Vì sao bỏ đói giúp tăng tỉ lệ sống của cá khi bị bệnh?

Một nghiên cứu mới đây vừa giải thích được nguyên nhân vì sao bỏ đói giúp tăng tỉ lệ sống của cá khi bị bệnh nhiễm khuẩn.

Dấu hiệu bên ngoài của cá bơn bị nhiễm Edwardsiella tarda. Ảnh: ResearchGate

Edwardsiella tarda, một vi khuẩn gram âm, nó được biết đến là tác nhân gây bệnh cho nhiều loài cá nước ngọt và cá biển có giá trị kinh tế. Đặc biệt là cá rô phi (Oreochromis niloticus), cá trôi Ấn (Labeo rohita), cá nheo mỹ (Ictalurus punctatus), cá tráp đỏ (Pagrus major) và cá bơn (Psetta maxima).

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu thành công trong việc tiêm vacccin phòng bệnh cho cá nhưng cho đến nay, chưa có vaccin hiệu quả nào được phát triển và bán trên thị trường để kiểm soát E. tarda. 

Bỏ đói cá là một trong những tình huống bị tổn hại miễn dịch, nhưng đã được biết đến là một chiến lược quản lý hiệu quả trong việc kiềm soát tỷ lệ tử vong liên quan đến nhiễm trùng trong nhiều sinh vật. Việc cắt giảm lượng thức ăn trong khi nhiễm trùng làm tăng khả năng sống sót của sinh vật, vì dinh dưỡng quá mức thường gây bất lợi cho việc cân bằng miễn dịch nội mô.

Sắt tự do rất cần thiết cho sự phát triển và sự truyền bệnh của các tác nhân gây nhiễm, việc cắt giảm sắt có thể là một công cụ thiết yếu trong việc giảm tỷ lệ nhiễm trùng và tăng khả năng sống sót của cá. Quá trình đói cũng dẫn đến kết quả của việc sử dụng Hepcidin (một chất kháng khuẩn peptide và chất sắt), giúp tăng cường cơ chế hấp thụ sắt, dẫn đến giảm hàm lượng sắt tự do trong cơ thể.

Nghiên cứu tác dụng việc giảm cho ăn với cá bệnh

Cá tráp đỏ là một loài cá có giá trị cao và là một ứng cử viên tuyệt vời cho nuôi trồng thủy sản thương mại cũng như câu cá giải trí. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nuôi trồng thủy sản cá tráp đỏ đã bị ảnh hưởng bởi nhiều bệnh tật, nhiễm vi khuẩn E. tarda là phổ biến nhất. Vì vậy, trong nghiên cứu này đã cố gắng đánh giá hiệu quả của việc giảm ăn/ bỏ đói trên phương diện miễn dịch, thay đổi gen, tính toàn vẹn của mô mang và khả năng sống sót của cá tráp đỏ khi nhiễm vi khuẩn E. tarda.

Phương pháp nghiên cứu

Cá tráp đỏ bốn tháng tuổi ( trọng lượng 24g ± 0,24) được nuôi trong hệ thống nước chảy với chế độ ăn thương mại. Cá được chuyển đến 8 bể khác nhau (1-8) với 80 con/bể và 2 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức. Từ bể 1-4 được cho ăn 2 lần/ngày tỉ lệ cho ăn 2,5% trọng lượng cơ thể trong 10 ngày, ½ số cá còn lại (Bể 5-8) liên tục bị bỏ đói.

Sau 10 ngày, một nửa số cá được cho ăn (bể 3 và 4) và nhóm bỏ đói (Bể 7 và 8) được ngâm trong nước bị nhiễm vi khẩn E. tarda (số lượng các tế bào vi khuẩn 10^9 CFU/ml trong 5 h. Sau nhiễm trùng cá được nuôi trong nước biển chảy qua mầm bệnh trong 10 ngày nữa, theo cùng chế độ cho ăn và chu kỳ ánh sang 12h tối/12h sáng. Tất cả các nhóm được lấy mẫu ngay lập tức sau 5 giờ ngâm (0 ngày (sau khi nhiễm bệnh)) và lấy mẫu vào ngày thứ 5 và thứ 10 sau khi nhiễm.

Số lượng cao nhất của số lượng tương đối E. tarda đã được nhận thấy sau 5h gây nhiễm trong lá lách và cơ của cả hai nhóm cá. Mặc dù giảm dần số lượng vi khuẩn đã được quan sát thấy trong cả hai mô của nhóm bị nhiễm bệnh lúc ngày trở đi, gần như không có số lượng vi khuẩn được quan sát thấy ở các nhóm bị bỏ đói ở cả 5 và 10 sau khi nhiễm.

Chất nhầy là sản phầm của các tế bào sản xuất chất nhầy - bao gồm protease, peptide kháng khuẩn, lysozyme, có vai trò bảo vệ cá khỏi sự xâm nhập của vi khuẩn hoặc ký sinh trùng bên ngoài. Để tìm hiểu ảnh hưởng của bỏ đói và nhiễm trùng đến việc sản xuất chất nhầy, nhóm nhà khoa học đã phân tích các mảnh mang bằng cách nhuộm Azan.

Ảnh hưởng của bỏ đói và nhiễm E. tarda đến hình thái mang và sản xuất chất nhầy sau 10 ngày nhiễm bệnh.

Kết quả đã cho thấy sau khi nhiễm bệnh, cá bị bỏ đói cho thấy sự gia tăng nhẹ trong sản xuất chất nhầy hơn so với nhóm không bị nhiễm của chúng ( Hình 3D và 3H ).

Trong nghiên cứu này, bỏ đói ngắn hạn đã làm giảm đáng kể hàm lượng E. tarda trong cả lá lách và trong cơ cá, cùng với sự gia tăng của một số gen liên quan đến cân bằng sắt trong nội mô.

Những số liệu khác còn cho thấy có những thay đổi tích cực trong các thông số máu và huyết thanh, sản xuất cytokine, số lượng tế bào chất nhầy và hình thái mang trong cá đói. Hơn nữa khi cá bị nhiễm trùng E. tarda, bỏ đói giúp tăng khả năng sống sót của cá cao hơn so với các đối tượng được cho ăn. Do đó, nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của nạn đói ngắn hạn trong việc giúp động vật gắn kết một đáp ứng miễn dịch trong nhiễm E. tarda, và thành công trong việc chống lại căn bệnh này.

Các dữ liệu được trình bày trong nghiên cứu này cho thấy rõ ràng rằng bỏ đói cá có lợi cho việc kiểm soát sự xâm nhập của vi khuẩn trong cá tráp đỏ. Đây cũng được xem là một biện pháp thay thế để cải thiện khả năng miễn dịch và sinh lý học của cá tráp đỏ trong quá trình nhiễm Edwardsiella Tarda. Báo cáo này đã chứng minh được khi cá mắc bệnh nhiễm trùng cần giảm ăn hoặc bỏ đói tạm thời cá để giúp cá tăng khả năng sống sót đồng thời giảm ô nhiễm môi trường do khi cá bệnh cá sẽ giảm ăn. 

Sipra Mohapatra, Tapas Chakraborty và cộng sự 2016 đăng trên Omicsonline.org