Biến đổi khí hậu đang thách thức và đe dọa sự sống của động vật thủy sinh thông qua
việc tăng nhiệt độ của môi trường nước và sự gia tăng nồng độ CO2. Các dự báo gần
đây của hội đồng quốc tế về biến đổi khí hậu (IPCC, 2014) cho rằng vùng đồng bằng
sông Cửu Long nhiệt độ sẽ tăng 2,5-3,5°C trong 100 năm tới; và đồng thời, nồng độ
CO2 trong khí quyển cao sẽ tăng lên với tốc độ 3% mỗi năm.
Các dự báo chỉ ra rằng việc tăng nhiệt độ môi trường nước có thể tác động tiêu cực
đến các chức năng hệ sinh thái biển và nước ngọt (Roessig và ctv., 2004; Brander,
2007; Rijnsdorp và ctv, 2009; PÖrtner & Peck, 2010; Hofmann và Todghram, 2010;
Madeira và ctv, 2012; Crozier & Hutchings, 2014; Lefevre và ctv, 2016) và cả hệ
sinh thái cá thông qua các tác động về sinh lý, hô hấp, trao đổi chất, nguồn thức ăn,
tăng trưởng, hoạt động phản ứng, sinh sản và/hoặc tử vong (Watts và ctv. , 2001;
Cnaani, 2006; Sigh và ctv, 2013; Reid và ctv, 2015). Trong khi nhiệt độ được coi là
một yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát yếu tố vật lý để xác định sự phân bố của
động vật, nồng độ CO2 của môi trường tăng (hypercarbia) thì lại liên quan đến sự
mất cân bằng acid-base, giảm pH nước và các tác động lên tim mạch cũng như thay
đổi hô hấp (Gilmour, 2001; Claiborn và ctv, 2002; Ishimatsu và ctv, 2005; Brauner
và Baker, 2009; Talmage & Gobler., 2011; Nowicki và ctv, 2012; Milson, 2012;
Munday và ctv, 2012). Tuy nhiên, thay đổi sinh lý và khả năng thích ứng của động
vật thủy sinh được xem là mục tiêu thú vị để nghiên cứu về tác động của sự tăng
nhiệt độ và tăng nồng độ CO2 trong môi trường nước.
25 trang |
Chia sẻ: thientruc20 | Lượt xem: 343 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt Luận án Ảnh hưởng của nhiệt độ, điều kiện oxy thấp, co2 cao trong môi trường lên hô hấp và sinh lý của cá thát lát còm chitala ornata (gray,1831), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
MÃ NGÀNH: 9 62 03 01
ĐẶNG DIỄM TƯỜNG
ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ, ĐIỀU KIỆN OXY THẤP,
CO2 CAO TRONG MÔI TRƯỜNG LÊN HÔ HẤP VÀ
SINH LÝ CỦA CÁ THÁT LÁT CÒM CHITALA ORNATA
(GRAY,1831)
Cần Thơ, 2018
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC THỰC HIỆN VÀ HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
Người hướng dẫn chính: GS.TS. Trần Ngọc Hải
Người hướng dẫn phụ: PGS.TS. Mark Bayley
PGS.TS. Do Thi Thanh Huong
Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường Họp tại:
Vào lúc: .. giờ .. ngày .. tháng ..
năm ..
Phản biện 1: .
Phản biện 2: .
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ
Thư viện Quốc gia Việt Nam
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
1. Tuong, D. D., Borowiec, B., Clifford, A. M., Filogonio, R., Somo, D.,
Phuong, N. T., . . . Milsom, W. K. (2018a). Ventilatory responses of the
clown knifefish, Chitala ornata, to hypercarbia and hypercapnia. Journal of
Comparative Physiology B, 1-9.
2. Tuong, D. D., Ngoc, T. B., Huynh, V. T. N., Phuong, N. T., Hai, T. N.,
Wang, T., & Bayley, M. (2018b). Clown knifefish (Chitala ornata) oxygen
uptake and its partitioning in present and future temperature environments.
Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative
Physiology, 216, 52-59.
1
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu chung
Biến đổi khí hậu đang thách thức và đe dọa sự sống của động vật thủy sinh thông qua
việc tăng nhiệt độ của môi trường nước và sự gia tăng nồng độ CO2. Các dự báo gần
đây của hội đồng quốc tế về biến đổi khí hậu (IPCC, 2014) cho rằng vùng đồng bằng
sông Cửu Long nhiệt độ sẽ tăng 2,5-3,5°C trong 100 năm tới; và đồng thời, nồng độ
CO2 trong khí quyển cao sẽ tăng lên với tốc độ 3% mỗi năm.
Các dự báo chỉ ra rằng việc tăng nhiệt độ môi trường nước có thể tác động tiêu cực
đến các chức năng hệ sinh thái biển và nước ngọt (Roessig và ctv., 2004; Brander,
2007; Rijnsdorp và ctv, 2009; PÖrtner & Peck, 2010; Hofmann và Todghram, 2010;
Madeira và ctv, 2012; Crozier & Hutchings, 2014; Lefevre và ctv, 2016) và cả hệ
sinh thái cá thông qua các tác động về sinh lý, hô hấp, trao đổi chất, nguồn thức ăn,
tăng trưởng, hoạt động phản ứng, sinh sản và/hoặc tử vong (Watts và ctv. , 2001;
Cnaani, 2006; Sigh và ctv, 2013; Reid và ctv, 2015). Trong khi nhiệt độ được coi là
một yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát yếu tố vật lý để xác định sự phân bố của
động vật, nồng độ CO2 của môi trường tăng (hypercarbia) thì lại liên quan đến sự
mất cân bằng acid-base, giảm pH nước và các tác động lên tim mạch cũng như thay
đổi hô hấp (Gilmour, 2001; Claiborn và ctv, 2002; Ishimatsu và ctv, 2005; Brauner
và Baker, 2009; Talmage & Gobler., 2011; Nowicki và ctv, 2012; Milson, 2012;
Munday và ctv, 2012). Tuy nhiên, thay đổi sinh lý và khả năng thích ứng của động
vật thủy sinh được xem là mục tiêu thú vị để nghiên cứu về tác động của sự tăng
nhiệt độ và tăng nồng độ CO2 trong môi trường nước.
Giả thuyết về sức tải O2 bị giới hạn bởi khả năng chịu đựng nhiệt độ được đề ra
nhằm thể hiện các tác động tiêu cực của sự tăng nhiệt độ lên cá mà cơ chế nằm ở sự
phân phối oxy đến các mô (Portner, 2001; Portner và Farrell, 2008; Munday và ctv.,
2008; Munday và ctv., 2009; Nilsson và ctv, 2009; Portner, 2010; Neuheimer và ctv,
2011). Đó là do nồng độ oxy hòa tan giảm khi nhiệt độ môi trường nước gia tăng
trong khi nhu cầu oxy của cá tăng đáng kể khi nhiệt độ khi nhiệt độ môi trường
tăngcao. Do đó, nhiệt độ tăng kết hợp với tình trạng thiếu oxy (giảm mức độ oxy hòa
tan) đã cho thấy có thể gây ra tác động nghiêm trọng đến sinh vật dưới nước trong
quá trình hô hấp trao đổi chất và dẫn đến kết quả là ảnh hưởng đến các kiểu biểu hiện
của cá (McBryan và ctv, 2013). Ngoài ra, người ta cho rằng cá ở các vùng nhiệt đới
có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng vì chúng đã sống gần giới hạn nhiệt độ trên và có
thể dễ bị tổn thương hơn với các mức nhiệt độ tăng dù là nhỏ (Nelson và ctv, 2016;
Tewksbury và ctv ., 2008). Tuy nhiên, ngày càng có bằng chứng về các nghiên cứu
không phù hợp với giả thuyết đó (Clark và ctv, 2013; Norin và ctv, 2014; Wang và
ctv, 2014; Lefevre, 2016). Thật vậy, người ta cho rằng các loài cá hô hấp khí trời có
khả năng chịu nồng độ oxy thấp có thể đó là kết quả của sự tiến hóa dưới tác động
2
của nhiệt độ cao hơn và áp suất oxy trong khí quyển thấp hơn so với hiện tại. Nghiên
cứu ảnh hưởng của sự tăng nhiệt độ và tình trạng thiếu oxy lên quá trình trao đổi chất
của cá hô hấp khí trời rất quan trọng trong việc đánh giá các tác động của biến đổi
khí hậu.
Một khía cạnh khác của khả năng thích ứng với các yếu tố môi trường, đã cho rằng
một trong những cơ chế thích nghi là khả năng thay đổi hình thái mang (Tuurala và
ctv, 1998, Sollid và ctv, 2003; Sollid và ctv, 2005; Sollid và Nilsson. , 2006; Ong và
ctv, 2007; Matey và ctv, 2008; Mitrovic và Perry, 2009). Các nghiên cứu chuyên sâu
về khả năng này đã được tìm thấy ở các loài cá hô hấp trong nước bao gồm cá chép,
cá vàng và cá hồi mà mang của chúng có thể tăng hoặc giảm khối lượng tế bào
interlamellar (ILCM) để tăng hoặc giảm diện tích bề mặt hô hấp. Khả năng này của
cá rất thú vị với các nhà khoa học rằng sự biến đổi cấu trúc mang là một xu hướng
hiện đại hay một đặc điểm cổ xưa (Nilsson, 2007; Nilsson và ctv, 2012). Các giả
thuyết cũng được đề xuất rằng việc biến đổi cấu trúc mang có thể là một đặc điểm cổ
xưa do quá trình tiến hóa tiến hóa trong quá khứ khi một số loài cá hô hấp khí trời
được tìm thấy cũng có thể biến đổi hình thái mang của chúng để thích nghi với
những thay đổi môi trường (Brauner và ctv ., 2004; Ong và ctv, 2007; Huang và Lin,
2011; Phuong và ctv, 2017, 2018). Vấn đề này rất quan trọng và cần được tìm hiểu
trên C. ornata bởi loài này là một loài cá cổ tồn tại ít nhất 300 triệu năm trước (Near
và ctv, 2012) sẽ giúp đưa ra dự đoán tổng quan cho các loài cá khác.
Mức độ tăng CO2 trong khí quyển được ước tính là đang tăng lên hàng năm do sự
nóng lên toàn cầu. Hàm lượng CO2 được hòa tan trong nước lớn hơn nhiều so với
oxy do đó, với sự gia tăng nhỏ của mức CO2 trong khí quyển, sẽ dẫn tới một sự gia
tăng đáng kể mức độ CO2 hòa tan có thể được tạo ra trong các môi trường nước. Đã
có báo cáo rằng mức độ PCO2 ở ĐBSCL dao động từ 0,02-0,6% (Li và ctv, 2013)
đang ảnh hưởng đến đời sống của cá. Trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản, các hệ
thống nuôi thâm canh và siêu thâm canh đang được ứng dụng đã và đang dẫn đến
tình trạng tăng cao CO2 trong môi trường (hypercarbic) khoảng 30 mmHg vào cuối
chu kỳ sinh trưởng (Damsgaard và ctv, 2015). Tiếp xúc hypercarbic thường gây ra
phản ứng khác nhau trên từng loài cá cụ thể. Các phản ứng tim mạch mà được cho là
được điều khiển bởi cơ quan thụ cảm CO2/H
+
trung tâm ở các loài cá hô hấp khí trời
không bắt buộc vẫn còn rất mơ hồ và chưa rõ ràng. Tác động của hypercarbia và
hypercapnia lên phản ứng tim mạch, từ số hô hấp khí trời và phản ứng pH, PCO2
cũng như vị trí thụ cảm CO2
/
H
+
là rất quan trọng để điều tra. Clown knifefish
(C.ornata), một loài cá hô hấp khí trời ở vùng nhiệt đới (Deharai, 1962; Tuong và
ctv, 2018b) đã được chọn để thực hiện các nghiên cứu dưới các mức nhiệt độ trung
bình hiện tại (27°C) và nhiệt độ dự đoán tăng cao (33°C), kết hợp với thiếu oxy, điều
kiện hypercarbia trong môi trường nước, hypercapnia bên trong cơ thể cá để xem xét
cá phản ứng hô hấp trao đổi chất, biến đổi cấu trúc mang và các biểu hiện thích nghi
cũng như tăng trưởng, phản ứng tim mạch và định hướng vị trí của thụ cảm CO2/H+.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
3
Mục tiêu chính của luận án này là đánh giá tác động của biến đổi khí hậu (trong
trường hợp nhiệt độ cao, thiếu oxy, tăng CO2) lên C.ornata như là các phản ứng của
quá trình trao đổi chất, phản ứng hô hấp tim mạch,biến đổi cấu trúc mang và tăng
trưởng.
Cụ thể, hô hấp của Clown knifefish ở 27°C và 33°C kết hợp với normoxia và
hypoxia đánh giá thông qua SMR, tỷ lệ hô hấp khí trời, giá trị Q10, tiêu hao oxy khi
tiêu hóa thức ăn (SDA) và tăng trưởng. Do đó, để hiểu và giải thích cách thích ứng
với hô hấp cá với nhiệt độ cao và tình trạng thiếu oxy, hình thái mang được nghiên
cứu thông qua khả năng biến đổi cấu trúc và ước tính diện tích bề mặt hô hấp,
khoảng cách khuyetech tán. Phản ứng của cá đối với hypercarbia và hypercapnia
được tiến hành để đánh giá các thông số phản ứng hô hấp tim mạch cũng như xác
định thụ cảm CO2/H
+
.
1.3. Nội dung/hoạt động nghiên cứu
Nghiên cứu này bao gồm 4 hoạt động/nghiên cứu chính:
1) Thứ nhất, đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ cao lên áp suất cục bộ quan trọng
(Pcrit), tỷ lệ chuyển hóa tiêu chuẩn (SMR), hoạt động hoặc tiêu hóa cụ thể (SDA) (sử
dụng hô hấp liên tục hai lần); và về sự tăng trưởng của cá (trong hệ thống nuôi trồng
thủy sản tuần hoàn).
2) Thứ hai, điều tra hình thái mang thông qua ước tính diện tích bề mặt nhánh, khối
lượng và độ dày khuếch tán máu nước dưới tác động của nhiệt độ cao và phương
pháp áp dụng phương pháp stereology.
3) Thứ ba, phản ứng hô hấp tim mạch của C. ornata đối hypercarbia (PCO2 cao trong
môi trường nước) và hypercapnia (PCO2 cao trong máu [H +]/PCO2) cũng như xác
định vị trí của thụ cảm CO2/H
+
điều khiển phản ứng hô hấp tim mạch ở C. ornata.
4) Cuối cùng, tiếp tục đánh giá ảnh hưởng của hypercarbia và hypercapnia đối với
đáp ứng hô hấp tim mạch của C. ornata trong việc xác định vị trí của thụ cảm
CO2/H
+
ở C. ornata.
4
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP
Nghiên cứu 1: Cá thát lát còm (Chitala ornata) tiêu hao oxy và tiêu hao oxy từng
phần ở môi trường hiện tại và dự đoán môi trường trong tương lai.
Cá: Đối với các thí nghiệm tiêu hao oxy, các cá thể cá có trọng lượng 60-100 g được
chọn, trong khi các thí nghiệm tăng trưởng có trọng lượng bắt đầu từ 35-45 g được
chọn.
Hô hấp: Tiêu hao oxy (ṀO2, mgO2kg
-1
h
-1
) được đo bằng cách sử dụng hệ thống tiêu
hao oxy bán kín từng phần được mô tả trong các nghiên cứu của Lefevre và ctv.
(2011, 2014a, 2014b, 2016).
Các bố trí thí nghiệm: trong thí nghiệm xác định Pcrit và sự lựa chọn nồng độ thiếu
oxy: Trong một thử nghiệm ban đầu, chúng tôi đã xác định một mức độ thiếu oxy
thích hợp để kích thích sự phụ thuộc vào hô hấp khí trời được sử dụng trong các thí
nghiệm còn lại. Cá được đặt trong bể và nhịn ăn ở 27 hoặc 33°C trong 48 giờ trước
khi đo. Tám con cá từ mỗi chế độ nhiệt độ được đặt trong buồng đo hô hấp và ṀO2
được đo trong 19 giờ gồm có đo hô hấp trong nước và không khí. Sau đó, giai đoạn
phần không khí được loại bỏ bằng cách làm ngập buồng, tuần hoàn nước qua buồng
đo hô hấp, và mức độ oxy trong nước được theo dõi cho đến khi cá bị mất cân bằng
vào thời điểm đó cá được trả về bể chứa. Mất cân bằng xảy ra sau 3-4 h. Áp suất oxy
(Pcrit) cho mỗi cá được tính bằng giao điểm của SMR của từng cá thể (SMR được
tính toán bằng cách sử dụng mẫu công thức chạy R của Chabot và ctv. (2016)) khi đo
tiêu hao oxy tổng từ không khí và nước, và phần tiêu hao oxy khi không có hô hấp
không khí (Lefevre và ctv., 2011). Theo đó, mức thiếu oxy sau đó được sử dụng là
4,7 kPa ở 27°C và 6,0 kPa ở 33°C.
Nhiệt độ thích nghi: Trong các thí nghiệm tiếp theo, cá đã thích nghi với nhiệt độ đo
tối thiểu 30 ngày để loại bỏ các phản ứng nhiệt độ có thể xảy ra trong các nghiệm
thức đo tiêu hao oxy.
Sự trao đổi chất và hô hấp từng phần trong quá trình tiêu hóa thức ăn: 12 con
cá (N=6 ở mỗi nhiệt độ) được cho nhịn đói ở nhiệt độ thích hợp trong 48 h và ṀO2
riêng lẻ được đo như mô tả ở trên trong 20 h trong nước normoxic (~ 150 mmHg).
Sau đó, cá được cho ra ngoài và tiến hành đo tiêu thụ oxy của vi khuẩn được đo trong
1 h. Đến cuối giai đoạn này, cá được cân lại và cho cá ăn 2% khối lượng cơ thể sử
dụng thức ăn viên nổi (43% protein, 13,39 kJ kg-1; Stella S3, Nutreco company, Hồ
Chí Minh, Việt Nam). Cá sau đó được cho lại buồng đo và tiêu hao oxy trong 45 giờ
tiếp theo. Tại thời điểm này, tiêu hao oxy của vi khuẩn được đo lại. SMR được tính
toán từ giai đoạn đo đầu tiên như mô tả ở trên và SDA (tiêu hao năng lượng cho tiêu
hóa thức ăn)được tính bằng cách trừ đi SMR này từ ṀO2 đo khi cá tiêu hóa thức ăn.
Diện tích của SDA được tính toán bằng phương pháp trapezoid được mô tả trong
5
Lefevre và ctv. (2012). Thời gian của SDA được tính từ điểm mà cá được cho trở lại
buồng cho đến khi tổng ṀO2 giảm về SMR+2 S.E.M. SDA được ước tính bằng cách
tính diện tích tổng ṀO2 và đường cong SMR bằng phương pháp trapezoid. SDA
được chuyển thành năng lượng tương đương như năng lượng tiêu hao và hệ số SDA
(tiêu hao năng lượng SDA chia cho tổng năng lượng có trong thức ăn) chuyển thành
kJ sử dụng hệ số oxy hóa 13,56 kJ mgO2
-1
cho động vật ăn thịt (Elliott và Davison,
1975).
Tăng trưởng: 120 con cá (41,2±0,3 g, trung bình±S.E.M) được chia ngẫu nhiên
thành 4 nhóm. Sau khi gắn vi chip FDX-B (hệ thống Loligo, Đan Mạch) và ghi khối
lượng và chiều dài cơ thể, cá được nuôi trong hệ thống nuôi tuần hoàn ở 27±0,5 hoặc
33±0,5°C kết hợp với điều kiện oxy bão hòa và tình trạng thiếu oxy (5 kPa) trong bể
2000 L. Mức oxy thấp (PO2 mong muốn) được điều chỉnh bằng cách sục khí nitơ vào
bể dưới sự kiểm soát của hệ thống Oxyguard Pacific (Oxyguard, Đan Mạch). Khối
lượng và chiều dài của cá được đo lại sau 1, 2 và 3 tháng.
Xử lý hống kê: Số liệu được phân tích bằng Sigmaplot 12.5. Số liệu được kiểm tra
phân phối chuẩn và đồng nhất phương sai khi sử dụng phép thử Shapiro-Wilks, số
liệu % tiêu hao oxy trong không khí được chuyển hóa arcsine. ANOVA hai chiều
được sử dụng để kiểm tra ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ oxy và sự tương tác của
nhiệt độ và nồng độ oxy trên SMR, RMR và % không khí hấp thụ và trong các
nghiệm thức thì được kiểm tra bằng cách sử dụng nhiều quy trình so sánh Holm-
Sidak. Student t test được sử dụng để so sánh các giá trị trung bình trong các thí
nghiệm SDA. Tăng trưởng và tốc độ tăng trưởng cụ thể (SGR) đã được kiểm tra
bằng cách sử dụng one way ANOVA lặp lại (RM). Giá trị trung bình của SMR và
RMR được so sánh bằng cách sử dụng Student t-test. Dữ liệu được trình bày bằng giá
trị trung bình±S.E.M. Xác suất (giá trị p) của P <0,05 được cho là có ý nghĩa thống
kê.
Nghiên cứu 2: Biến đổi cấu trúc mang cá thát lát (Chitala ornata) dưới tác động của
nhiệt độ và tình trạng thiếu oxy
Cá: 120 cá thát lát (33,1±1,13 g)
Bố trí thí nghiệm: cá được chọn ngẫu nhiên và thả vào bốn bể (2 m3) của hệ thống
nuôi tuần hoàn (RAS) ở 27°C. Cá được cho ăn thức ăn viên thương phẩm 43%
protein (Stella S3, Công ty Nutreco, thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam) hai lần/
ngày cho đến khi cá thỏa mãn. Sau 3 ngày trong môi trường oxy cao ở 27°C, sáu
mang cá được lấy mẫu và bảo quản trong 10% dung dịch formalin phosphate (10%
formalin PBS) để làm mẫu đối chứng. Sau đó, nhiệt độ và mức oxy được điều chỉnh
để tạo ra bốn nghiệm thức 27°C và normoxia (độ bão hòa oxy 95%), 27°C và thiếu
oxy (độ bão hòa oxy 25%), 33°C và normoxia (độ bão hòa oxy 95%) và 33 °C và
thiếu oxy (độ bão hòa oxy 30%) (Tuong và ctv., 2018). Tiếp theo mang cá được lấy
mẫu sau một và hai tháng (N=6 cho mỗi nghiêm thức). Khối lượng và chiều dài của
thân cá cũng được ghi lại. Xử lý mẫu mang và quy trình stereologyl: Phương pháp
6
được bố trí theo da Costa và ctv. (2007) để xử lý, đúc khối và cắt mẫu mang được
thực hiện trên các mẫu mang C. ornata. Ước lượng theo Cavalieri và lấy mẫu ngẫu
nhiên thống nhất theo chiều dọc –VUR được sử dụng để giảm lượng mẫu (Baddeley
và ctv, 1986). Mang cá được chọn ngẫu nhiên để lấy bên mang bên trái hoặc bên
phải. Có năm cung mang ở mỗi bên mang của C. ornata, trong khi cung mang thứ
năm hoàn toàn tiêu giảm. Do đó, hai cung mang (đầu tiên hoặc cung mang thứ hai và
cung mang thứ ba cung thứ tư) được chọn và cắt bỏ phần sụn cứng cẩn thận. Các mô
mang còn lại được cân khối lượng và sau đó cồn được xử dụng để xử lý loại bỏ nước
trong mang. Sau đó, methyl methacrylate Technovit 7100 (Heraeus Kulzer, Đức)
được sử dụng để đúc khối các mẫu mang. Mỗi khối đúc chứa 4 mô mang từ hai con
cá, khối có mặt phẳng nằm ngang song song với mặt bên của mô động mạch bên và
trục thẳng đứng vuông góc với mặt phẳng nằm ngang này. Mỗi mô mang sau đó
được quay 40°so với mô trước đó. Mỗi khối được chia theo chiều dọc để lấy 8 phần
và mỗi lát cắt có độ dày 3 µm và khoảng cách từ một phần được chọn đến phần khác
là như nhau (da Costa và ctv., 2007). Các dung dịch Hematoxylin và Eosin được sử
dụng để nhuộm sau khi các mẫu này được sấy ở nhiệt độ 55 °C trong 24 giờ. Các
mẫu sau đó được phân tích bằng cách sử dụng phần mềm lập thể mớiCast VIS (Hệ
thống tích hợp Visiopharm, Olympus, Đan Mạch). Khối lượng tham chiếu của các
yếu tố đo lường được trên mang, diện tích bề mặt hô hấp của lá mang và khoảng
cách khuếch tán.
Xử lý thống kê: Số liệu được phân tích bằng SPSS 18.0. Two- way ANOVA được sử
dụng để kiểm tra ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ oxy và sự tương tác của nhiệt độ
và nồng độ oxy lên diện tích của lamella, thể tích mang và khoảng cách khuếch tán.
Số liệu được trình bày dưới dạng trung bình±S.E.M (sai số chuẩn). Xác suất (giá trị
p) <0,05 được cho là khác biệt có ý nghĩa thống kê.
Nghiên cứu 3: Phản ứng hô hấp tim mạch của cá thát lát còm, Chitala ornata lên
tác động của hypercarbia và hypercapnia
Cá: cá thát lát còm (708±92 g)
Chuẩn bị cá: Cá được gây mê trong dung dịch benzocain (0,35 ml L-1). Trong khi
tiến hành phẩu thuật cá vẫn được duy trì gây mê nhẹ, động mạch chủ lưng được đặt
ống polyethylene để lấy máu (PE 50; ID 0,4 mm, OD 0,8 mm) trong ống có chứa
dung dịch heparin (50 IU/ml) pha trong nước muối 9% (Soivio và ctv., 1975). Một
ống polyethylene thứ hai (PE 100) dùng để đo áp suất khoang miệng cũng được đưa
vào khoang miệng thông qua một lỗ trên da giữa góc của hàm dưới và cũng được cố
định bằng chỉ y tế. Cuối cùng, hai cảm biến rung động điện trở được lắp vào hai bên
nấp mang để ghi nhận hoạt động của mang và cũng được cố định bằng chỉ y tế.
Bố trí thí nghiệm: Sau phẫu thuật, cá được cho hồi phục trong 24 giờ và ngày sau đó,
cá được chuyển vào bể thí nghiệm. Các cảm biến điện trở được kết nối với một bộ
chuyển đổi trở kháng và ống thông khoang miệng được kết nối với một bộ chuyển
đổi áp suất để đo áp suất nước thông qua và tần số hô hấp khí trời (hơi thở min-1).
7
Ống đút ở động mạch chủ được kết nối với bộ chuyển đổi áp suất để ghi lại nhịp tim
(nhịp đập min-1) và huyết áp (cm H2O) và là nơi rút máu để phân tích (PCO2 và pH)
sử dụng máy phân tích VetScan i-STAT (Abaxis) Thành phố Union, CA, Hoa Kỳ).
Ống này cũng được sử dụng để tiêm chất ức chế anhydrase carbonic, acetazolamide.
Các bộ chuyển đổi áp suất được hiệu chuẩn theo phương pháp manometrically, được
kết nối với các bộ khuếch đại và tất cả các đầu ra được theo dõi và ghi lại với một hệ
thống thu thập dữ liệu (Dataq DI-720, DATAQ Instruments, Inc., Akron, OH, USA)
ghi ở 125 Hz cho mỗi kênh.
Cá (N=8) đầu tiên được thí nghiệm với môi trường nước có độ pH là 7,8 (độ pH của
nước trong bể nơi cá được trữ). Sau khi theo dõi phần đối chứng ít nhất trong 30
phút, H2SO4 được bổ sung từ từ để giảm pH nước xuống 6.0 trong khoảng 15-30
phút. Mức pH thấp này sau đó được duy trì trong 1 giờ, trong đó nhiệt độ và pH được
đo liên tục. Cá sau đó được đưa trở lại bể chứa và được phục hồi trong 24 giờ trước
khi tiếp xúc với nghiệm thức CO2 cao.
Ngày hôm sau, cá (N=8) được tiếp xúc với môi trường CO2 cao theo quy trình tương
tự như nghiệm thức pH thấp. Đối chứng được ghi nhận tối thiểu 30 phút. Sau đó tiến
hành sục khí CO2 (99% tinh khiết) vào trong môi trường nước để hạ pH (pH=6,0)
tương đương mức pH thấp trong nghiệm thức bổ sung H2SO4. CO2 được bổ sung từ
từ (khoảng 30 phút) cho đến khi độ pH của nước đạt đến mức pH là 6,0. CO2 được
điều chỉnh để duy trì độ pH của nư