng hợp và kích hoạt các hoạt động liên quan đến bơm Na-K-ATPase có trong các tế bào giàu ti thể có trong mang cá, từ đó làm thay đổi nồng độ ion, điều hòa áp suất thẩm thấu (Metz et al. 2003; McCormick 2001, 2011). Metz et al. (2003) tổng kết rằng cortisol và prolactin đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa áp suất thẩm thấu trong trƣờng hợp cá di chuyển từ nƣớc ngọt sang nƣớc mặn; ngƣợc lại, prolactin đóng vai trò quan trọng trong việc thích nghi điều hòa áp suất thẩm thấu và sự di chuyển của các ion trong trƣờng hợp cá nƣớc mặn di chuyển đến vùng nƣớc ngọt. Trong khi Van den Burg et al.(2003) và Arends et
a ab b b a b ab b a a a a ab b ab a ab ab a a b ab ab a 0 2 4 6 8 10 12 14
Ngày 0 Ngày 1 Ngày 4 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 28 Ngày 56
mmol/l
36
al.(1998) khẳng định khi nhiệt độ tăng sẽ làm tăng nồng độ cortisol và làm gia tăng nồng độ ion có trong huyết tƣơng, Metz et al. (2003) lại báo cáo rằng không có mối quan hệ nào giữa nhiệt độ, sự thay đổi nồng độ cortisol huyết tƣơng với sự tăng lên về số lƣợng tế bào nhiều ty thể ở mang cá. Các nghiên cứu liên quan đến stress ở động vật cần thực hiện thêm về biểu hiện cortisol, nồng độ ion và hoạt tính của Na-K-ATPase.
3.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên nồng độ hormon cortisol
Hình 21. Nồng độ hormone cortisol trong máu cá thí nghiệm (Giá trị: trung bình+độ lệch chuẩn)
Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên cá tra thông qua sự thay đổi của nồng độ cortisol trong máu cá tra đƣợc tiến hành đo đạt bằng phƣơng pháp ELISA với bộ kit thƣơng mại DRG® Cortisol ELISA (EIA-1887). Thông qua nghiên cứu, nồng độ cortisol của cá biểu hiện ở mức cao hơn kết quả đo đƣợc trên cùng đối tƣợng cá tra do Nguyễn Loan Thảo và ctv (2013) thực hiện (bằng bộ kit CSB- E08487f – Fish Cortisol ELISA Kit dùng cho cá) và các kết quả đo đạt của cá trong cùng nghiệm thức hay khác nghiệm thức cũng chênh lệch nhau rất lớn với độ lệch chuẩn lớn.
Thông qua 2 thí nghiệm ngắn hạn (14 ngày) và dài hạn (56 ngày), toàn bộ cá ở các nghiệm thức biểu hiện mức nồng độ cortisol cao hơn 50 ng/ml. Cụ thể, ở thời điểm ngày 0, nồng độ trung bình cortisol ở tất cả các nghiệm thức là 98,07±48,26ng/ml (n=43). Sự khác biệt về nồng độ cortisol trong máu cá ở các nghiệm thức ở thời điểm ngày 0 và ngày thứ nhất sau bố trí đều không có ý nghĩa thống kê (p<0,05). Duy chỉ có ở thời điểm đo đạt ở ngày thứ 4 sau bố trí,
ab ab a ab b ab 0 50 100 150 200 250 300
Ngày 0 Ngày 1 Ngày 4 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 28 Ngày 56
ng/ml
37
nồng độ cortisol giữa các nghiệm thức có sự khác biệt, thấp nhất là 75±36 ng/ml ở nghiệm thứ 340C, khác biệt có ý nghĩa thống kê với nghiệm thức có nồng độ cortisol cao nhất là 300C ở mức nồng độ 136±32 ng/ml. Ở các thời điểm đo đạt ở sau, có sự chênh lệch về nồng độ cortisol trong từng cá thí nghiệm và trong giữa các nghiệm thức, tuy nhiên sự khác biệt này là không có ý nghĩa thống kê (p>0,05).
Nhƣ vậy trong điều kiện bể nuôi thí nghiệm, có ảnh hƣởng của các yếu tố nhiệt độ hay trong điều kiện bình thƣờng (đối chứng) cá đều bị stress mặc dù trong quá trình thu mẫu, cá luôn đƣợc rút máu trong vòng 5 phút sau khi đƣợc thu mẫu (Grutter and Pankhurst 2000), thể hiện ở nồng độ cortisol cao hơn 5 ng/ml, nồng độ mà Kiilerich and Prunet (2011) cho rằng là nồng độ ở trạng thái cá không bị stress. Ở một nghiên cứu trên cùng đối tƣợng đƣợc thực hiện, Nguyễn Loan Thảo (2013), thực hiện trên đối tƣợng cá tra và đo đạt bằng bộ kit thƣơng mại chuyên dùng để đo cortisol cá thì nồng độ cortisol ở cá lúc bắt đầu thí và kết thúc thí nghiệm (sau 56 ngày) tƣơng ứng là 2574,983 pg/ml và thấp hơn 5 ng/ml ở tất cả các nghiệm thức.
Thực hiện trên đối tƣợng cá chép nƣớc ngọt, Metz et al. (2003) thực hiện với 3 nghiệm thức nhiệt độ và không nhận thấy không có sự liên hệ với sự thay đổi về nồng độ các ion dƣơng (Na, K); nồng độ cortisol tăng lên khi nhiệt độ tăng lên theo trình tự là 15, 22 và 29o
C ở mức 5, 40 và 60 mmol/l cortisol (1 ng/mL cortisol= 2,76 nmol/l (DRG, 2011)).
Nhƣ vậy trong thí nghiệm này, dƣới tác dụng của nhiệt độ, cá bị stress và nồng độ cortisol đƣợc tiết ra nhiều hơn bình thƣờng và cortisol không dùng trong việc kích thích hoạt động ứng phó stress bằng cách tham gia điều hòa áp suất thẩm thấu mà tham gia vào hoạt động khác, cụ thể là hoạt động trao đổi chất, điều hòa lƣợng đƣờng trong máu (McCormick 2001; Bonga 2011).
3.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên hàm lƣợng glucose trong máu.
Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về nồng độ đƣờng trong máu cá thí nghiệm ở các nghiệm thức nhiệt độ (p>0,05). Nồng độ glucose trung
38
bình của máu cá ở tất cả các nghiệm thức ở thời điểm ngày 0 là 30,39±5,54 mg/dl (n=31). Những ngày thí nghiệm sau đó, số liệu glucose đo đƣợc cũng biến động nhƣng không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức, cho dù căn cứ trên kết quả phân tích cortisol thì ở ngày 4 của thí nghiệm thì có sự sai khác về nồng độ cortisol trong máu cá, nhƣng nồng độ đƣờng không khác biệt giữa các nghiệm thức trong ngày này. Hơn thế nữa, sự biến động trong nổng độ cortisol cá có liên quan đến sự biến động trong nồng độ glucose. Nồng độ glucose trong máu cá biến động khá lớn, nồng độ glucose trung bình của tất cả máu cá thí nghiệm là 27,22 mg/dl với độ lệch chuẩn tƣơng ứng là 6,11 mg/dl.
Hình 22. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự thay đổi glucose trong máu (Giá trị: trung bình+độ lệch chuẩn)
Kết quả đo đạt glucose trong máu trên đối tƣợng cá tra (P. hyphthalmus) của Nguyễn Thị Kim Hà và ctv (2012) khi tiến hành khảo sát ảnh hƣởng của độ hòa tan của oxy lên tăng trƣởng và tiêu hóa của cá tra cho thấy nồng độ glucose trong máu cá sẽ tăng cao thi oxy hòa tan thấp (30% và 60%), khác biệt so với nghiệm thức có độ bảo hòa oxy 100% ở thời điểm 30 và 60 ngày của thí nghiệm. Nồng độ glucose tƣơng ứng ở thí nghiệm này là 64,4; 65,8 và 51,7 mg/ml. Ở một thí nghiệm khác, nồng độ glucose trong máu cá chép có thể đạt đến 188.2±10.69 mg/dl khi tiếp xúc với độc chất Trivalent Chromium, khác biệt (p<0,05) so với đối chứng trong điều kiện bình thƣờng (120.5±16.54 mg/dl) (Prasad and Priyanka 2011).
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Ngày 0 Ngày 1 Ngày 4 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 28 Ngày 56
mg/dL
39
Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4. Kết luận
Sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ xuống 21oC làm giảm mạnh tỉ lệ sống của cá tra, đồng thời, nhiệt độ trên 36 và 39oC làm ảnh hƣởng có ý nghĩa đến tỉ lệ sống của cá. Cá tra có tỉ lệ sống cao nhất ở 27, 29, 31 và 33oC.
Trong điều kiện thí nghiệm phù hợp với đời sống bình thƣờng của cá tra về oxy hòa tan, pH cũng nhƣ các điều kiện môi trƣờng khác, yếu tố nhiệt độ ở các nghiệm thức 24, đối chứng, 30, 34 và 36oC không làm ảnh hƣởng đến ASTT và nồng độ glucose trong máu cá.
Hàm lƣợng Na+ trong huyết tƣơng tăng lên ở nhiệt độ cao (lớn hơn 300C) và giảm xuống ở nhiệt độ thấp. Ảnh hƣởng của nhiệt độ tác động lên ion Na+, K+ hoàn toàn không theo quy luật thời gian.
Trong điều kiện thí nghiệm, ở nhiệt độ bình thƣờng hay các yếu tố nhiệt độ khác nhau cá đều bị stress và làm tăng lƣợng cortisol tiết ra vƣợt mức bình thƣờng, chủ yếu nhiệm vụ cortisol là điều hòa lƣợng đƣờng trong máu hay hoạt động trao đổi chất chứ không tham gia điều hòa áp suất thẩm thấu nhằm ứng phó với stress.
5. Kiến nghị
Mở rộng nghiên cứu ở nhiều loài cá có giá trị kinh tế cao về sự ảnh hƣởng của nhiệt độ nhƣ thế nào đến các chỉ tiêu sinh lý máu nhƣ : nồng độ cortisol, áp suất thẩm thấu, glucose, ion…. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên quá trình sinh trƣởng , dinh dƣỡng cũng nhƣ dịch bệnh trong tình hình nuôi ở khu vực.
Mở rộng nghiên cứu giữa các yếu tố khác nhƣ (độc chất, độ mặn,…) với yếu tố nhiệt độ, nhằm đánh giá mức độ stress và ảnh hƣởng nguy hại đến cơ thể cá khi các yếu tố này cùng lúc tác động lên. Điều này rất quan trong đến tình
40
hình nuôi trong tƣơng lai nhất là lúc quá trình biến đổi khí hậu xảy ra rất phức tạp tác động mạnh vào Việt Nam cũng nhƣ Đồng Bằng Sông Cửu Long gây ảnh hƣởng lớn đến các đối tƣợng thủy sản chủ lực.
41
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Arends R, Van der Gaag R, Martens G, Bonga SW, Flik G (1998) Differential expression of two pro-opiomelanocortin mRNAs during temperature stress in common carp (Cyprinus carpio L.). Journal of endocrinology 159 (1):85-91
2. Boeuf &BayanP., 2000. How should salinity influence fish growth? .Comporative Biochemistry and Physiology Part C 130 :411-423 . 3. Boeuf, G., & Payan, P. (2001). How should salinity influence fish
growth?* 1. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 130(4), 411-423.
4. Bonga SEW (2011) Hormonal response to stress. In: Farrel AP (ed) Encyclopedia of Fish: Fish Physiology From Genome to Environment, vol 2. Academic Press, pp 1515-1523
5. Buentello, J Alejandro, Delbert M Gatlin and William H Neill. 2000. Effects of water temperature and dissolved oxygen on daily feed consumption, feed utilization and growth of channel catfish (Ictalurus punctatus). Aquaculture, 339-352.
6. Bùi Quang Tề, 2002. Giáo trình miễn dịch học và bệnh học thuỷ sản, Viện nghiên cứu NTTS I, 42 trang.
7. Debnath, D, AK Pal, NP Sahu, K Baruah, S Yengkokpam, T Das and SM Manush. 2006. Thermal tolerance and metabolic activity of yellowtail catfish Pangasius pangasius (Hamilton) advanced fingerlings with emphasis on their culture potential. Aquaculture, 606-610.
8. Despopoulos, 2003, Color Atlat of Physiology, USA.
9. DRG, 2011, http://www.drg-international.com/ifu/eia-1887.pdf. 10. Đinh Nguyễn Trọng Nghĩa & ctv., 2010. Tác động của biến đổi khí
hậu đối với ngành thủy sản ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. 16 trang. 11. Đỗ Thị Thanh Hƣơng và Trần Thị Thanh Hiền. 2000. Giáo trình
sinh lý động vật thủy sinh. Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ 73 trang.
12. Đỗ Thị Thanh Hƣơng và Ngô Tú Trinh, 2013. Nghiên cứu ảnh