3. Ngộ độc nhuyễn thể gây tiêu chảy (DSP)
3.3.2. Các điều kiện ảnh hưởng
Sự xuất hiện tảo Dinophysis thậm chí ở mật độ thấp khoảng 200 tế bào trên lít có thể gây độc nhuyễn thể và nhuyễn thể nhiễm độc này cũng đủ để gây tác động đến con người (Botana và các cộng sự, 1996). Mặt khác, chỉ có các đợt nở hoa trên 20 000 tế bào trên lít là liên quan đến DSP ở biển Wadden Hà Lan. Một nghiên cứu về Dinophysis ở vùng nước thuộc Bồ Đào Nha cho thấy thời gian cần thiết cho nhuyễn thể trở nên độc phụ thuộc không chỉ vào sự có mặt của tảo độc mà còn phụ thuộc vào sự phong phú tương đối của các loài cùng xuất hiện nhưng không độc (Aune và Yndestad, 1993).
Trên một vịnh hẹp biệt lập của Thụy Điển nơi mà các mức độ phosphat vô cơ hòa tan (DIP) và nitơ vô cơ hòa tan (DIN) tương đối cao thì OA trong vẹm (M.
edulis) được phát hiện với hàm lượng thấp. Các vùng nước sâu ở khu vực này nhiều silicat hòa tan (DSi). Các vùng có tỷ lệ DIN/DSi và DIP/Dsi thấp trong suốt đợt cuối hè thì đồng thời có lượng OA thấp trong vẹm. Lượng OA cao trong vẹm xảy ra ở những vùng mà Dsi gần như bị suy kiệt vào tháng bảy và vẫn còn thấp trong suốt phần còn lại của mùa sản xuất. Dường như sự thiếu silicat sẽ giúp tảo giáp bao gồm các giống tảo Dinophysis spp. sinh độc tố DSP (Haamer, 1995).
Ở phía bắc của vịnh California, Mexico, vào tháng ba 1993 và từ tháng tư đến tháng năm 1994 đã xuất hiện các yếu tố thúc đẩy sự thống trị của tảo giáp, chẳng hạn như sự biến mất của tảo cát, môi trường có lượng nitrat có thể bị giới hạn, khoảng nhiệt độ từ 20 đến 230C và có sự phân tầng nhiệt. Trong suốt các giai đoạn này đã quan sát thấy mật độ D. caudata tối đa là 90x103 tế bào trên lít (Lechuga-Devéze và Morquecho-Escamilla, 1998).
P. lima được biết đến như là sinh vật sống ở tầng đáy và sinh vật phù du và phổ biến ở cả vùng nước ấm và nước lạnh. Sự phát triển của việc nuôi cấy tảo P.
lima (từ Nova Scotia, Canada) đã đi trước với một pha lag kéo dài. Trong suốt pha lag ban đầu các mức độ độc trên tế bào vẫn còn tương đối cao nếu nitơ được thêm vào môi trường. Khi các tế bào đã bắt đầu phát triển thì nhìn chung mức độc tổng số giảm và vẫn còn nằm giữa 5 và 10 pg. Các tế bào của P. lima sống sót ở 00C trong năm tuần và được hồi phục lại khi tăng lên nhiệt độ cao hơn. Trong suốt giai đoạn bị lạnh, một số tế bào bị gây tổn hại có khả năng bị mất các độc tố vào môi trường. Nồng độ nitơ (NO3-) trong môi trường có thể được sử dụng để hạn chế sự
100
phát triển hoặc gây stress về mặt sinh lý các tế bào. Khi sự phát triển đã bị giới hạn, sự gia tăng độc tố liên quan đến tế bào đã được ghi nhận. Sự tích lũy tối đa các độc tố trong tế bào xảy ra trong suốt giai đoạn tĩnh. Tỷ lệ của OA/DTX1 khoảng là năm. Tỷ lệ OA/DTX1 thấp liên quan đến các sự tăng trưởng của các tế bào và các tỷ lệ cao hơn thì liên quan đến giai đoạn tĩnh (McLachlan và các cộng sự, 1994).
Pan và các cộng sự (1999) đã báo cáo là sự tổng hợp các độc tố DSP bởi P.
lima bị hạn chế ở giai đoạn sáng và được gắn với chu kỳ phân chia tế bào. Sự tổng hợp DTX4 bắt đầu được tổng hợp ở giai đoạn G1 của vòng đời tế bào và vẫn còn duy trì đến giai đoạn S ( ”buổi sáng ” của quang chu kỳ), ngược lại việc sản sinh OA và DTX1 xảy ra sau đó trong suốt giai đoạn S và G2 (”buổi chiều”). Không có việc sản sinh độc tố nào được đo trong suốt quá trình phân bào là quá trình đã xảy ra từ trước trong bóng tối.
3.3.3. Phân bố
Các vụ ngộ độc DSP hoặc ít nhất là sự có mặt của DSP xuất hiện ngày càng tăng. Điều này một phần là do tăng cường kiến thức về bệnh và các chương trình giám sát tốt hơn. Tuy nhiên cần phải nhớ rằng tảo sinh độc tố và động vật thân mềm nhiễm độc được báo cáo thường xuyên ở những vùng mới (Aune và Yndestad, 1993). DSP được ghi nhận đầu tiên vào năm 1976 ở Nhật nơi mà chúng gây nên các vấn đề lớn cho nghề nuôi điệp. Giữa năm 1976 và 1982, 1300 trường hợp ngộ độc DSP đã được báo cáo ở Nhật, vào năm 1981 có trên 5.000 trường hợp được báo cáo ở Tây Ban Nha, và vào năm 1983 có 3.300 trường hợp được báo cáo ở Pháp. Vào năm 1984, DSP đã dẫn đến việc đóng cửa ngành công nghiệp nuôi vẹn trong gần một năm ở Thụy Điển. Sự phân bố toàn cầu của DSP đã được biết đến bao gồm Nhật, Châu Âu, Chile, Thái Lan Canada (Nova Scotia) và có thể là bang Tasmania (Úc) và New Zealand (Hallegraeff và các cộng sự, 1995).
Ở Nhật, tảo Dinophysis fortii được cho là sinh vật đã sinh ra các độc tố DSP (Van Egmond và các cộng sự, 1993; Viviani, 1992). Tuy nhiên, tảo Prorocentrum lima sinh OA đã xảy ra ở bờ biển Sanriku ở phía bắc Nhật Bản. Tảo giáp đã được phân bố trên bề nặt của tảo Sargassum confusum và Carpopeltis flabellata. Giống P. lima phát triển tốt trên môi trường T1 ở 150C mà các giống nhiệt đới không phát triển được, điều này cho thấy đây là một giống địa phương phù hợp với môi trường lạnh hơn (Koike và các cộng sự, 1998).
Ở bờ biển Đại Tây Dương của Châu Âu, các loài tảo giáp cũng có liên quan như: D. acuminate, D. Acuta ở Tây Ban Nha, D. acuminata, D. sacculus, P. lima ở Pháp; D. acuminata, P. redfieldii và P. micans ở Hà Lan (Van Egmond và các cộng sự, 1993; Viviani, 1992); D. acuta, D. sacculus, D. acuminata, D. caudata và P. lima ở Bồ Đào Nha (Van Egmond và các cộng sự, 1993), D. acuta, D.
acuminata, P. lima và P. concavum ở Ai-len; D. acuta, D. acuminata, D.
norvegica, P. Micans, P. minimum, P. lima ở Scandinavia; và D. sacculus, D.
101
acuminata, D. tripos, D. caudata và D. Fortii ở biển Địa Trung Hải(Van Apeldoorn và các cộng sự, 1998; Ciminiello và các cộng sự, 1997; Marasovi và các cộng sự, 1998; Giacobbe và các cộng sự, 2000). Draisci và các cộng sự, (1996a) báo cáo đã phát hiện thấy PTX2 ở Dinophysis fortii được phân lập ở biển phía Bắc A-đria-tích. Đây là báo cáo đầu tiên về độc tố này ở Châu Âu.
Ở vịnh Mexico, D. caudate có liên quan; ở các vùng thuộc Úc là D. fortii, D. acuminate và P. Lima còn ở Canada thì D. norvegica và P. lima có liên quan (Van Apeldoorn et al., 1998). Ở eo biển Johor, Singapore, D. caudate là loài thường xuyên xuất hiện và phong phú nhất từ tháng ba 1997 đến tháng hai năm 1998. Các tảo giáp được quan sát thấy là Prorocentrum micans và Protoperidinium spp. (Holmes và các cộng sự, 1999).
Phalacroma rotundatum là loài có khả năng sinh độc tố thuộc nhóm axit okadaic đã được quan sát thấy các vùng biển của Nhật, và ở đông bắc Tây Ban Nha (Ria Pontevedra) và dọc theo bờ biển đông nam A-đria-tích của Puglia (Italy) (Caroppo và các cộng sự, 1999).
Dọc theo bờ biển ở phía nam và đông của Trung Quốc, DTX1 và OA đã được phát hiện trong các loài nhuyễn thể đã hàm ý rằng các loài sinh độc tố DSP cũng tồn tại ở vùng này. Tần xuất và lượng độc tố trong nhuyễn thể ở bờ biển phía nam thì cao hơn ở khu vực phía bắc (Zhou và các cộng sự, 1999).
D. acuminata và Prorocentrum minimum xuất hiện với số lượng lớn ở vịnh Peter the Great (thuộc vùng biển của Nhật, Liên bang Nga) trong suốt mùa hè năm 1995 và 1996 (Orlova và các cộng sự, 1998).
Tảo giáp ở đáy hồ Prorocentrum arenarium được phân lập từ hệ thống sinh thái rạn san hô của Đảo Europa (kênh Mozambic, Pháp) (Ten Hage và các cộng sự, 2000) và cả Prorocentrum belizeanum từ hệ thống sinh thái rạn san hô (Mỹ) đã được ghi nhận là sản sinh ra OA (Morton và các cộng sự, 1998).
3.4. Sự phân bố và tích lũy trong thủy sản
3.4.1. Hấp thu và thải loại các độc tố DSP trong các thủy sinh vật
Các độc tố gây tiêu chảy liên quan đến Dinophysis spp. và Prorocentrum spp. được tích lũy một cách dễ dàng trong nhuyễn thể. Tuy nhiên, còn nhiều điều chưa biết về thời gian lưu giữ của các độc tố này (Hallegraeff và các cộng sự, 1995). Một vài nghiên cứu đã mô tả động lực học của độc tố DSP trong các loài hai mảnh vỏ dưới các điều kiện tự nhiên hoặc các điều kiện được kiểm soát của phòng thí nghiệm. Động lực của các độc tố DSP đã được kiểm tra trong điệp chưa trưởng thành và điệp trưởng thành ở vịnh bằng cách cho điệp ăn tảo giáp Prorocentrum lima trong một mô hình thu nhỏ được kiểm soát của phòng thí nghiệm. Phân tích các độc tố DSP trong các tế bào tảo giáp và mô cơ của điệp được thực hiện bằng sắc ký lỏng kết hợp với quang phổ khối phun ion (LC-MS).
Tốc độ làm sạch độc tố của điệp trưởng thành và chưa trưởng thành không bị ức
102
chế bởi sự phơi nhiễm với các tế bào P. lima và không có con điệp nào bị chết.
Điệp có thể vượt qua giới hạn độc tố qui định 0,2 mg độc tố DSP/g trọng lượng ướt trong ít hơn một giờ phơi nhiễm với mật độ tế bào P. lima cao. Các mức bão hòa độc tố (2 mg độc tố DSP /g trọng lượng ướt) đã đạt được trong vòng 2 ngày, tuy nhiên việc lưu giữ các độc tố rất thấp (dưới 5 phần trăm). Mặc dù hầu hết toàn bộ độc tố trong cơ thể nằm trong mô nội tạng nhưng các mức độc đặc trưng cũng cao trong tuyến sinh dục của điệp trưởng thành. Lượng độc tố mất đi nhanh chóng ở tuyến sinh dục trong hai ngày đầu của quá trình thải độc đã chỉ ra rằng độc tố có nguồn gốc chủ yếu từ một hợp phần không bền trong ruột qua tuyến sinh dục. Tuy nhiên, thải loại độc ở mô nội tạng xảy ra theo một mô hình gồm hai hai giai đoạn, giai đoạn đầu là sự loại bỏ nhanh độc tố trong vòng hai ngày đầu của quá trình, tiếp theo sau là quá trình loại bỏ độc tố dần dần trong khoảng thời gian hai tuần, điều này cho thấy rằng sự thải loại qua phân có thể là một cơ chế quan trọng cho sự thải loại nhanh chóng của độc tố không tiêu hóa được và các tế bào tảo giáp còn nguyên vẹn (Bauder và Grant, 1996).
Sedmak và Fanuko (1991) cũng đã quan sát thấy hai giai đoạn của quá trình loại bỏ độc tố DSP trong suốt giai đoạn khử độc của vẹm. Đầu tiên là sự suy giảm nhanh chóng hàm lượng độc tố sau đó lượng độc tố giảm chậm với độc tính còn trên mức bị cô lập kiểm dịch là 0,5 MU/g gan tụy. Các cách thức nhiễm và khử nhiễm thì đặc trưng cho các loài nhuyễn thể và dường như không phụ thuộc vào dạng của độc tố tảo giáp.
Điệp nhiễm độc (Patinopecten yessoensis) được nuôi trong ống nghiệm mà nước biển đã được lọc, khử trùng và được tuần hoàn, có hoặc không bổ sung tảo cát phù du làm thức ăn đã cho thấy một sự giảm từ từ DSP trong suốt quá trình nuôi cấy (phương pháp thử sinh học). DSP đã giảm 30 phần trăm so với giá trị ban đầu trong vòng hai tuần khi môi trường dày đặc Chaetoceros septentrionelle đã được cung cấp như là thức ăn. Độc tính tương đối cao của DSP đã được phát hiện thấy trong phân của điệp được nuôi cấy, khi các tảo cát khác như Skeletonema costatum, Asterionella japonica, Rhabdonema spp. và Thalassiosira spp. được cung cấp như là thức ăn thì không chỉ độc tính mà còn số lượng của glycogen, axit amin tự do và axit béo tự do đã giảm gây nên sự giảm giá trị của chất lượng (Van Apeldoorn và các cộng sự, 1998).
Trong suốt quá trình khử độc của vẹm (Mytilus galloprovincialis) bắt từ Galicia ở đông bắc của Tây Ban Nha trong 70 ngày dưới những điều kiện môi trường khác nhau (độ mặn, nhiệt độ, sự phát huỳnh quang và độ chiếu sáng), trong đó sự phát huỳnh quang và độ chiếu sáng có tác động nổi trội nhất đến sự thải loại.
Trong phần lớn các trường hợp, có một mối quan hệ nghịch giữa sự thải loại và trọng lượng cơ thể. Không thế kết luận một cách rõ ràng là sự lọc sạch DSP có suy ra tiếp theo 1- hoặc 2- động lực học riêng biệt hay không (Blanco và các cộng sự, 1999).
103
Trong một nghiên cứu về cách cho vẹm Mytilus galloprovincialis ăn ở một trang trại nuôi vẹm ở vịnh Trieste (thuộc Ý) trong suốt thời gian có sự bùng phát DSP, các con vẹm dường như ăn chọn lọc tảo giáp hơn là tảo cát. Sự chọn lọc hơn nữa trong số các giống tảo giáp khác nhau đã được quan sát thấy và giống Dinophysis rõ ràng là được ưa thích hơn cả. Vẹm dường như mở lớp bao của các tế bào tảo Dinophysis và tiêu hóa chúng một cách dễ dàng hơn các tảo giáp khác (Sidari và các cộng sự, 1998).
3.4.2. Nhuyễn thể chứa các độc tố DSP
Ở Nhật, các loại nhuyễn thể gây nên ngộ độc DSP bao gồm vẹm Mytilus edulis và M. Coruscum, điệp Patinopecten yessoensis và Chlamys nipponesis akazara, và nghêu cổ ngắn Tapes japonica và Gomphina melaegis. Dọc theo bờ biển Đại Tây Dương của Châu Âu, đặc biệt M. edulis và cả Ostrea sp. cũng bị lây nhiễm các độc tố DSP (Viviani, 1992).
Ở Nhật và bờ biển Đại Tây Dương của Tây Ban Nha và Pháp, sự gây độc xảy ra từ tháng tư đến tháng chín và độc tính cao nhất trong nhuyễn thể được quan sát thấy từ tháng năm đến tháng tám mặc dù chúng biến bổi theo vị trí. Ngược lại, ở Scandinavia vào tháng hai hàu là nguyên nhân gây ra ngộ độc DSP và tháng mười thì vẹm lại là nguyên nhân gây ngộ độc DSP. Số liệu từ đợt dịch DSP đầu tiên ở biển A-đria-tích vào năm 1989 đã chỉ ra rằng giai đoạn gây độc các vùng ven biển xảy ra từ tháng năm đến tháng mười một (Viviani, 1992).
Phân tích so sánh từ nhiều loài nhuyễn thể khác nhau được bắt từ một vùng ở Nhật cho thấy độc tính cao nhất đã được tìm thấy trên vẹm xanh (Mytilus edulis), độc tính ít hơn được thấy ở điệp và rất ít được thấy ở hàu. Sự khác nhau về độc tính cũng được ghi nhận ở vẹm nuôi ở các độ sâu khác nhau với các nồng độ khác nhau trong các hệ số độ độc từ hai đến ba (Viviani, 1992). Độc tính cao nhất đạt được trong vẹm sống ở các độ sâu trên mức (3-6m), ngược lại độc tính giảm xuống một nửa ở độ sâu 6-8 m và 8-12 m (Botana và các cộng sự, 1996). Đã có báo cáo về lượng OA là 0,63 và 4,2 mg/g gan tụy của các con vẹm gần kề nhau trong cùng nơi sống và các lượng 0,63 và 10 mg OA/g gan tụy của các con vẹm ở các độ sâu khác nhau dọc theo cùng một xâu (Van Apeldoorn và các cộng sự, 1998).
Vẹm Tây Ban Nha được bắt ở đảo Galician có chứa OA là độc tố chính bên cạnh các độc tố DSP ít phân cực. Lượng độc tố DSP ít phân cực chưa bao giờ vượt quá lượng OA. Lượng DSP ít phân cực cao nhất tương ứng với lượng OA cao nhất. Các tác giả đã đặt ra giả thiết rằng độc tố DSP phân cực thấp được tìm thấy trong lớp hexan bị tách bỏ thì đều thuộc nhóm dẫn xuất axyl (Fernández và các cộng sự, 1996).
Số liệu từ các đợt dịch ở biển A-đria-tích đã chỉ ra rằng không phải tất cả các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ đều hấp thụ và tập trung độc tố trong ruột vào các
104
mô của chúng đến cùng một mức độ mặc dù các loài này sống trong cùng môi trường bị tác động bởi vi tảo. Đặc biệt, Mytilus galloprovincialis, Chamelea gallina, Tapes decussata và Venus verrucosa đã được giám sát các độc tố DSP bằng các phép thử sinh học trên chuột và kết quả là DSP chỉ phát hiện tồn tại trong vẹm mặc dù chúng được đánh bắt từ cùng môi trường sống ở biển A-đria-tích. Sự phân bố không đều này của DSP sẽ có tác động lên sự phát triển của kế hoạch lấy mẫu nhuyễn thể, một phần công vệc của kế hoạch giám sát cho mục đích kiểm tra (Viviani, 1992). OA và DTX1 cũng như YTX đã được phát hiện trong M.
Galloprovincialis được bắt từ phía bắc biển A-đria-tích (Ciminiello và các cộng sự, 1997). Quá trình nấu nướng không làm thay đổi độc tính của các nhuyễn thể bị nhiễm nhưng sự nhiễm độc có thể tránh nếu tuyến tiêu hóa được loại bỏ từ sớm (Viviani, 1992).
Chất đồng đẳng OA trong tảo D. fortii, điệp Patinopecten yessoensis và vẹm Mytilus galloprovincialis được bắt từ cùng một vị trí ở vịnh Mutso, Nhật đã được phát hiện bằng phương pháp sắc ký lỏng phát huỳnh quang. Các độc tố nổi trội trong điệp và hàu lần lượt là DTX3 và DTX1, ngược lại chỉ có DTX1 được phát hiện trong D. fortii. Hàm lượng độc tố trong vẹm cao hơn trong điệp một cách đáng kể đã cho thấy rằng vẹm có tiềm năng cao hơn trong việc tích lũy các chất đồng đẳng OA hơn là điệp (Suzuki và Mitsuya, 2001).
Lượng các độc tố DSP thấp đã được tìm thấy liên tục trong vẹm xanh (Perna viridis) được bắt ở eo biển Johor, Singapore. Sáu chất đồng phân của OA và năm chất đồng phân của DTX1 đã được phát hiện và nhìn chung số lượng các đồng phân cao hơn lượng OA và DTX1. Nồng độ cao nhất của một đồng phân của DTX1 (DTX1a) được tìm thấy là 97 ng/g mô tuyến tiêu hóa của vẹm (trọn lượng ướt). Lượng tối đa của OA là 24 ng/g. Những giá trị này đều dưới giới hạn ngưỡng cho phép tiêu thụ (Holmes và các cộng sự, 1999).
DSP cũng được phân bố rộng rãi trên các loài nhuyễn thể khác nhau dọc theo bờ biển Trung Quốc. Hai mươi sáu mẫu trong số 89 mẫu có chứa DTX1 hoặc OA nhưng chỉ có sáu mẫu chứa lượng độc tố vượt quá giới hạn qui định cho phép tiêu dùng đối với con người (20 mg/100 g mô mềm). Lượng cao nhất là 84 mg/100g đã được tìm thấy trong Perna viridis từ Shenzhen (Zhou và các cộng sự, 1999).
3.4.3. Các sinh vật thủy sinh khác có chứa độc tố DSP
Các độc tố DSP tích lũy trong vẹm do ăn lọc sinh vật phù du. Tuy nhiên quá trình ăn lọc là một quá trình không chọn lọc và cũng được sử dụng bởi các loài cá khác nhau và vì thế có thể dẫn đến sự tích lũy các độc tố DSP ở trong cá.
Các động vật thủy sản thuộc nhóm ăn thịt cũng có thể tích lũy số lượng đáng kể độc tố chỉ trong một bữa ăn khi ăn phải nhuyễn thể hai mảnh vỏ có chứa độc tố với nồng độ cao trong tuyến tiêu hóa. OA xuất hiện trong cá ăn thịt như là kết quả của việc bắt mồi của chúng trên vẹm và các loài cá nhỏ có chứa OA.