Mức Độ Nhạy Cảm Của Men Che Và Gst Ở Cá Khi Tiếp Xúc Với Hoạt Chất

Hoạt tính ChE bịức chếởnão so với

đối chứng (%)

100

0,08 mg/L

0,42 mg/L

0,63 mg/L

0,84 mg/L

0 20 40 60 80 100 120

Thời gian (giờ)

Hình 4.2: Phần trăm hoạt tính men ChE bị ức chế ở não cá

Hoạt tính ChE của não ở nghiệm thức có nồng độ thuốc cao nhất (0,84 mg/L) trong thời gian thí nghiệm bị ức chế khá cao so với đối chứng, dao động từ 82,2% đến 90,9%. Trong khi đó ở nồng độ 0,63 mg/L số cá chết trước 96 giờ có hoạt tính ChE bị ức chế dao động 80,7% đến 89,9%. Số cá còn lại của nghiệm thức 0,63 mg/L thì đến 96 giờ hoạt tính men bị ức chế là 87,1%. Hai nghiệm thức nồng độ thấp nhất đến thời điểm 96 giờ trung bình hoạt tính ChE ở nồng độ 0,08 mg/L và 0,42 mg/L bị ức chế lần lượt là 57,9% và 83%. Khả năng gây độc của thuốc thông qua việc ức chế hoạt tính men ChE tác động đến các hoạt động của cá dẫn đến cá chết. Theo nghiên cứu của Nguyễn Trọng Hồng Phúc (2009) thì cá chép (Cyprinus carpio) chết khi hoạt tính men ChE bị ức chế trên 82% khi tiếp xúc với hoạt chất fenobucarb (gốc carbamate), tương tự ở cá lóc (Channa striata) hoạt tính men ChE bị ức chế lên đến 88% sau 12 giờ tiếp xúc với thuốc (Cong et al., 2006). Nghiên cứu của Fulton and Key (2001) cũng cho rằng não cá bị ức chế lớn hơn 70% sẽ dẫn đến cá chết, tuy nhiên ở một số loài cá có khả năng chịu được mức độ ức chế lớn hơn 90%.

Tương tự ở não, hoạt tính men ChE của cơ cá ở nồng độ thuốc cao nhất (0,84 mg/L) bị ức chế dao động từ 56,1% đến 86,7%; hoạt tính ChE ở cơ bị ức chế thấp hơn não. Ở nồng độ 0,63 mg/L hoạt tính men ChE bị ức chế ở cá bắt đầu chết dao động 57,8% đến 86,1% và ở thời điểm thu mẫu kết thúc thí nghiệm là 81,7%. Hai nghiệm thức có nồng độ thấp là 0,08 mg/L và 0,42 mg/L hoạt tính men ChE bị ức chế lần lượt là 48,6% và 67,5% ở thời điểm thu mẫu 96 giờ (Hình 4.3). Kết quả cho thấy rằng mức độ ức chế ChE gây chết ở cá phụ thuộc phần lớn bởi nồng độ và thời gian tiếp xúc của cá với thuốc,

nồng độ thuốc càng cao thời gian cá chết hoàn toàn trong nghiệm thức càng ngắn. Cũng trên loại thuốc gốc lân hữu cơ, khi nghiên cứu trên cá Dicentrarchus labrax Varo et al. (2003) cho rằng men ChE ở cơ bị ức chế lần lượt là 37% và 76% ở nồng độ 0,125 mg/L và 1 mg/L của hoạt chất dichlorvos ở thời điểm 96 giờ. Trong một nghiên cứu khác, hoạt tính men ChE trong cơ bị ức chế khá cao ở cá vàng (Carassius auratus) khi tiếp xúc với carbofuran, hoạt tính men bị ức chế dao động từ 86–92% sau 48 giờ tiếp xúc với thuốc (Bretaud et al., 2000).

100

Hoạt tính ChE bịức ởcơso với

đối chứng (%)

0,08 mg/L

0,42 mg/L

0,63 mg/L

0,84 mg/L

0 20 40 60 80 100 120

Thời gian (giờ)

Hình 4.3: Phần trăm hoạt tính ChE bị ức chế ở cơ cá

4.3 Mức độ nhạy cảm của men ChE và GST ở cá khi tiếp xúc với hoạt chất quinalphos

4.3.1 Biến động các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm

Các yếu tố môi trường ở các nghiệm thức trong thời gian thí nghiệm biến động không lớn và tất cả đều nằm trong khoảng thích hợp cho cá. Nhiệt độ ở các nghiệm thức tương đối ổn định, nhiệt độ trung bình ở các nghiệm thức giao động từ 27,80C đến 27,90C trong buổi sáng và dao động từ 28,50C đến 28,60C vào buổi chiều, khoảng chênh lệch nhiệt độ giữa sáng và chiều cao nhất là 0,80C. Hàm lượng oxy hoà tan ở các nghiệm khác biệt nhỏ, dao động từ 4,45 mg/L đến 4,83 mg/L vào buổi sáng và từ 4,20 mg/L đến 4,97 mg/L trong buổi chiều, mức chênh lệch hai buổi cao nhất ở các bể là 0,63 mg/L, các bể được sục khí nhẹ liên tục đảm bảo đủ oxy cho cá. pH giữa các bể thí nghiệm nhìn chung không có sự khác biệt lớn, khoảng dao động trung bình

buổi sáng từ 7,39 đến 7,47 và buổi chiều từ 7,37 đến 7,40. Giá trị pH buổi sáng và buổi chiều chênh lệch cao nhất 0,1 (Bảng 4.2).

Bảng 4.2: Các yếu tố môi trường trong thí nghiệm mức độ nhạy cảm của cá

Nghiệm

Nhiệt độ (0C) Oxy hòa tan (mg/L) pH

thức

Sáng	Chiều	Sáng	Chiều	Sáng	Chiều
Đối chứng	27,9±0,4	28,6±0,2	4,47±0,10	4,52±0,54	7,47±0,09	7,37±0,12
0,08 mg/L	27,9±0,4	28,5±0,2	4,45±0,75	4,20±0,70	7,40±0,14	7,39±0,09
0,42 mg/L	27,8±0,4	28,5±0,7	4,83±0,45	4,97±0,62	7,39±0,07	7,39±0,07
0,63 mg/L	27,9±0,4	28,5±0,3	4,71±0,76	4,81±0,64	7,39±0,06	7,40±0,06

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 61 trang tài liệu này.

Giá trị trình bày trung bình±độ lệch chuẩn

4.3.2 Hoạt tính của men ChE trong não và gan cá

Ở não: Khi cho cá tiếp xúc với thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos ở ba mức nồng độ thuốc khác nhau và một nghiệm thức đối chứng thì thấy ở các nghiệm thức có nồng độ thuốc hoạt tính men ChE đã giảm và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) sau 3 giờ tiếp xúc. Kết quả qua các lần thu mẫu ở các thời điểm tiếp theo thì hoạt tính ChE tiếp tục giảm, ở nghiệm thức nồng độ thuốc càng cao thì hoạt tính ChE bị ức chế càng thấp so với đối chứng (Bảng

4.3 và Hình 4.4).

Bảng 4.3: Hoạt tính men ChE (nmol/min/mg protein) trong não cá

Thời gian cá

Nồng độ thuốc

tiếp xúc thuốc Đối chứng 0,08 mg/L 0,42 mg/L 0,63 mg/L

3 giờ

38,5±11,1aA	23,5±3,78aB	13,6±3,49aC	8,23±2,41aC
6 giờ	37,3±8,56aA	15,6±3,94bB	9,93±3,07bC	6,54±1,94bC
9 giờ	38,2±5,97aA	13,4±3,44bcB	8,38±2,76bcC	5,96±1,63bC
12 giờ	38,8±5,32aA	12,0±3,08cB	8,31±2,51bcC	5,61±1,91bcC
24 giờ	40,5±10,5aA	11,8±2,29cB	6,96±2,35cBC	5,33±1,25bcC
48 giờ	40,4±5,89aA	10,5±2,82cB	6,97±1,91cC	4,94±1,50bcC
96 giờ	40,4±5,89aA	10,4±1,33cB	5,66±2,11cC	4,00±0,84cC

Các giá trị trong cùng cột có cùng chữ cái a, b, c thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) Các giá trị trong cùng hàng có cùng chữ cái A, B, C thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) Giá trị trình bày±độ lệch chuẩn

Vào thời điểm 3 giờ thì ở nghiệm thức có nồng độ thuốc 0,08 mg/L thì men ChE giảm xuống còn 23,5 nmol/min/mg protein tương đương bị ức chế 38,9% (so với nghiệm thức đối chứng), riêng hai nghiệm thức có nồng độ là 0,42 mg/L và 0,63 mg/L men ChE giảm xuống còn 13,6 nmol/min/mg protein

và 8,23 nmol/min/mg protein tương đương bị ức chế lần lượt là 64,7% và 78,6% so với nghiệm thức đối chứng. Cũng ở thời điểm 3 giờ hoạt tính của men ChE của hai nghiệm thức có nồng độ thuốc 0,42 mg/L và 0,63 mg/L bị ức chế cao và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức có nồng độ thuốc thấp (0,08 mg/L). Vào lần thu mẫu thời điểm 12 giờ thì hoạt tính của men ChE ở nghiệm thức có nồng độ 0,08 mg/L bị ức chế 69% so với đối chứng và không thay đổi qua các lần thu mẫu tiếp theo. Tương tự ở nghiệm thức có nồng độ thuốc 0,42 mg/L thì hoạt tính men ChE bị ức chế 82,8% ở thời điểm 24 giờ và không thay đổi qua các giờ thu mẫu tiếp theo, chứng tỏ hoạt tính ChE ở hai nồng độ này chưa có dấu hiệu phục hồi ở thời điểm kết thúc thí nghiệm (96 giờ). Ở nghiệm thức có nồng độ thuốc cao nhất (0,63 mg/L) hoạt tính men đạt giá trị thấp nhất (4 nmol/min/mg protein) ở thời điểm 96 giờ với hoạt tính men ChE bị ức chế là 90,1% (Bảng 4.3 và Hình 4.4).

Hoạt tính ChE bịức chếởnão so với

đối chứng (%)

100

0,08 mg/L

0,42 mg/L

0,63 mg/L

3 6 9 12 24 48 96

Thời gian (giờ)

Hình 4.4: Phần trăm ChE bị ức chế ở não cá trong thí nghiệm mức độ nhạy cảm

Ở gan: Bảng 4.4 cho thấy ở nghiệm thức đối chứng thì hoạt tính của men ChE ở gan cá thấp hơn nhiều so với ở não. Tương tự ở não, hoạt tính men ChE ở gan giảm theo sự gia tăng của nồng độ thuốc và qua các lần thu mẫu. Từ thời điểm lần thu mẫu đầu tiên (sau 3 giờ tiếp xúc với thuốc) thì hoạt tính men đã có sự thay đổi và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) giữa nghiệm thức có nồng độ thuốc và nghiệm thức đối chứng, ở nghiệm thức đối chứng là 4,36 nmol/min/mg protein trong khi đó ba nghiệm thức có nồng độ thuốc 0,08 mg/L; 0,42 mg/L và 0,63 mg/L hoạt tính men giảm xuống lần lượt là 2,37;

2,27 và 1,01 nmol/min/mg protein tương đương với mức độ ức chế là 45,6%; 47,9% và 76,8% (Bảng 4.4 và Hình 4.5).

Bảng 4.4: Hoạt tính ChE (nmol/min/mg protein) trong gan cá

Thời gian cá

Nồng độ thuốc

tiếp xúc thuốc Đối chứng 0,08 mg/L 0,42 mg/L 0,63 mg/L

3 giờ

4,36±0,85aA	2,37±0,43aB	2,27±0,24aB	1,01±0,16aB
6 giờ	3,91±0,91aA	2,26±0,59aB	1,19±0,28abC	0,97±0,12aC
9 giờ	4,53±0,74aA	1,86±0,44aB	1,11±0,28abC	0,88±0,13abC
12 giờ	4,23±0,98aA	1,91±0,58aB	0,97±0,15bC	0,76±0,12bcC
24 giờ	4,40±0,91aA	1,20±0,35bB	0,90±0,20bBC	0,66±0,11cdC
48 giờ	4,41±0,68aA	1,04±0,23bB	0,89±0,09bBC	0,54±0,15deC
96 giờ	4,79±1,00aA	1,03±0,16bB	0,76±0,18bBC	0,44±0,10eC

Các giá trị trong cùng cột có cùng chữ cái a, b, c, d, e thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05)

Các giá trị trong cùng hàng có cùng chữ cái A, B, C khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) Giá trị trình bày±độ lệch chuẩn

Hoạt tính men ChE ở nồng độ 0,08mg/L khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p<0,05) qua 4 lần thu mẫu (3, 6, 9 và 12 giờ) nhưng vào thời điểm 24 giờ thì hoạt tính ChE đã giảm đáng kể và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với 4 lần thu mẫu ban đầu, mức độ men bị ức chế ở thời điểm thu mẫu 24 giờ là 72,7% và không thay đổi ở những lần thu mẫu tiếp theo. Ở thời điểm thu mẫu 12 giờ hoạt tính men ở hai nồng độ 0,42 mg/L và 0,63 mg/L bị ức chế lần lượt là 77,1% và 82%, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các lần thu mẫu trước đó (p<0,05); và ở các thời điểm thu mẫu tiếp theo thì hoạt tính men ChE ở nồng độ 0,42 mg/L thay đổi không khác biệt ý nghĩa thống kê so với thời điểm 12 giờ. Tuy nhiên, ở nghiệm thức có nồng độ 0,63 mg/L hoạt tính men ChE giảm rò rệt và giá trị ở thời điểm thu mẫu cuối cùng là 0,44 nmol/phút/mg protein tức bị ức chế đến 90,8% so với đối chứng (Bảng 4.4 và Hình 4.5).

Hoạt tính ChE bịức chếởgan so với

đối chứng (%)

100

0,08 mg/L

0,42 mg/L

0,63 mg/L

3 6 9 12 24 48 96

Thời gian (giờ)

Hình 4.5: Phần trăm ChE bị ức chế ở gan cá trong thí nghiệm mức độ nhạy cảm

Mức độ nhạy cảm của cá rô phi khi tiếp xúc với hoạt chất quinalphos thể hiện thông qua việc giảm rò rệt hoạt tính men ChE ở não và gan cá; trong thời gian 96 giờ thí nghiệm thì hoạt tính men càng giảm theo sự gia tăng của nồng độ thuốc. Kết quả cũng được thể hiện qua nhiều nghiên cứu khác như theo Chandrasekera et al. (2005) thì khi cho cá rô phi tiếp xúc với thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ hoạt chất chlorpyrifos, sau 24 giờ tiếp xúc hoạt tính men ChE ở não và gan bị ức chế lần lượt là 52% và 74%, tương tự ở hoạt chất carbosulfan (gốc carbamate) bị ức chế 20% và 38% lần lượt ở não và gan, trong cùng nghiệm thức đối chứng về hoạt tính men ChE ở não là 18,1 nmol/phút/mg protein trong khi đó ở gan là 3,87 nmol/min/mg protein, qua đây cho thấy rằng hoạt tính của men ChE ở não thường cao hơn đáng kể so với ở gan. Ở cá Carassius auratus hoạt tính men ở não giảm đáng kể sau 48 giờ tiếp xúc với thuốc trừ sâu hoạt chất carbosulfan, ở nồng độ 50 µg/L ức chế 19–28% và 500 µg/L ức chế 85–87% (Bretaud et al., 2000).

4.3.3 Hoạt tính của men GST trong gan và não của cá

Ở gan: Hoạt tính của men GST ở nghiệm thức nồng độ 0,08 mg/L khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) qua các thời điểm thu mẫu và với đối chứng. Như vậy, ở nồng độ thuốc thấp thì men GST chưa có sự thay đổi nhiều qua thời gian tiếp xúc với thuốc. Thời điểm thu mẫu 9 giờ ở nghiệm thức nồng độ 0,42 mg/L thì hoạt tính men GST tăng rò rệt (557,6 nmol CDNB/min/mg protein) và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (463 nmol CDNB/min/mg protein) (p>0,05) và trong những lần thu mẫu tiếp theo thì

men GST thay đổi không lớn. Trong khi đó, ở nồng độ thuốc 0,63 mg/L thì hoạt tính men GST bắt đầu gia tăng và khác biệt có ý nghĩa ở thời điểm 24 giờ (583 nmol CDNB/min/mg protein) và đạt mức cao nhất ở thời điểm 48 giờ (609 nmol CDNB/min/mg protein) so với đối chứng (462 nmol CDNB/min/mg protein) và đến thời điểm thu mẫu cuối cùng (96 giờ) hoạt tính men GST sai khác không có ý nghĩa so với thời điểm 48 giờ (Hình 4.6).

800

Hoạt tinh GST

(nmol CDNB/min/mg protein)

700

600

500

400

300

200

100

Đối chứng 0,08 mg/L

0,42 mg/L

0,63 mg/L

3 giờ 6 giờ 9 giờ 12 giờ 24 giờ 48 giờ 96 giờ

Thời gian

Hình 4.6: Hoạt tính GST (nmol CDNB/min/mg protein) ở gan cá

Ở não: Kết quả phân tích GST ở não cho thấy rằng men GST ở não thấp hơn rất nhiều so với men GST ở gan. Hai nghiệm thức có nồng độ thuốc thấp là 0,08 mg/L và 0,42 mg/L thì hoạt tính men GST khác biệt không có ý nghĩa (p>0,05) qua các thời điểm thu mẫu và dao động từ 49,3 nmol CDNB/min/mg protein đến 55,5 nmol CDNB/min/mg protein ở nghiệm thức 0,08 mg/L và từ 54,8 nmol CDNB/min/mg protein đến 61,1 nmol CDNB/min/mg protein ở nghiệm thức 0,42 mg/L. Ở nghiệm thức có nồng độ thuốc cao nhất là 0,63 mg/L thì hoạt tính men GST không biến động từ lần thu mẫu 3 giờ đến 24 giờ; nhưng đến thời điểm 48 giờ hoạt tính GST gia tăng 61,8 nmol CDNB/min/mg protein và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với thời điểm 3 giờ là 47,1 nmol CDNB/min/mg protein và tương tự đến thời điểm 96 giờ hoạt tính men GST tăng lên và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với thời điểm 9 giờ (p<0,05). Hoạt tính men ở hai nghiệm thức có nồng độ thuốc thấp sai khác không có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (ngoại trừ ở thời điểm thu mẫu 9 giờ), tuy nhiên bắt đầu từ thời điểm 9 giờ đến 96 giờ nghiệm thức có nồng độ 0,63 mg/L có hoạt tính men GST gia tăng lên và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (Hình 4.7). Nhìn chung, hoạt tính enzyme GST ở não có sự gia tăng đáng kể ở nghiệm thức 0,63 mg/L và hầu như không khác biệt ở hai nghiệm thức có nồng độ thấp (Hình 4.7).

100

Hoạt tính GST

(nmol CDNB/min/mg protein)

Đối chứng 0,08 mg/L

0,42 mg/L

0,63 mg/L

3 giờ 6 giờ 9 giờ 12 giờ 24 giờ 48 giờ 96 giờ

Thời gian

Hình 4.7: Hoạt tính GST (nmol CDNB/min/mg protein) ở não cá

Qua nghiên cứu cho thấy, hoạt tính men GST gia tăng ở gan và não khi cho cá tiếp xúc với hoạt chất quinalphos và men này ở gan cao hơn rất nhiều so với ở não cá. Glutathione-S-transferases là men bảo vệ cơ quan từ các chất độc ở môi trường bên ngoài xâm nhập vào (Henson et al., 2001), men giúp chuyển hóa các chất độc hại và đào thải chúng ra khỏi cơ thể (Tremblay and Van Der Kraak, 1999 trích bởi Piyanut, 2005). Theo nghiên cứu của Farombi et al. (2008) thì hoạt tính của men GST gia tăng có ý nghĩa thống kê trong gan nhưng lại giảm trong thận và mang khi cá Clarias gariepinus tiếp xúc với ba nồng độ của butachlor (thuốc diệt cỏ) dưới ngưỡng gây chết trong thời gian 24 giờ (p<0,05). Ở cá rô phi (Oreochromis niloticus) khi cho tiếp xúc với hoạt chất alachlor ở mức nồng độ 382 µg/L thì men GST điều tăng lên ở não và gan sau thời gian 96 giờ, tuy nhiên ở cơ men GST lại giảm đáng kể (Piyanut, 2005). Ngoài ra, khi cho cá tra tiếp xúc với malachite green thì men GST gia tăng ở não nhưng ở mang lại có chiều hướng giảm (Lương Thị Diễm Trang, 2009), tương tự khi cho cá tra ăn kháng sinh florfenicol liên tục trong 7 ngày cũng làm cho hoạt tính men GST ở não, mang, gan và cơ của cá tăng lên đáng kể (Lê Kim Ngọc, 2009).

4.4 Ảnh hưởng của thuốc lên tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá

4.4.1 Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm

4.4.1.1 Nhiệt độ, Oxy hoà tan và pH

Trong thời gian thí nghiệm thì nhiệt độ trung bình của các nghiệm thức dao động từ 26,70C đến 26,90C, như vậy nhiệt độ trung bình dao động không lớn và không khác biệt nhỏ giữa các nghiệm thức hay nói khác đi là nhiệt độ