2. Ngộ độc nhuyễn thể gây liệt cơ (PSP)
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 xi- phông của nó và có thể giữ các độc tố PSP lên đến hai năm sau lần tiêu hóa ban 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 àg STX eq/100 g) vào thời điểm thỏng 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 àg/100 g). Cỏc thành phần của cỏc chất độc trong suốt giai đoạn ụ 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 xi- phông.
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 N- sulfocarbamoyl (Bricelj và Shumway, 1998).
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 và các cộng sự, 1998).
Hàu Thái Bình Dương trưởng thành (Grassostrea gigas) được gây nhiễm độc tố PSP trong phòng thí nghiệm (bằng cách cho phơi nhiễm với A. minutum) đến nồng độ 150-300 mg STX eq/100 g, sau đó cho ăn các tảo giáp hoặc tảo cát không có độc tố để nghiên cứu về sự thải loại độc tố. Mặc dù có sự dao động về
38
mức độ độc giữa các cá thể, thời gian thải loại độc của hàu là ba đến bốn ngày để đạt được ngưỡng an toàn là 80 mg/100g. Tốc độ thải độc không khác nhau có ý nghĩa khi hàu được cho ăn Isochrysis galbana, Tetraselmis suesica, Thalassiosira weissflogii hoặc Skeletonema costatum. GNTX2/GNTX3 là những hợp chất chính được tìm thấy trong hàu trong thời gian lọc sạch, trong khi các độc tố C thì hoàn toàn thấp còn STX và neoSTX thì không tìm thấy. Thành phần các độc tố tương tự như có ở A. minutum đã đưa ra giả thiết là không có sự chuyển hóa sinh học ở hàu (Lassus và các cộng sự, 2000).
Điệp Trung Quốc Chlamys farreri có khả năng tích lũy các độc tố PSP cao.
Sau 48 giờ phơi nhiễm với A. minutum độc thì 5000 mg STX eq/100 g đã được tìm thấy trong nội tạng của điệp và tốc độ thải loại độc tố diễn ra chậm. Nội tạng chiếm đến 97 phần trăm tổng hàm lượng độc tố. Tỷ lệ các độc tố PSP khác nhau thay đổi trong suốt thời gian làm thí nghiệm, ví dụ tỷ lệ của GNTX1 và GNTX4 đối với tổng các độc tố giảm trong khi tỷ lệ của GNTX2 và GNTX3 đối với tổng các độc tố lại tăng. Các độc tố trong điệp và trong tảo là khác nhau. Các độc tố 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 giỏp sau khi nếm thử một vài tế bào (Bagứien và cỏc 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
39
độc tố thì tương tự như thành phần độc tố của tảo.