›
›

Bài giảng Sinh lý động vật thủy sản

pdf 91 trang Gia Huy 20/05/2022 4870
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Sinh lý động vật thủy sản", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_sinh_ly_dong_vat_thuy_san.pdf

Nội dung text: Bài giảng Sinh lý động vật thủy sản

  1. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ, KỸ THUẬT VÀ THỦY SẢN TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: SINH LÝ ĐỘNG VẬT THỦY SẢN NGHỀ: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTKTTS ngày tháng năm 2020 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Kinh tế, Kỹ thuật và Thủy sản) Bắc Ninh, tháng 9 năm 2020 1
  2. TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Giáo trình “Sinh lý động vật thủy sản” là tài liệu phục vụ công tác giảng dạy, học tập, nghiên cứu, tham khảo tại Trường Cao đẳng Kinh tế, Kỹ thuật và Thủy sản. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh đều bị nghiêm cấm. 2
  3. MỤC LỤC CHƯƠNG 1. SINH LÝ MÁU VÀ TUẦN HOÀN 1. Sinh lý máu 9 2. Sinh lý tuần hoàn 19 CHƯƠNG 2. SINH LÝ HÔ HẤP 26 1. Môi trường hô hấp 26 2. Cơ chế hô hấp của cá 28 3. Một số chỉ tiêu sinh lý hô hấp 29 4. Ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đối với hô hấp của cá 30 5. Cơ quan hô hấp phụ 31 CHƯƠNG 3: SINH LÝ TIÊU HÓA 37 1. Đại cương về tiêu hoá 37 2. Sự tiết dịch trong ống tiêu hóa 39 3. Sự tiêu hóa thức ăn 39 4. Sự hấp thụ các chất dinh dưỡng trong cơ thể 41 5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ tiêu hóa ở cá 42 6. Cơ chế kiểm soát lượng ăn và phương pháp tính toán lượng ăn của 44 cá CHƯƠNG 4: SINH LÝ TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 47 1. Đại cương về trao đổi chất của động vật thủy sinh 47 2. Vai trò và sự trao đổi các chất trong cơ thể 47 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ tiêu tốn năng lượng và trao đổi 52 chất 4. Cơ sở khoa học của việc xác định nhu cầu dinh dưỡng của ĐVTS 53 CHƯƠNG 5: SINH LÝ BÀI TIẾT 57 3
  4. 1. Khái niệm về bài tiết 57 2. Vai trò của thận và quá trình tiết niệu trong việc điều hòa áp suất 57 thẩm thấu 3. Cơ chế điều hoà áp suất thẩm thấu 60 CHƯƠNG 6: SINH LÝ NỘI TIẾT VÀ SINH SẢN 1. Sinh lý nội tiết 66 2. Sinh lý sinh sản 79 Tài liệu tham khảo 89 4
  5. CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Sinh lý Động vật Thủy sản Mã môn học: MH 11 Thời gian thực hiện môn học: 45 giờ, (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 29 giờ; Kiểm tra: 1 giờ) I. Vị trí, tính chất môn học: - Vị trí: Môn học “Sinh lý Động vật Thủy sản” là môn học cơ sở ngành bắt buộc của chương trình đào tạo cao đẳng nghề Nuôi trồng Thủy sản. Môn học được giảng dạy sau khi sinh viên đã học các môn học cơ sở: Ngư loại học, Thủy sinh vật. Sự phát triển của môn sinh lý động vật thủy sản gắn liền với sự phát triển của nghề nuôi trồng thủy sản, nó giúp giải quyết những vấn đề lý luận và thực tiễn quan trọng do sản xuất đề ra, để góp phần nâng cao năng suất nghề NTTS. - Tính chất: Nội dung môn học cung cấp cho người học kiến thức về quy luật hoạt động sinh lý của các cơ quan của ĐVTS. Ứng dụng được các quy luật sinh lý của các hệ cơ quan nhằm nâng cao năng suất trong nuôi trồng thủy sản. - Nhiệm vụ của sinh lí học: + Nghiên cứu các quy luật về sự phát sinh, phát triển và biến đổi các cơ quan chức năng của cơ thể động vật trong tác dụng qua lại giữa cơ thể với môi trường, tìm hiểu cơ chế hoạt động của các cơ quan trong cơ thể. Để nghiên cứu được sinh lí học, cần nghiên cứu 3 mặt sau: + Đặc tính cơ bản và đặc trưng hoạt động của tế bào, tổ chức. + Chức năng đặc thù của các cơ quan, các hệ thống và mối quan hệ giữa chúng với nhau. + Hoạt động sống của cơ thể hoàn chỉnh. - Sinh lí động vật thủy sản là một môn khoa học cơ sở giúp hiểu rõ về những cơ chế hoạt động và thích nghi của động vật thuỷ sản. - Sinh lí học tác động rất lớn tới ngành nuôi trồng thuỷ sản. Thông qua môn khoa học này, người nuôi thuỷ sản tìm được phương pháp nuôi thích hợp để đạt năng suất cao, giúp các nhà nghiên cứu về động vật thuỷ sản có cơ sở khoa học để đưa ngành khoa học phát triển. II. Mục tiêu môn học: - Kiến thức: + Cung cấp cho sinh viên kiến thức về chức năng của các cơ quan và các qui luật hoạt động sống của các cơ quan trong sự tương tác giữa cơ thể với môi trường. - Kỹ năng: + Xác định được các chỉ tiêu sinh lý của các cơ quan trong cơ thể động vật thủy sản; 5
  6. + Xác định quy luật hoạt về sự phát sinh, phát triển, biến đổi chức năng và định hướng vận dụng các qui luật này vào sản xuất; - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có thái độ nghiêm túc, chịu khó trong học tập, liên hệ giữa kiến thức lý thuyết với thực tiễn. III. Nội dung môn học: 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: TT Tên chương, mục Thời gian (giờ) Tổng Lý Thực hành, Kiểm số thuyết thí nghiệm, tra thảo luận, bài tập 1. Chương 1. Sinh lý máu và tuần hoàn 6 2 4 2. Chươn g 2. Sinh lý hô hấp 8 2 6 3. Chương 3. Sinh lý tiêu hoá 7 2 5 4. Chương 4. Sinh lý trao đổi chất và 10 4 6 năng lượng 5. Chương 5. Sinh lý bài tiết 4 1 3 6. Chương 6. Sinh lý nội tiết và sinh sản 10 4 5 1 Cộng 45 15 29 1 2. Nội dung chi tiết Chương 1. Sinh lý máu và tuần hoàn Thời gian: 6 giờ 1. Mục tiêu: - Hiểu, trình bày hoạt động sinh lý của tim, hệ thống mạch máu. - Phân biệt chức năng sinh lý của các thành phần của máu. Trình bày cơ chế đông máu. - Xác định các chỉ tiêu sinh lý máu ở cá. - Ứng dụng cơ chế sinh lý máu và tuần hoàn trong sản xuất và đời sống 2. Nội dung chương: 2.1. Sinh lý máu 6
  7. 2.1.1. Khái niệm 2.1.2. Chức năng sinh lý của máu 2.1.3. Lượng máu trong cơ thể 2.1.4. Cấu tạo máu 2.1.5. Đặc tính lý hóa học và thành phần hóa học của máu 2.1.6. Cơ chế đông máu 2.2. Sinh lý tuần hoàn 2.2.1. Cấu tạo và chức năng của tim 2.2.2. Hệ mạch và sự tuần hoàn máu Thực hành: Xác định một số chỉ tiêu máu Chương 2. Sinh lý hô hấp Thời gian: 8 giờ 1. Mục tiêu: - Trình bày cơ chế hoạt động sinh lý của hệ hô hấp. Các chỉ tiêu sinh lý hô hấp của cá Từ đó có ứng dụng vào thực tế sản xuất. - Các nhân tố môi trường tác động ảnh hưởng đến cường độ hô hấp của cá. 2. Nội dung: 2.1. Môi trường hô hấp 2.2. Cơ chế hô hấp của cá 2.3. Một số chỉ tiêu sinh lý hô hấp 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp của cá 2.5. Các cơ quan hô hấp phụ Thực hành: Xác định các chỉ tiêu trao đổi khí Chương 4. Sinh lý tiêu hoá Thời gian: 7 giờ 1. Mục tiêu: - Xác định vị trí, hình thái, cấu tạo của các bộ phận trong bộ máy tiêu hóa. - Xác định được vị trí, hình thái, chức năng sinh lý của từng bộ phận của bộ máy tiêu hóa. - Áp dụng cách cho ăn uống phù hợp đặc điểm sinh lý tiêu hóa của từng loài và từng loại gia súc, gia cầm. 2. Nội dung: 2.1. Đại cương về tiêu hoá 2.2. Sự tiết dịch trong ống tiêu hóa 2.3. Sự tiêu hóa thức ăn 7
  8. 2.4. Sự hấp thụ các chất dinh dưỡng 2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bắt mồi và tiêu hóa của cá 2.6. Cơ chế kiểm soát lượng ăn và phương pháp tính toán lượng ăn của cá Thực hành: Xác định tập tính dinh dưỡng của cá và tính toán lượng ăn của cá Chương 5. Sinh lý trao đổi chất và năng lượng Thời gian: 10 giờ 1. Mục tiêu: - Hiểu và mô tả được sự chuyển hóa các chất bên trong như protein, gluxit, lipit, nước, chất khoáng và vitamin. - Hiểu được vai trò của các chất protein, gluxit, lipit, nước, khoáng, vitamin đối với cơ thể. - Ứng dụng vào thực tiễn sản xuất để tăng năng suất NTTS. 2. Nội dung của chương 2.1. Đại cương về trao đổi chất và năng lượng 2.2. Vai trò và sự trao đổi các chất trong cơ thể 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ tiêu tốn năng lượng và trao đổi chất 2.4. Cơ sở khoa học của việc xác định nhu cầu dinh dưỡng của ĐVTS Thực hành/ thảo luận: Chương 6. Sinh lý bài tiết Thời gian:4 giờ 1. Mục tiêu: - Hiểu được hoạt động sinh lý của thận trong cơ chế hình thành nước tiểu thực hiện chức năng bài tiết. - Cơ chế điều hòa áp suất thẩm thấu của cá để thích nghi với môi trường sống có độ mặn khác nhau. 2. Nội dung của chương: 2.1. Khái niệm về bài tiết 2.2. Vai trò của thận và quá trình tiết niệu trong việc điều hòa áp suất thẩm thấu 2.3. Cơ chế điều hoà áp suất thẩm thấu Thực hành: Gây mê cá Chương 7. Sinh lý nội tiết và sinh sản Thời gian:10 giờ 1. Mục tiêu: - Phân biệt vai trò sinh lý của các hoormon của các tuyến nội tiết. 8
  9. - Hiểu được sự liên hệ thống nhất giữa các tuyến nội tiết dưới sự chỉ đạo của hệ thần kinh. - Vận dụng các kích thích tố trong sinh sản nhân tạo. - Hiểu được cơ chế hoạt động sinh lý của tuyến sinh dục ở cá. - Sự biến đổi về sinh lý, sinh hóa trong thời gian thành thục và thải sản phẩm SD - Cơ chế của quá trình rụng trứng, đẻ trứng, thoái hóa buồng trứng - Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến sinh sản của cá, từ đó có ứng dụng trong sản xuất giống. 2. Nội dung của chương: 2.1. Sinh lý nội tiết 2.1.1. Đại cương về tuyến nội tiết và hoocmon 2.1.2. Cấu tạo và chức năng sinh lý của các tuyến nội tiết 2.2. Sinh lý sinh sản 2.2.1. Đại cương về sinh sản 2.2.2. Sự biến đổi tế bào sinh dục và cơ thể trong quá trình thành thục sinh dục 2.2.3. Sự biến đổi sinh lý, sinh hóa trong thời gian thành thục và thải sản phẩm sinh dục 2.2. 4. Cơ chế rụng trứng, đẻ trứng và thoái hóa buồng trứng 2.2. 5. Cơ chế thụ tinh và nở 2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của cá Thực hành: Quán sát xác định giai đoạn phát triển tuyến sinh dục và tế bào sinh dục của cá 9
  10. CHƯƠNG 1. SINH LÝ MÁU VÀ TUẦN HOÀN 1. Mục tiêu: - Hiểu, trình bày hoạt động sinh lý của tim, hệ thống mạch máu. - Phân biệt chức năng sinh lý của các thành phần của máu. Trình bày cơ chế đông máu. - Xác định các chỉ tiêu sinh lý máu ở cá. - Ứng dụng cơ chế sinh lý máu và tuần hoàn trong sản xuất và đời sống 2. Nội dung chương: 1. Sinh lý máu 1.1. Khái niệm Trong cơ thể động vật có một lượng nước rất lớn, tạo nên chất dịch của cơ thể thường gọi là thể dịch. Ở động vật bậc cao, thể dịch chiếm tới 70% khối lượng cơ thể, Ở cá: 80% Phần lớn thể dịch tồn tại trong tế bào, là bộ phận không thể thiếu được của tế bào gọi là thể dịch trong tế bào. Thể dịch trong tế bào chiếm khoảng 45 -50 % khối lượng cơ thể. Phần còn lại tồn tại ngoài tế bào gồm: máu lưu thông trong hệ thống huyết mạch; dịch gian bào tồn tại giữa các tế bào; dịch bạch huyết (dịch lympho) và dịch não tuỷ. Các tế bào của cơ thể được ngâm trong dịch ngoài tế bào, mọi hoạt động sống của chúng đều thông qua dịch này mà được thực hiện. Nước và các chất dinh dưỡng trươc hết vào máu rồi qua dịch gian bào đến các tế bào của mô. Các sản phẩm trao đổi chất từ tế bào đi ra dịch gian bào qua huyết tương rồi thải ra ngoài. Máu là một tổ chức lỏng được vận chuyển trong hệ thống huyết quản (mạch máu). Máu không ngừng vận chuyển oxy và các chất dinh dưỡng đến các tế bào. Những biến đổi của máu đều phản ánh trạng thái sinh lý và hoạt động của tế bào cho nên tính ổn định tương đối của thành phần máu là dấu hiệu về sức khoẻ của động vật Máu là nguồn gốc của dịch gian bào, dịch bạch huyết. Máu có ảnh hưởng đến sự sống của từng tế bào, từng cơ thể. Trong thành phần máu có bao gồm các chất được tiết ra của các tuyến nội tiết trong cơ thể. 1.2. Chức năng sinh lý của máu - Vận chuyển 10
  11. Vận chuyển oxy và các chất dinh dưỡng cần thiết cho các tế bào, các mô trong cơ thể và đưa các sản phẩm thải các quá trình trao đổi chất ở tế bào, mô ra ngoài. - Điều hoà Điều hoà thân nhiệt, rất quan trong đối với động vật đẳng nhiệt. Về mùa hè, mạch ngoại vi giãn để tăng cường thải nhiệt ra môi trường. Về mùa đông, mạch ngoại vi co lại, giảm thải nhiệt. - Máu truyền dẫn các hormon góp phần điều tiết chức năng thần kinh - thể dịch đối với cơ thể. Cân bằng nội môi: pH, Áp suất thẩm thấu - Bảo vệ: Do các bạch cầu, kháng thể tác dụng ngăn cản, tiêu diệt vi khuẩn, vật lạ . Trong máu còn có các kháng thể chống lại độc tính do vi sinh vật gây ra. * Hai chức năng sau chỉ có ở cá - Tiêu hoá: bạch cầu không hạt tiết ra ra men tiêu hoá đổ thẳng vào ruột giúp tiêu hoá. - Sinh sản: tạo ra enzim phá vỡ màng pholicun để trứng rơi xuống xoang và chín để đưa ra ngoài. 1.3. Lượng máu trong cơ thể Trong điều kiện bình thường, ½ lượng máu tuần hoàn trong tim và mạch quản, ½ tích lại ở các kho chứa máu. Ở người, gan chứa 20 % số máu, lá lách 16 %, da 10%. Lượng máu ở các loài động vật là không giống nhau: ngựa: 9,8 %, chim: 7,7%, thỏ: 5,45 %, lợn: 4,6%, cá khoảng 2-3 % so với trọng lượng cơ thể. Lượng máu ở cá ít hơn, do năng lượng tiêu hao cho quá trình trao đổi chất của cá tương đối ít hơn. Giữa các loài cá, lượng máu chênh lệch là khá lớn: Cá Hồi: 1,63% khối lượng cơ thể, cá Chép: 2%. Lượng máu nhiều hay ít phụ thuộc vào phương thức sinh sống và trạng thái sinh lý của cá. Cá vận động nhiều có lượng máu cao hơn, cá vận động ít có lượng máu thấp hơn. Máu dự trữ bổ sung cho máu lưu thông trong mạch khi cơ thể mất máu, lao động kéo dài, bị sốt, trạng thái ngạt thở, xúc cảm mạnh. Khối lượng máu giảm đột ngột gây huyết áp giảm mạnh, dẫn đến cơ thể chết. 1.4. Thành phần hóa học của máu Tùy từng nhóm phân loại mà các động vật thủy sản có thành phần máu khác nhau. Máu có thể không có sắc tố (máu trắng) ở đa số động vật thân 11
  12. mềm; máu có sắc tố màu xanh do các hợp chất đồng hoặc hemocyanin ở một số động vật thân mềm; có sắc tố màu đỏ Hemoglobin (Hb) ở một số động vật chân khớp và cá. Máu của cá cũng như động vật có xương sống bậc cao nói chung có màu đỏ đục lờ, gồm hai phần: huyết tương và các tế bào máu (huyết cầu). Huyết cầu gồm: hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu Huyết tương là một chất dịch màu vàng nhạt chứa rất nhiều chất hoà tan: Protein (albumin, globulin, fibrinogen), axit amin, lipit, glucoza. Các chất hoà tan vô cơ Cl-, K+, Na+, Ca+, Fe2+. Các sản phẩm của trao đổi chất như ure, creatin. Nếu loại bỏ fibrinogen của huyêt tương sẽ thu được huyết thanh. Nước chiếm tới 80% thành phần máu, còn lại vật chất khô 20 %. Hàm lượng nước trong huyết tương lớn trong huyết cầu. Tong huyết tương nước chiếm 90- 92%, còn trong huyết cầu chiếm 65- 68%. Protein là thành phần chủ yếu trong chất khô của huyết tương. Ví dụ ở người Protein là 7,8%, cá Chép 2,76 - 3,17%, cá Diếc 2,66%. Protein giúp giữ ổn định áp lực thể keo trong máu, giữ nước, không gây bệnh phù thũng. Protein huyết tương được tổng hợp chủ yếu từ gan. Albumin chiếm 60% lượng Protein.Tỉ lệ Albumin/ globulin (A/ G) tương đối ổn định, cá chép A/G= 0,64, cá Diếc 0,51, cá Vược 0,77. Khi có một tác nhân lạ xâm nhập vào cơ thể (virus, vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng ) thì hàm lượng Globulin tăng, chủ yếu là tăng γ-globulin. Huyết tương có chứa các nitơ phi Protein: axit amin, amôniac, axit uric (ở động vật bậc cao). Ở cá còn có ure, TMO (trimethyamin oxyd) chúng đều là sản phẩm quá trình trao đổi protein. Máu cá xương có nhiều amôniac, axit uric. Máu cá sụn chủ yếu là ure, TMO hai chất này có tác dụng điều chỉnh áp suất thẩm thấu của máu cá sụn luôn cao. Hàm lượng Glucoza trong máu phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của cá và điều kiện môi trường. Trong điều kiện bình thường ở cá Chép glucoza 39,6 mg%, mùa hè cao hơn mùa đông dao động từ 35 – 50mg% Hàm lượng cholesteron dao động phụ thuộc trạng thái sinh lý, khi tuyến sinh dục đực phát triển thì cholesteron trong máu giảm. Tuyến sinh dục thoái hoá hàm lượng cholesteron trong máu tăng. Lượng muối vô cơ trong máu tương đối ổn định: 0,9 % gồm các ion Cl-, + + 2- 3- - K+, Na , Ca , C03 , P04 . Lượng Cl trong máu cá nhám cao nhất, cá xương nước biển lớn hơn cá xương nước ngọt 12
  13. 1.5. Đặc tính lý hoá học của máu a. Tỷ trọng và độ quánh Động vật có vú tỉ trọng máu trong khoảng 1,053. Cá là 1,035, số lượng hồng cầu càng lớn tỉ trọng càng lớn. Tỉ trọng của hồng cầu khoảng 1,090 phụ thuộc hàm lượng Hemoglobin có trong hồng cầu. Độ quánh của máu biểu thị lực ma sát giữa các phân tử khi máu lưu động, nó ảnh hưởng đến huyết áp và sự lưu thông của máu trong huyết quản. Độ quánh của máu do thể keo tạo nên, tuy nhiên lượng hồng cầu, protein trong huyết tương tăng lên đều làm tăng độ quánh của máu. Độ quánh của máu động vật có vú khoảng 3- 6, máu cá 1,49 – 1,83 xấp xỉ độ quánh máu người (1,75) b. Độ pH và các hệ đệm Các loại động vật nói chung chỉ có thể sống được bình thường trong điều kiện pH bình thường. pH của máu ảnh hưởng đến hoạt tính của enzym và các đặc tính lý hoá khác của máu. Động vật có vú pH bình thường 7,35 - 7,6, cá 7,25 - 7,6. Máu động mạch có độ pH lớn hơn ở tĩnh mạch. pH của máu tương đối ổn định, ví dụ cá Chép kính 2 tuổi nuôi ở nước có pH: 4 -> 5-> 6, nhiệt độ: 16 -190C trong 40 ngày pH máu chỉ dao động 7,59 -7,62. pH của máu ổn định nhờ hệ đệm sẵn có trong máu. Hệ đệm gồm có một axit yếu và muối kim loại kiềm mạnh của axit đó. Khi lượng axit trong máu tăng lên thì muối kiềm tác dụng với axit đó, biến nó thành axit yếu, nhờ đó nồng độ H+ giảm. Ngược lại kiềm trong máu tăng lên axit yếu của hệ đệm tác dụng với kiềm đó tạo nên kiềm yếu vì vậy mà pH của máu luôn được giữ ổn định. Một số hệ đệm trong máu: + + - Hệ đệm Bicarbonat: H2CO3/BHCO3 (B = Na , K ) là hệ đệm quan trọng trong máu, số lượng trong máu tương đối nhiều. Nếu trong máu, lượng kiềm nhiều thì BOH + H2CO3 BHCO3+ H2O Nếu trong máu có nhiều axit thì: + + H + BHCO3 B + H2CO3 H2CO3 là một axit yếu, dễ dàng phân ly thành H2O và CO2 và được thải ra ngoài qua hô hấp. - Hệ đệm phosphat: BH2PO4/B2HPO4. Cơ chế đệm tương tự như hệ đệm bicacbonat: Nếu trong máu, lượng kiềm nhiều thì 13
  14. BOH + BH2PO4 B2HPO4+ H2O Nếu trong máu có nhiều axit thì: + + H + B2HPO4 B + BH2PO4 - Hệ đệm protein: chiếm 75% khả năng đệm của máu trong cơ thể đối với acid cacbonic, là sản phẩm chủ yếu hình thành trong quá trình trao đổi chất. Protein chính tham gia vào hệ đệm này là Hb, thường kết hợp với K+, Na+ Độ pH còn được điều chỉnh nhờ cơ quan hô hấp và thận - Tác dụng của hô hấp: khi C02 trong máu tăng lên làm cho pH máu giảm, kích thích trung khu hô hấp của hệ thần kinh hoạt động làm tăng khả năng thải C02 kết quả làm giảm H2C03 trong máu, độ pH tăng. Khi pH quá cao sẽ ức chế trung khu hô hấp của thần kinh lượng C02 thải ra ngoài giảm, tăng hàm lượng H2C03 kết quả pH giảm. - Thận có tác dụng thải đi gốc axit và giữ lại gốc kiềm, khôi phục lại kho kiềm trong máu, góp phần ổn định pH máu. Ở cá khả năng lặn sâu dưới nước do dự trữ kiềm cao c. Áp suất thẩm thấu: Áp suất thẩm thấu của máu do các chất hữu cơ và chất điện giải trong máu tạo nên, song chủ yếu phụ thuộc vào nồng độ muối NaCl. Áp suất thẩm thấu trong thể keo trong huyết tương lớn hơn dịch gian bào nên có tác dụng điều chỉnh lượng nước trong dịch gian bào thấm ra ngoài mao mạch. Áp suất thẩm thấu của máu ổn định sẽ đảm bảo cho quá tình trao đổi nước của tế bào và các thành phần hữu hình của máu, duy trì hình dạng của tế bào máu. Áp suất thẩm thấu huyết tương của động vật có vú bằng dung dịch NaCl 0,9% nước muối. Cá bằng 0,65. 1.6. Các tế bào máu a. Hồng cầu - Hình thái và số lượng Hồng cầu của động vật có vú có hình tròn dẹt, không nhân lõm hai mặt làm cho bề mặt hồng cầu tăng lên khoảng 20 %. Hồng cầu có tuổi thọ khoảng 130 ngày, sau khi chết, chúng được phân hủy ở gan, lách . Số lượng hồng cầu ở các loài khác nhau là khác nhau và có tính ổn định tương đối. Hồng cầu của cá trưởng thành nói chung giống như của chim, bò sát, lưỡng thê có hình bầu dục hai bên lồi và có nhân. 14
  15. Hồng cầu bình Hồng cầu trong co thường thể thiếu máu Số lượng 1- 2 triệu/mm3; cá nước ngọt 0,7 – 3,5 triệu hồng cầu/mm3; cá nước mặn 0,09 – 4 triệu hồng cầu/mm3. Số lượng và kích thước hồng cầu tỉ lệ nghịch với nhau. Số lượng hồng cầu cá đực nhiều hơn cá cái. Tuổi cá càng cao thì số lượng hồng cầu càng lớn. Ví dụ cá Esox lucius con cái 1,83 triệu/mm3; con đực 1,99 tr/mm3. Cá Chép 2 tuổi: con cái: 1,91 tr/mm3, con đực: 2,33 tr/mm3. Mùa hè, lượng hồng cầu cao hơn mùa đông. Cá để đói lâu ngày số lượng hồng cầu sẽ tăng, môi trường thiếu oxy hồng cầu tăng. - Cấu tạo hồng cầu Trong thành phần cấu tạo hồng cầu nước chiếm 60%, còn lại chất khô 40%. Trong đó Hb chiếm 90%, ngoài ra còn có Protein, Lipit (phần lớn kết hợp với protein tạo thành lipoprotein), các muối vô cơ (chủ yếu là KCl). Trong hồng cầu còn có các enzym tiêu hóa gluxit, catalaza, cacboanhydraza và một số enzym khác. Hemoglobin (Hb) được cấu tạo bởi một phân tử Globin (96%) kết hợp với 4 phân tử HEM (chiếm 4%). Hb dễ dàng kết hợp với oxy để tạo thành oxyhemoglobin. Đồng thời cũng dễ dàng tách ra để tạo thành Hb tự do. 15
  16. - Hb có khả năng kết hợp CO2 tạo thành HbCO2 vận chuyển CO2 từ tế bào mô trong cơ thể ra ngoài môi trường. Hb + O2 HbO2 ++ +++ Khi PO2 quá cao hoặc khi Hb kết hợp với axit thì Fe → Fe , Hb chuyển thành dạng Met- hemoglobin máu có màu vàng nâu hoặc nâu. Hb + CO2 HbCO2 Trong máu, Hb có ái lực với CO2 và CO mạnh hơn rất nhiều so với O2, HbCO là hợp chất khá bền, làm cho chức năng vận chuyển O2 không thực hiện được gây động vật ngạt thở chết.Trong không khí chỉ cần có 0,3 % CO đủ gây cho động vật đẳng nhiệt chết ngạt vì trúng độc CO. - Khả năng vận chuyển O2 của Hb: trong điều kiện bình thường người cần 250 - 300 ml, chạy chậm cần 1300 – 1500ml O2/ phút. Khi máu tĩnh mạch chảy qua cơ quan hô hấp (mang hoặc phổi) thì PO2 môi trường (nước trong xoang mang, không khí trong phôi nang) cao hơn PO2 trong máu nên O2 khuếch tán vào máu qua mạng lưới mao mạch của cơ quan hô hấp, khi đó Hb + O2 → HbO2 máu trở thành máu động mạch có màu đỏ tươi. Khi máu động mạch giàu O2 đưa đến tế bào mô ở đó PO2 trong tế bào mô nhỏ hơn PO2 của máu động mạch do đó O2 của HbO2 sẽ tách khỏi Hb vào tế bào. Khả năng kết hợp O2 của Hb ở các loại cá là không giống nhau, do vậy mức độ nhạy cảm của cá đối với nồng độ O2 khác nhau. Ví dụ: các loài cá sống ở nơi nước sạch, Hb thích nghi với điều kiện O2 phong phú. Cá sống ở nước bẩn cường độ trao đổi chất thấp thích nghi với điều kiện nghèo oxy nên Hb có khả năng kết hợp O2 mạnh mẽ hơn. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến khả năng kết hợp oxy của Hb: nồng độ CO2 độ pH của máu, nhiệt độ. 16
  17. Tổ chức cơ thể Chiều phản ứng Điều kiện thuận lợi Cơ quan hô hấp Hb + O2 → HbO2 PO2↑, pH↑ 0 PCO2↓, T ↓ Tế bào mô HbO2 → Hb + O2 PO2↓, pH↓ 0 PCO2↑, T ↑ b. Bạch cầu - Hình dạng và số lượng Các loại tế bào bạch cầu Bạch cầu là tế bào máu có nhân, kích thước khác nhau theo từng loại bạch cầu, kích thước bạch cầu lớn hơn hồng cầu. Bạch cầu được chia thành bạch cầu có hạt (trong nguyên sinh chất có các hạt bắt màu với thuốc nhuộm) và bạch cầu không hạt. Bạch cầu có hạt: nhân chia thành nhiều đốt, nguyên sinh chất có hạt bắt màu (bạch cầu đa nhân). Có ba loại bạch cầu ưa axit, bạch cầu ưa kiềm và bạch cầu trung tính. Bạch cầu không hạt: nhân không chia thành đốt, nguyên sinh chất không có hạt bắt màu có hai loại monocyte, lymphocyte. Số lượng bạch cầu khác ở mỗi loài: lợn: 14.000, chó: 9.400, cá:10.000 - 50.000. Số lượng phụ thuộc trạng thái bệnh lý, sức khoẻ động vật. Động vật bị chứng viêm thì bạch cầu trung tính tăng, bị bệnh ký sinh trùng bạch cầu ưa axit tăng rõ rệt. Ở cá, số lượng bạch cầu còn phụ thuộc tuổi tác, tình trạng dinh dưỡng, nhiệt độ nước, độ thành thục sinh dục. - Chức năng của bạch cầu + Chức năng bảo vệ Bạch cầu có chức năng chủ yếu là bảo vệ cơ thể, chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn vào máu. Thực bào đối với các ngoại lai các tế bào chết, chủ yếu do đại thực bào thực hiện. Quá trình thực bào trải qua 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1- gắn kháng nguyên: vi khuẩn, vật lạ được gắn vào các điểm tiếp nhận của bạch cầu 17
  18. Giai đoạn 2 - nuốt: bạch cầu phát chân giả bao bọc kháng nguyên, vi khuẩn, các vật lạ. - Giai đoạn 3: tạo hốc – nguyên sinh chất lõm vào, tạo hốc và lizosom tiết enzym vào hốc, phân giải thành phần kháng nguyên, vi khuẩn - Giai đoạn 4: tiêu diệt vật lạ nhờ pH hoặc chất oxy hoá hoặc enzym phân giải. Bạch cầu đa nhân trung tính và đại thực bào có khả năng thực bào, hình thành các giả túc bao vây lấy vật lạ, tiết ra men để tiêu hoá được gọi là tiểu thực bào. Lympho B khi các tác nhân lạ tác động sẽ được hoạt hóa trở thành tương bào, tương bào có khả năng sản sinh kháng thể đặc hiệu chống lại tác nhân lạ đó. Khả năng hình thành kháng thể được ứng dụng trong việc phòng chống bệnh truyền nhiễm do virus, vi khuẩn gây ra. + Tác dụng tiêu hóa Khi cá chép ăn no, tại các mạch quản ở ruột tập trung nhiều bạch cầu, nhất là lâm ba cầu. Trong bạch cầu có các loại enzym phân giải protein, lipit và gluxit. Khi ăn no, bạch cầu tập trung nhiều ở thành ruột và phân tiết các enzym tiêu hoá, góp phần phân giải các chất dinh dưỡng của thức ăn. c. Tiểu cầu và cơ chế đông máu Tiểu cầu (thromboxyt) là những hạt nhỏ, không nhân, kích thích không 3 3 đồng đều nhau, số lượng khoảng 50– 60 vạn/mm . Trong một mm máu cá Chép 2 tuổi có 2 triệu hồng cầu, 40 – 90 nghìn bạch cầu, 5.000 lymphocyte và thromboxyt. Cơ chế đông máu: quá trình đông máu có sự tham gia của 13 yếu tố khác nhau, chia thành các giai đoạn: Khi bị thương máu chày ra ngoài, tiểu cầu vỡ ra giải phóng các enzym làm cho Prothrombokinaza → Thrombokinaza. Thrombokinaza 2. Prothrombin Thrombin hoạt động → vỡ tiểu cầu, thúc đẩy globulin gia tốc huyết thanh không hoạt động trở lại bình thường. Thrombin 3. Fibrinogen Fibrin 18
  19. 4. Fibrin gắn các huyết cầu rời rạc hình thành khối và máu bắt đầu đông. 5. Tiểu cầu tiết ra chất retractozym làm cho cục máu co lại và tiết ra huyết thanh. Ứng dụng: có thể dùng một số biện pháp để gây hoặc chống đông máu có ý nghĩa thực tiễn rất lớn trong nghiên cứu sinh lý học và y học - Các chất gây đông máu: + Ion Ca++ có tác dụng chuyển Prothrombin→ Thrombin, Prothrombokinaza → Thrombokinaza, Fibrinogen → Fibrin. + Vitamin K + Độ nhám của thành bình chứa. - Các chất chống đông máu: + Lớp nội mô trong thành mạch luôn trơn nhẵn, tiểu cầu không bị phá huỷ không bám vào thành từng đám, do đó không có Thromboplastin nội sinh trong máu. + Antithrombin: do gan xuất ra có tác dụng chống lại thrombin làm cho máu không đông lại được + Heparin: là sản phẩm của gan, phổi có tác dụng chống Prothrombin và thrombin rất mạnh + Đỉa có khả năng tiết ra Hirudin có tác dụng trung hoà thrombin khá mạnh – chống đông máu. + Các muối trung tính khác: MgSO4, Na2SO4, NaCl giữ cho các hạt tiểu cầu không tập trung lại được +Các muối oxalat, citrat khử Ca++, làm kết tủa Ca++ kết quả máu không đông được. d. Cơ quan tạo máu Động vật có xương sống bậc cao: tuỷ xương là nơi sản sinh ra hồng cầu và bạch cầu có hạt. Các tế bào lympho do các hạch lympho sản sinh ra. Ngoài ra ruột thừa, gan, lá lách, hạch cũng là nơi sản sinh ra các lymphocyte. Ở cá: cá không có tủy xương và hạch lympho, khi còn non máu được hình thành ở van xoắn ốc của ruột khi trưởng thành thì do tổ chức mở trên đường trung tuyến ở dọc tuỷ sống đảm nhận. Lá lách, thận cũng là nơi sinh ra máu 19
  20. Lách cá là kho chứa máu, nơi dự trữ hồng cầu, khi cần thiết lá lách có thể co bóp để đưa các hồng cầu dự trữ vào máu. 2. Sinh lý tuần hoàn Máu không ngừng lưu thông khắp cơ thể đảm bảo cho quá trình trao đổi chất của cơ thể. Nhờ máu được tuần hoàn trong cơ thể mà các chất dinh dưỡng, oxy, các chất nội tiết được đưa đến các tế bào mô cơ quan; đồng thời thải ra các sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất ra ngoài môi trường. 2.1. Cấu tạo và chức năng của tim 2.1.1. Cấu tạo Tim của cá xương gồm ba bộ phận: Xoang tĩnh mạch, tâm nhĩ và tâm thất. Phần trước tâm thất có bầu động mạch là phần gốc của động mạch chủ phình to ra (không phải là bộ phận của tim). Giữa các phần của tim cũng có màng van và có tác dụng như tim của động vật bậc cao. Khối lượng tim: tuỳ thuộc vào loài: cá chép vảy khối lượng tim bằng 0,11% trọng lượng cơ thể, cá Diếc: 0,15%, cá Hồi: 0,13%, cá Thu: 0,31%, cá Chuồn: 2,5% 2.1.2. Đặc tính sinh lý của cơ tim a. Tính hưng phấn Hưng phấn là sự trả lời của cơ thể đối với những kích thích. Cơ tim có khả năng hưng phấn khi tác động bằng các kích thích như nhiệt độ, hoá chất, cơ học. Tính hưng phấn của cơ tim diễn ra theo quy luật “tất cả hoặc không gì hết”. Khi kích thích có cường độ dưới ngưỡng cơ tim hoàn toàn không co bóp, khi kích thích có cường độ ngưỡng tim đáp ứng bằng sự co tối đa và khi cường độ kích thích trên ngưỡng cũng không làm cơ tim co mạnh hơn. Giữa các sợi cơ tim có cầu nối do vậy hưng phấn lan truyền trên tất cả các sợi cơ, làm cho cơ tim co cùng một lúc. b. Tính trơ của cơ tim - Pha trơ tuyệt đối: Nếu kích điện vào thời kỳ tâm thất co thì cơ tim 20
  21. hoàn toàn không đáp ứng. Nhờ có tính trơ tuyệt đối mà cơ tim không bao giờ co cứng như cơ vân Nguyên nhân do hưng phấn truyền từ hạch tự động làm cho tim co bóp, khi tim đang co bóp lại phải nhận một kích thích ngoại lai, do đó kích thích ngoại lai trở thành kích thích ác tính cơ tim không đáp ứng - Pha trơ tương đối: Nếu kích thích điện thời kỳ tâm thất dãn, thì tim sẽ đáp ứng bằng một co bóp phụ mạnh hơn bình thường gọi là co bóp ngoại lệ hay ngoại tâm thu. Sau đó sẽ có thời gian nghỉ bù. Nguyên nhân nghỉ bù là do hưng phấn từ hạch tự động đến gặp thời kỳ không đáp ứng của co bóp ngoại lệ nên mất đi 1 nhịp và bắt vào nhịp sau. c. Tính tự động của tim Khi lấy tim ra khỏi cơ thể, tim vẫn đập trong một thời gian nhất định là nhờ trong tim có hệ thống thần kinh tự động nằm trong cơ tim. Hệ thống thần kinh tự động của tim bao gồm: - Hạch xoang nhĩ: tính hưng phấn cao, là phần chính điều khiển hoạt động tự động của tim. - Hạch nhĩ thất: ở vách liên nhĩ, tự động phụ. - Hệ truyền dẫn: gồm bó Hiss (hai nhánh) và tận cùng sợi Purkinje - Ở ếch: hạch Dogel - Tim cá có 2-3 trung khu tự động (khởi điểm nhịp tim) Loại A: có 3 khởi điểm nhịp tim: một phân bố ở xoang tĩnh mạch và ống Cuvier, một ở tâm nhĩ và 1 ở giữa tâm nhĩ và tâm thất. VD cá chình, cá dưa. Loại B: có 2 khởi điểm nhịp tim, một phân bố ở xoang tĩnh mạch, còn một ở giữa tâm nhĩ và tâm thất. VD: cá sụn. Loại C: có 2 khởi điểm nhịp tim, một ở tâm nhĩ và một ở tâm thất, các cá xương (trừ cá chình) thuộc loại này. 2.1.3. Chức năng của tim Tim hoạt động bình thường đảm bảo lượng máu lưu thông bình thường trong hệ mạch, ổn định các chức năng của cơ thể. Chu kỳ đập: Tim co dãn đảm bảo cho máu tuần hoàn không ngừng. Mỗi lần tim co dãn gọi là chu kỳ tim đập. Mỗi chu kỳ gồm 5 kỳ, ở động vật cao mất 0.8 giây. Chu kì tim (chu chuyển tim) 21
  22. Tâm nhĩ giãn, áp suất trong tâm nhĩ giảm, máu từ xoang tĩnh mạch đẩy về tâm nhĩ. Khi tâm nhĩ co, máu từ tâm nhĩ dồn về tâm thất. Khi máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất, áp lực máu trong tâm thất tăng nên van nhĩ thất và van lưỡi liềm bị đóng lại. Khi tâm thất co, áp lực tâm thất càng tăng, khiến van lưỡi liềm mở làm áp suất trong tâm thất giảm, máu tràn vào động mạch để đưa máu đi nuôi cơ thể. Sau đó, máu được đưa từ các cơ quan, tế bào về xoang tĩnh mạch. Mỗi chu kỳ tim ứng với một nhịp đập. Tần số tim tùy theo loài và chịu ảnh hưởng của trạng thái cơ thể, môi trường sống . (đặc biệt là lượng oxy trong môi trường). 2.1.4. Điều hòa hoạt động của tim Điều hòa hoạt động của tim nhờ hệ thống thần kinh (bao gồm cả thần kinh tự động) và hệ dịch. - Cơ chế thần kinh điều hòa hoạt động của tim Tự điều hòa: khi bị cắt đứt mối liên hệ thần kinh, sự co bóp tống màu của tim vẫn duy trì phù hợp với trạng thái căng giãn của tim. Máu càng về nhiều, tim càng co bóp mạnh tống đi và tần số co bóp tăng lên. Các xung động thần kinh từ thần kinh trung ương đến tim thông qua các sợi giao cảm và phó giao cảm. Sợi giao cảm làm tăng hoạt động của tim, sợi phó giao cảm giảm hoạt động của tim. - Điều hòa theo cơ chế thể dịch Các chất làm tăng hoạt động của tim như: adrenalin, noradrenalin do tủy thượng thận tiết ra; glucagon do tuyến tụy nội tiết tiết ra; thyroxin do tuyến giáp tiết ra Các chất làm giảm hoạt động của tim: Acetylcholin, K+. 2.2. Hệ mạch và sự tuần hoàn máu 2.2.1. Hệ mạch Hệ mạch gồm động mạch, tĩnh mạch và mao mạch Thành động mạch tương đối dày gồm các sợi liên kết có tính đàn hồi và các cơ trơn. Thành tĩnh mạch tương đối mỏng, sợi liên kết có tính đàn hồi và cơ trơn đều ít hơn thành động mạch nên khả năng đàn hồi co bóp của nó rất kém hơn. Thường các tĩnh mạch có đường kính lớn hơn các động mạch cùng tên. Số lượng tĩnh mạch cũng nhiều hơn số lượng động mạch. 22
  23. Mao mạch rất nhỏ, đường kính 8 -12µm, dài 1mm nối tiếp với nhau tạo thành màng lưới mao mạch. 2.2.2. Tuần hoàn máu trong mạch quản. a. Sự lưu thông của máu Động lực có thể làm máu lưu thông được trong mạch quản là sự co bóp của tim, tính đàn hồi và co bóp của động mạch. Lượng máu chảy qua mạch quản trong một đơn vị thời gian gọi là lưu lượng của máu. Lưu tốc là tốc độ lưu động của máu trong một đơn vị thời gian. Lưu tốc máu tỉ lệ nghịch với đường kính của mạch máu. Lưu tốc của máu lúc đầu ở động mạch chủ lớn nhất rồi giảm dần đến mao mạch là chậm nhất (0,5ml/s) sau đó sang tĩnh mạch thì lại tăng dần từ tĩnh mạch tận đến tĩnh mạch chủ. b. Huyết áp (áp suất của máu) Huyết áp là áp lực của máu tác động lên thành mạch. Phải duy trì được huyết áp nhất định trong hệ thống mạch quản thì mới đảm bảo cho máu lưu thông với tốc độ nhất định. Khi tim co áp lực của động mạch tăng lên đến giá trị cao nhất gọi là huyết áp tim co (huyết áp tâm thu) hay là huyết áp tối đa (huyết áp cực đại). Khi tim giãn, áp lực động mạch giảm tới giá trị thấp nhất gọi là huyết áp tim giãn (huyết áp tâm trương) hay huyết áp tối thiểu. Huyết áp tối đa lớn hơn huyết áp tối thiểu thì mới thắng được áp lực đóng van do huyết áp tối thiểu gây ra và cung cấp cho khối máu một “công” để máu đủ sức chảy qua mạng lưới mao mạch rồi qua hệ thống tĩnh mạch về tâm nhĩ. Mạch quản càng xa tâm thất thì huyết áp càng giảm. Cá Tuyết: 42/12, cá Hồng: 70/30 Một vòng tuần hoàn của người là 2 giây, đối với cá là 2 phút 2.2.3. Sự điều hoà hoạt động của hệ mạch - Sự điều tiết thần kinh: thần kinh giao cảm hưng phấn gây co mạch, thần kinh phó giao cảm hưng phấn gây giãn mạch. - Sự điều tiết của thể dịch Adrenalin, Vasopresin, noraderenalin làm co các mạch máu nội tạng, gây giãn mạch ở cơ xương huyết áp tăng cao; muối Ca tác dụng lên dây thần kinh giao cảm làm tim đập nhanh và mạch co làm tăng huyết áp. Histamin và Axetylcholin làm tim đập chậm lại, huyết áp giảm; muối K ảnh hưởng đến dây thần kinh mê tẩu làm giảm huyết áp. 23
  24. Thực hành: Xác định một số chỉ tiêu máu 1. Mục đích Việc xác định các chỉ tiêu máu thông qua đó hiểu biết trạng thái sinh lý của cơ thể và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đối với các đối tượng nuôi là rất cần thiết cho các nhà nuôi cá. 2. Nội dung thực tập Các chỉ tiêu máu bao gồm: - Số lượng hồng cầu: đơn vị tính 10-6 HC/mm3 - Số lượng bạch cầu: đơn vị tính 10-3 BC/mm3 - Hàm lượng hemoglobin (Hb): đơn vị tính g/100 mL (g%) hay % - Hematocrit (%) - Thể tích trung bình hống cầu (MCV): femtolit (1 ft = 10-15 lít) - Khối hemoglobin trung bình của 1 hống cầu (MCH): picogram (1 pg = 10- 12 g) - Nồng độ hemoglobin trung bình của 1 hống cầu (MCHC): g/dL (g/L) 3. Thực hiện Số lượng hồng cầu + Hóa chất - Hóa chất chống đông máu: EDTA - Dung dịch pha loãng máu: dung dịch Dacies + Dụng cụ - Buồng đếm HC và BC: buồng đếm Neubauer - Pipette HC (Red pipette) - Pipette BC (White pipette) - Kính hiển vi 24
  25. H.1 Buồng đếm neubauer với các pipette hồng cầu (red pipette) và pipette bạch cầu (white pipette) + Thực hiện - Lấy máu ở động mạch chủ lưng hay động mạch cuống đuôi - Mổ cá, bộc lộ động mạch chủ lưng - Ðưa kim tiêm đã có chất kháng đông vào động mạch chủ lưng (hay động mạch cuống đuôi, không cần mổ cá) và rút máu ra, cho mẫu máu không đông vào dụng cụ chứa - Hút máu đến vạch 0.5 của pipette HC - Lau sạch máu dính ở đầu dưới pipette - Hút dung dịch pha loãng đến vạch 101 (máu được pha loãng 200 lần) - Xoay pipette theo hình số 8 trong 2 phút - Bỏ đi 2-3 giọt dung dịch pha loãng ở đầu pipette - Ðặt 1 lamelle lên buồng đếm máu - Ðặt đầu pipette chạm nhẹ vào cạnh của lamelle (tránh bọt khí trong vùng buồng đếm cũng như tránh lamelle bị đội lên khỏi cạnh buồng đếm) - Ðể yên 2-3 phút cho HC lắng xuống - Ðếm số lượng HC với vật kính có độ phóng đại 10 hay 40 ở 5 ô nhỏ (4 ô ở góc và 1 ô ở giữa của ô lớn đếm HC) H.2 Hút máu đến vạch 0.5 của H.3. Hút dung dịch pha loãng đến vạch pipette hồng cầu (red pipette) 101 của pipette hồng cầu (Red pipette) 25
  26. Số lượng HC tính theo công thức: Số lượng HC (TB/mm3) = A x 5 x 10 x 200 = 10.000A Với A là số HC đếm được H.4 Buồng đếm Neubauer với các ô đếm hồng cầu và bạch cầu Số lượng bạch cầu + Thực hiện - Hút máu đến vạch 0.5 của pipette BC - Lau sạch máu dính ở đầu dưới pipette - Hút dung dịch pha loãng đến vạch 11 (máu được pha loãng 20 lần) - Xoay pipette theo hình số 8 trong 2 phút - Bỏ đi 1-2 giọt dung dịch pha loãng ở đầu pipette - Ðặt 1 lamelle lên buồng đếm máu - Ðặt đầu pipette chạm nhẹ vào cạnh của lamelle (tránh bọt khí trong vùng buồng đếm cũng như tránh lamelle bị đội lên khỏi cạnh buồng đếm) - Ðể yên 2-3 phút cho BC lắng xuống - Ðếm số lượng BC với vật kính có độ phóng đại 10 hay 40 ở 4 ô lớn đếm BC Số lượng BC tính theo công thức: Số lượng BC (TB/mm3) = (B x 10 x 20)/4 = 50B Với B là số BC đếm được 26
  27. CHƯƠNG 2. SINH LÝ HÔ HẤP 1. Mục tiêu: - Trình bày cơ chế hoạt động sinh lý của hệ hô hấp. - Các chỉ tiêu sinh lý hô hấp của cá , ứng dụng vào thực tế sản xuất. - Các nhân tố môi trường tác động ảnh hưởng đến cường độ hô hấp của cá. 2. Nội dung: - Hô hấp là hiện tượng (quá trình) trao đổi khí (chủ yếu là trao đổi oxy và carbonic) giữa cơ thể và môi trường sống, quá trình này diễn ra liên tục nhằm lấy oxy cho các hoạt động sống của cơ thể và thải carbonic ra ngoài. - Cơ quan hô hấp chính của cá là mang và một số cơ quan hô hấp phụ khác. Mang và cơ quan hô hấp phụ đều có chung một đặc tính là có lưới mao quản phân bố, giúp cho quá trình trao đổi khí giữa máu và nước diễn ra dễ dàng. - Đối với giáp xác, khi ở giai đoạn ấu trùng thì hô hấp qua bề mặt cơ thể, đến giai đoạn trưởng thành thì cơ quan hô hấp đã được chuyên môn hoá thành mang. - Sự cung cấp ôxy cho cơ thể được lấy từ môi trường ngoài, đồng thời CO2 thải ra môi trường ngoài trực tiếp qua bề mặt cơ thể hoặc qua cơ quan hô hấp đã được chuyên hóa như mang. Đây là quá trình trao đổi khí ngoài được thực hiện qua bề mặt trao đổi khí. - Bề mặt trao đổi khí nhỏ hay lớn tùy thuộc vào mức độ hoạt động của cơ thể, các nhóm động vật có nhu cầu năng lượng cao, hoạt động sống càng cao thì bề mặt trao đổi khí càng lớn. 1. Môi trường hô hấp Nước là môi trường hô hấp chủ yếu của cá và giáp xác. Oxy trước khi được cá hấp thu phải được hoà tan trong môi trường nước. Vì thế ngoài các chất khí hoà tan trong nước có liên quan trực tiếp đến hô hấp thì các nhân tố khác có liên quan đến sự hoà tan của oxy đều có ảnh hưởng đến hô hấp của cá. 1.1. Oxy Oxy có trong nước do sự quang hợp của thực vật thuỷ sinh hoặc do không khí khuếch tán vào. Oxy từ không khí khuếch tán vào nước yên tĩnh rất chậm. Theo một số nghiên cứu thấy rằng, trong điều kiện nhiệt độ nhất định, oxy từ mặt nước hồ hoà tan xuống tầng sâu 250 m phải mất 42 năm. Nhờ có tác dụng của sóng gió và dòng đối lưu làm cho oxy hào tan ở tầng nước trên nhanh chóng chuyển xuống các tầng nước sâu. 27
  28. Hàm lượng oxy trong nước thường được tính bằng các đơn vị: mgO2, mlO2, và áp suất riêng phần của oxy (PO2). Sự hoà tan của oxy vào nước phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì sự bão hoà oxy của nước càng giảm. Nhiệt độ (0C) Hàm lượng oxy trong nước (mg/l) 0 14,64 5 12,31 10 11,35 15 10,18 20 9,19 25 8,37 30 7,67 Như vậy, khi nhiệt độ thấp sẽ có lợi cho hô hấp của cá và động vật thuỷ sinh. Trong thực tế cá xứ lạnh cần nhiều oxy hơn cá xứ nóng. Khi nhiệt độ tăng, cường độ trao đổi chất của cơ thể cá tăng, đòi hỏi nhiều oxy hơn. Nhưng lúc này độ bão hoà oxy của nước lại thấp, khả năng kết hợp với oxy của Hemoglobin sẽ giảm, do vậy cá rất nhạy cảm với nhiệt độ, nhất là cá biển. 1. 2. Carbonic CO2 hòa tan trong nước lớn hơn trong không khí. Trong không khí CO2 chỉ chiếm 0,04% thể tích. Trong điều kiện bình thường CO2 hoà tan trong nước là 0,3 cm3/l. Trong thực tế lượng CO2 trong nước còn cao hơn nhiều, vì CO2 tồn tại trong nước dưới nhiều dạng khác nhau: dạng tự do, dạng muối cacbonat, và axit cacbonic. Trong nước ngọt, nếu CO2 nhiều sẽ làm biến đổi lớn độ pH của nước làm ảnh hưởng đến hô hấp của cá. Nước biển tuy hấp thụ CO2 nhiều hơn nước ngọt, nhưng độ pH của chúng lại tương đối ổn định, do trong nước biển có nhiều yếu tố có thể kết hợp với CO2. Động thực vật thuỷ sinh và các chất hữu cơ trong vùng nước đều có ảnh hưởng đến hô hấp của cá Hệ số hoà tan của CO2 trong nước lớn hơn 25 lần so với oxy trong điều 28
  29. kiện bình thường. 2. Cơ chế hô hấp của cá 2.1. Đại cương về cấu tạo tơ mang Mang là cơ quan hô hấp của cá, mỗi mang có 4 - 5 đôi cung mang. Một cung mang có nhiều tơ mang, mỗi tơ mang có nhiều tia mang nhỏ chứa các mạng lưới mao mạch nhỏ là nơi tiến hành trao đổi khí. Lá mang do vô số các sợi mang hợp thành. Sợi mang xếp cạnh nhau rất chặt làm cho lá mang có hình dạng như một cái lược. Hai bên các sợi mang lại phát triển nhiều tơ mang. Mỗi tơ mang có rất nhiều mạng lưới mao mạch dày đặc bao phủ, là nơi tiến hành trao đổi khí giữa cơ thể với môi trường. Diện tích tiếp xúc của các sợi mang nhỏ và tơ mang của cá rất lớn, VD cá diếc, khối lượng 10 g có diện tích mang lên tới 1596 cm2. Máu chảy vào mang theo động mạch vào mang, qua động mạch vào tơ mang đến mao mạch ở cánh mang con. Sau khi thực hiện quá trình trao đổi khí (hấp thụ oxy và thải CO2 vào nước) ở mao mạch, máu tập trung lại trong động mạch tơ mang đến động mạch ra mang. Máu chảy từ động mạch vào mang đến động mạch ra mang ngược chiều với dòng nước chảy qua tơ mang ở trong xoang mang, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trao đổi khí giữa máu và nước. Sự trao đổi khí với môi trường phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc của mang cánh mang con) với nước. Diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn thì lượng chất khí trao đổi càng nhiều Diện tích bề mặt tương đối của mang một số loài cá (cm2/g) Loài 1g 10g 150g 200g Cá Chó (bơi rất 52 35 26 18 nhanh) Cá Trích 52 35 20 18 Cá Mè 3,9 2,7 1,9 1,2 Cá Chình 2 1,3 0,9 0,6 Cường độ trao đổi chất tương đối của con nhỏ càng lớn và ngược lại. Cá hoạt động nhanh, càng cần nhiều O2 nên diện tích mang phải lớn. 29
  30. Cơ quan hô hấp ở cá con Ở cá con, trước khi mang chính thức phát triển, có xuất hiện một cấu tạo giống lá mang gọi là mang cá con, đó là các núm bắt nguồn từ mang chính thức. Phôi cá sụn có mang ngoài dạng sợi, khi cá lớn mang ngoài tiêu biến. Cá con của một số loài cá xương, cũng có mang ngoài dạng sợi, lúc trưởng thành thì tiêu biến. Khi chưa có mang, cá con hô hấp nhờ lưới mao mạch ở trên lớp vây, mang ngoài và túi hoàng 2.2. Vận động hô hấp của mang Cá miệng tròn và cá sụn chưa có nắp mang nên động tác hô hấp tương đối đơn giản, nước vào miệng rồi qua khe mang ra ngoài. Cá xương động tác hô hấp phức tạp hơn: màng nắp mang đóng lại miệng và xương nắp mang mở rộng ra, áp lực trong xoang miệng và xoang mang giảm xuống, nước từ bên ngoài sẽ tràn vào xoang miệng và xoang mang. Sau đó cá ngậm miệng lại, xương nắp mang ép lại thể tích xoang miệng và xoang mang giảm xuống, áp lực tăng lên đẩy nước tràn qua tơ mang, lúc này diềm ra nắp mang bị đẩy mở ra khiến nước chảy ra ngoài cửa mang. 3. Một số chỉ tiêu sinh lý hô hấp 3.1. Lượng tiêu hao oxy Là lượng oxy được cơ thể sử dụng trong quá trình hoạt động sống được tính bằng đơn vị mg O2/kg/giờ. Lượng tiêu hao oxy cơ sở là lượng oxy được tiêu hao khi cá tiến hành trao đổi chất trong điều kiện cá sống yên tĩnh, không vận động, không tiêu hoá, không bị ảnh hưởng của nhiệt độ, không bị căng thẳng về thần kinh. Điều này rất khó thực hiện vì vậy lượng tiêu hao O2 chỉ tương đối. Đối với cá, không thể không có vận động nên giá trị đo được sẽ = 1,2 – 1,4 giá trị tiêu hao oxy cơ sở Sự hô hấp của cá còn chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, hàm lượng oxy trong nước. Trong cùng một loài lượng tiêu hao oxy ở thời kỳ non trẻ cao hơn ở giai đoạn trưởng thành, lúc hoạt động cao hơn lúc nghỉ ngơi, con đực lớn hơn con cái, nhiệt độ cao lớn hơn ở nhiệt độ thấp. 3.2. Ngưỡng O2 của cá - Ngưỡng oxy là giới hạn của nồng độ oxy trong nước bắt đầu gây cho cá chết ngạt là P50. Đơn vị đo: mgO2/g hoặc mgO2/l. Ngưỡng O2 của mỗi loài cá khác nhau là khác nhau, phụ thuộc vào hàm lượng oxy, cacbonic, nhiệt độ. 30
  31. - Điểm oxy giới hạn (mgO2/g hoặc mgO2/l) là giới hạn nồng độ oxi trong nước chỉ trên ngưỡng oxi. Tại điểm này, hàm lượng oxy là tối thiểu để cá vẫn có thể hô hấp được nhưng không sinh trưởng và phát triển. 3. 3. Hiệu quả sử dụng ôxy trong nước của cá Hiệu số của hàm lượng oxy trong nước lúc đi qua mang với lúc ra khỏi mang là mức độ sử dụng oxy trong nước của cá. Hiệu quả sử dụng oxy của cá dao động 46 -82%, trung bình là 62%, phụ thuộc vào loài Cá chép: 75%, cá Bơn: 68%, cá Mồi: 46%, cá Ngừ: 30-50% Nguyên nhân: cá ở đáy, nồng độ O2 thấp nên cần phải lấy nhiều oxi và ngược lại. Con người chỉ sử dụng được 25%. 3.4. Tần số hô hấp (nhịp thở) Tần số hô hấp là số lần thở của cá trong một đơn vị thời gian (1 phút). Cách xác định: đếm trực tiếp cử động của xương nắp mang. Ví dụ 50c cá Chép cỡ 8,5 cm là 14 lần/ phút, ở 270C thở 110 lần/phút, cá Diếc cỡ 5,8cm là 18 - 20 lần/phút. Cá cùng loài: thời kỳ non trẻ, kích thước nhỏ, tần số hô hấp cao hơn cá trưởng thành có kích thước lớn. Cá đực có nhịp thở nhanh hơn cá cái. Tần số hô hấp thay đổi theo sự thành thục của tuyến sinh dục Nhiệt độ tăng thì tần số hô hấp tăng Tần số hô hấp tỉ lệ nghịch với hàm lượng oxy trong nước. Ví dụ cá 0 Sallmo trutta 15 c với nồng độ 7,5 ml O2/l có nhịp thở 60 – 70 lần/phút, khi 2 ml O2/l nhịp thở tăng lên 140 -150 lần /phút 4. Ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đối với hô hấp của cá 4. 1. Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến tần số hô hấp, ngưỡng O2, tiêu hao O2, sự bão hoà O2 của hemoglobin (Hb). Nhiệt độ tăng thì độ bão hoà O2 của Hb giảm xuống, do nhiệt độ cao độ hoà tan O2 vào nước giảm. Trong phạm vi nhiệt độ thích hợp của mỗi loài cá thì nhiệt độ càng cao thì cường độ trao đổi chất của cá được biểu thị bằng lượng tiêu hao oxy càng lớn. 4. 2. Áp suất riêng phần oxy (PO2) PO2 trong môi trường càng cao thì khả năng bão hoà oxy của Hb càng tăng và ngược lại. Tuy nhiên cá sống trong môi trường nước quá bão hoà oxy khi hàm lượng O2 giảm xuống đột ngột sẽ dễ dàng sinh bệnh bọt khí trong máu thường xuất hiện ở dưới da, nhất là ở vùng gần mắt. 4. 3. Áp suất riêng phần CO2 (PCO2) 31
  32. Ví dụ cá salvelinus fotinalis trong điều kiện PO2 bằng 60mmHg, nếu PCO2 bằng 0,7 mmHg thì gần 100% Hb bão hoà oxy ; PCO2 = 10 mmHg thì HbO2 là 60 %; nếu PCO2 = 40 mmHg thì chỉ có 40% Hb bão hoà oxy. Nếu trong H2O hàm lượng CO2 tương đối cao thì CO2 trong tĩnh mạch chuyển tới mang rất khó thải ra ngoài môi trường. Theo Fish (1943) PCO2 đạt 0 66,6 mmHg thì cá vược bị mê man ở 20 C, nếu PCO2 đạt 234 mmHg cá diếc bị mê man ở 19,40C. Nồng độ CO2 ở trong máu tăng sẽ làm cho nồng độ làm cho nồng độ H2CO3 tăng dẫn đến làm giảm khả năng bão hoà O2 của Hb. 5. Cơ quan hô hấp phụ Có 3 nguyên nhân khiến cá hô hấp bằng cơ quan hô hấp phụ: PO2 trong nước quá thấp, PCO2 trong nước quá cao, do tập tính thích nghi. 5. 1. Hô hấp bằng ruột Cá chạch và một số loài cá khác khi trong nước đầy đủ oxy thì thở bằng mang, nhưng khi trong nước CO2 tăng O2 giảm thì thở bằng ruột. Cá ngoi lên mặt nước đớp không khí rồi nuốt vào ruột, không khí lưu lại trong ruột một thời gian, phần lớn oxy bị hấp thụ phần còn lại thải ra ngoài qua hậu môn. Các loài cá thở bằng ruột: đoạn ruột trước có tác dụng tiêu hoá, đoạn ruột sau có tác dụng hô hấp thường xuyên không chứa thức ăn và phân, thành ruột ở đoạn này có nhiều mao mạch phân bố để tiến hành trao đổi khí, ngoài ra có các tế bào niêm mạc tiết dịch nhờn. Cá thở bằng ruột có ruột dài, dài gấp 12 – 28 lần chiều dài cơ thể Số lần cá ngoi lên mặt nước phụ thuộc vào: Nhu cầu oxy của cơ thể, hàm lượng oxy trong nước, nhiệt độ nước. Ví dụ cá Chạch (Misgurnus fossilis) ở 100C đớp không khí 2 -3lần/giờ; ở 250C đớp không khí 19lần/giờ. 5. 2. Hô hấp bằng da Những loài cá không vẩy hoặc ít vẩy đều hô hấp bằng da Hô hấp bằng da chiếm 17-32% ở những loài cá sống nơi thường xuyên thiếu oxy, có nhiều chất hữu cơ phân huỷ, ví dụ cá Trê, cá Chình. Hô hấp bằng da chiếm 9 - 12 % nhu cầu oxy như các loài cá sống ở đáy ao hồ tương đối nghèo oxy. Hô hấp bằng da chiếm 3 - 9 % nhu cầu oxy cơ thể là những loài cá sống ở nơi đầy đủ oxy. Da của những loài cá này có nhiều mao mạch. Cá sống ở đáy dòng nước chảy, hô hấp băng da chiếm 12% Cá sống ở dòng nước chảy, hô hấp bằng da chiếm 1-2% 5. 3. Hô hấp bằng cơ quan trên mang 32
  33. Một số loài cá: Trê, Quả, Rô đồng có thể bổ sung oxy trong không khí bằng cơ quan trên mang, tuy nhiên các loài cá này không hoàn toàn dựa vào cơ quan trên để thở mà sống được, ví dụ Rô đồng khi ra khỏi nước sau 6 - 8 giờ là chết. Cơ quan trên mang là bộ phận của thực quản biến thành, có màu đỏ, rất phát triển (hoa khế). Loại cá này thuộc động vật đáy. Thở bằng cơ quan trên mang chiếm 1,5% sự thở chung. Nếu phá cơ quan trên mang hoặc mang thì cá chết chứng tỏ ở loại cá này luôn tồn tại cả 2 cơ quan hô hấp này. 5. 4. Hô hấp bằng phổi Gặp ở cá nhiều vây Polypterus và cá phổi Dipnoi có cơ quan hô hấp phụ đặc biệt là “phổi” 5. 5. Bóng hơi (bong bóng) Bóng hơi hở có ống thông với thực quản (bộ cá Trích và chép) Bóng hơi kín không có ống thông với thực quản gặp ở bộ cá Vược. Bóng hơi kín có một bộ phận có cấu tạo đặc biệt gọi là tuyến đỏ có động mạch đi vào phân thành nhiều nhánh song song, sau đó tập hợp lại rồi lại phân ra tạo thành mạng lưới mao mạch. Tĩnh mạch đi ra cũng xen kẽ và song song với động mạch, cuối cùng tập hợp lại rồi đi vào tĩnh mạch gan. Tuyến đỏ tiết ra men Carboanhydara: H2CO3 → H2O + CO2. Trong bóng hơi chứa O2 và CO2 nên cá nổi. khi cá lặn thì hơi đi qua cửa sổ ovan nên bóng hơi xẹp xuống. Khi hàm lượng oxi trong máu ít, cá lấy oxi trong bóng hơi để thở. Chức năng của bóng hơi: điều tiết tỉ trọng, tác dụng hô hấp (một số loài), phát ra âm thanh, tác dụng cảm giác 5. 6. Hô hấp bằng miệng Trong một số trường hợp, cá nổi đầu lên khỏi mặt nước để hớp lấy oxi không khí bằng miệng rồi hoà cùng với nước ở trong miệng rồi đưa qua mang để hô hấp Thực hành: Xác định các chỉ tiêu trao đổi khí 1. Mục đích Việc xác định cường độ trao đổi chất, thông qua đó hiểu biết về trạng thái sinh lý của cơ thể, ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và đánh giá tốc độ sinh trưởng của các đối tượng nuôi là rất cần thiết cho các nhà nuôi cá. Cụ thể: - Khi đói cường độ trao đổi chất giảm xuống 33
  34. - Khi nhiệt độ tăng cường độ trao đổi chất tăng - Cùng một đối tượng nuôi trong cùng một điều kiện môi trường với nhiều công thức thức ăn khác nhau, một công thức thích hợp nhất về dinh dưỡng (số lượng và chất lượng) sẽ làm cho đối tượng nuôi có cường độ trao đổi chất lớn nhất và tốc độ sinh trưởng cao nhất. Ðể có thể so sánh trạng thái sinh lý và cường độ trao đổi chất của cơ thể dưới ảnh hưởng của những yếu tố môi trường trong và ngoài, người ta dùng khái niệm trao đổi chất cơ sở; đó là quá trình trao đổi chất trong những điều kiện: - Cơ thể ở trạng thái tương đối yên tĩnh - Không có thức ăn trong đường ruột - Nhiệt độ tối thích hợp - Thần kinh không căng thẳng Như vậy năng lượng cần thiết cho quá trình trao đổi chất cơ sở là năng lượng dùng để duy trì những hoạt động sống cơ bản như hoạt động tuần hoàn, hô hấp, v.v. Ðể xác định cường độ trao đổi chất của động vật người ta áp dụng hai phương pháp trực tiếp và gián tiếp. - Phương pháp trực tiếp: cơ thể lấy năng lượng từ quá trình thiêu đốt thức ăn. Quá trình này sản xuất ra nhiệt cho nên năng lượng tiêu hao của cơ thể có thể xác định bằng cách đo nhiệt lượng sinh ra trong một thời gian nhất định. Phương pháp này thường được áp dụng cho động vật đẳng nhiệt như người, sử dụng phòng nhiệt lượng kế. - Phương pháp gián tiếp: quá trình thiêu đốt thức ăn trong cơ thể là quá trình ôxy hóa các dưỡng chất. Quá trình này đòi hỏi oxygen và thải ra CO2. Phương pháp gián tiếp là phương pháp đo oxygen tiêu thụ của cơ thể trong một thời gian nhất định. Phương pháp này đơn giản và chính xác nên được áp dụng cho hầu hết động vật. Cá và giáp xác là những động vật thủy sinh biến nhiệt nên thường áp dụng phương pháp gián tiếp để đánh giá cường độ trao đổi chất của chúng. 2. Nội dung thực tập Các chỉ tiêu trao đổi khí bao gồm 34
  35. - Tiêu hao oxygen: là lượng oxygen tiêu thụ bởi cơ thể cá/giáp xác trong một đơn vị thời gian. Ðơn vị tính: mg hay mL O2/kg.giờ. - Tần số hô hấp: là chu kỳ hô hấp của cá/giáp xác trong một đơn vị thời gian. Ðơn vị tính: lần/phút. - Ngưỡng oxygen: là hàm lượng oxygen trong nước tối thiểu mà cá/giáp xác có thể sống được. Ðơn vị tính: mg hay mL O2/L. 3. Thực hiện Ðo tiêu hao oxygen - Phương pháp bình kín: cho cá/giáp xác vào một bình kín, trắc định oxygen đầu (trước khi thả cá/GX), sau một thời gian nhất định trắc định oxygen cuối. + Hóa chất - Các hóa chất trắc định oxygen (MnSO4, IK kiềm, H2SO4 dd, Na2S2O3 0,025N) + Dụng cụ - Bình kín chứa cá/GX, lọ winkler, bình tam giác 100 mL, ống đong, bình chuẩn 50 mL, pipette các loại. + Ðiều kiện - Nước sử dụng chứa cá không chứa các chất độc hại - Cá/GX phải được giới thiệu với điều kiện thí nghiệm trước + Thực hiện - Cho nước vào đầy bình chứa - Cho cá/GX nhẹ nhàng vào bình, đậy nắp thật kín (không có bọt khí) - Lấy 1 mẫu nước từ bể chứa nước vào lọ winkler để đo oxygen đầu (O2 đ) - Sau 1 giờ (t), mở nắp bình kín và lấy 1 mẫu nước vào lọ winkler để đo oxygen cuối (O2 c) - Ðo thể bình (Vb) và thể tích cá (Vc) - Cân trọng lượng cá (P) Tiêu hao oxygen (mg O2/kg/giờ) ) = Trong đó: O2đ: oxygen ban đầu (mg/l) 35
  36. O2C: oxy gen cuối (mg/l) Vb: thể tích bình (L) Vc: thể tích cá (L) P: trọng lượng cá (kg) t: thời gian (giờ) Chú ý: khi trình bày kết quả cần cho biết các điều kiện môi trường như nhiệt độ và pH Ðo ngưỡng oxygen và tần số hô hấp + Thực hiện - Cho nước vào đầy bình chứa - Cho cá/GX nhẹ nhàng vào bình, đậy nắp thật kín (không có bọt khí) - Khi cá yên tĩnh (sau 15 phút), đếm số lần đóng mở nắp mang (TSHH) trong 1phút (đếm 3 lần) - Khi cá/GX chết, lấy mẫu nước vào lọ winkler để đo oxygen Phương pháp xác định DO theo phương pháp Winkler 1. Nguyên tắc của phương pháp - Trong môi trường bazơ mạnh, oxy hòa tan trong nước sẽ oxy hóa Mn+2 thành Mn+4 , có kết tủa nâu +2 - Mn + 2 OH + 1/2O2 = MnO2 + 2 H2O - Sau đó MnO2 được hòa tan bằng H2SO4 đậm đặc. Trong môi trường axit MnO2 - là chất oxy hóa mạnh có khả năng oxy hóa I thành I2 - + 2+ MnO2 + 2 I + 4 H = Mn + I2 + H2 O - I2 giải phóng ra sẽ hòa tan trong nước và được xác định bằng phương pháp chuẩn độ dung dịch Na2S2O3. Chỉ thị hồ tinh bột . Khi I2 có mặt trong dung dịch kết hợp với hồ tinh bột thành một phức chất có mầu xanh. Tất cả lượng I2 tách ra dễ dàng được chuẩn độ hết với dung dịch chuẩn Na2S2O3 biến đổi thành dạng không màu I2 +2 Na2S2O3 = 2Nal + Na2S4O6 - Biết thể tích và nồng độ Na2S2O3 khi chuẩn độ ta dễ dàng tính được hàm lượng ôxy hoà tan trong mẫu nứơc. Vì thế khi xác định O2 hoà tan trong nước được thực hiện trong 3 giai đoạn:  Giai đoạn I: Cố định O2 hòa tan trong mẫu (cố định mẫu)  Giai đoạn II: Tách I2 bằng môi trường axít (axít hóa, xử lý mẫu) 36
  37.  Giai đoạn III: Chuẩn độ I2 bằng Na2S2O3 (phân tích mẫu) 2. Tiến hành Bước 1. Lấy mẫu nước vào lọ nút mài thể tích 120 ml Bước 2. Cho 1 ml dd MnSO4.4H2O Bước 3. Cho 1 ml dd KI - NaOH Đậy nắp lọ, lắc lộn vòng chai nhiều lần rồi để yên cho kết tủa màu nâu lắng xuống. Bảo quản chai trong chỗ mát và tối cho đến khi phân tích tiếp. (Chú ý khi thu mẫu và sau khi cố định không để bọt khí xuất hiện trong chai thu mẫu). - Sau khi cố định để yên 5 phút. Bước 4. Cho tiếp 2 ml H2SO4 1/1vào lắc đều cho đến khi hết kết tủa hòa tan. Dung dịch có màu vàng nâu. Bước 5. Đong 50 ml dung dịch vừa hòa tan ở trên cho vào bình tam giác. Bước 6. Chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,01N đến khi dung dịch có màu vàng nhạt. Cho 3 giọt hồ tinh bột 1% lắc đều dung dịch màu xanh. Tiếp tục chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển từ xanh sang không màu. - Ghi lại số thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01N đã sử dụng để chuẩn mẫu - Làm lặp lại 3 lần xác đinh thể tích trung bình Vtb Na2S2O3 = (V1+ V2 +V3)/3 (ml) Tính kết quả DO (mg/l) Vtb X N X 8 X 1000 Vm . 8 - đương lượng gram của oxi; . N - nồng độ đương lượng gam của dung dịch natri thiosunfat, . Vtb - thể tích dung dịch natri thiosunfat tiêu tốn, ml; . Vm: thể tích mẫu nước đem chuẩn độ . 1000: hệ số chuyển đổi thành lit 37
  38. CHƯƠNG 3: SINH LÝ TIÊU HÓA 1. Mục tiêu: - Xác định vị trí, hình thái, cấu tạo của các bộ phận trong bộ máy tiêu hóa. - Xác định được vị trí, hình thái, chức năng sinh lý của từng bộ phận của bộ máy tiêu hóa. - Áp dụng cách cho ăn uống phù hợp đặc điểm sinh lý tiêu hóa của từng loài và từng loại gia súc, gia cầm. 2. Nội dung: 1. Đại cương về tiêu hoá Tiêu hoá là quá trình phân giải các chất dinh dưỡng có trong thức ăn nhằm biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản nhất mà cơ thể có thể hấp thu được. Ví dụ: Gluxit phân giải thành đường đơn; Protein thành các axit amin; Lipit thành axit béo + glyxerin Do vị trí diễn ra quá trình tiêu hoá người ta chia ra: Tiêu hoá nội bào: Nguyên sinh động vật, sự tiêu hoá diễn ra trong tế bào; Tiêu hoá ngoại bào: nhện, sự tiêu hoá diễn ra bên ngoài cơ thể Tiêu hoá trong xoang: trong hệ thống ống tiêu hoá, Thức ăn trong đường tiêu hoá chịu tác động bởi: - Tiêu hoá cơ học: bằng sự co bóp của dạ dày, sự nhu động ruột nhằm cắt, xé thức ăn thành những mảnh nhỏ hơn, thuận lợi cho quá trình tiêu hóa hóa học. - Tiêu hoá hoá học: nhờ tác động của các enzym trong dịch tiêu hoá - Tiêu hoá vi sinh vật học: do các vi sinh vật sống trong dạ dày và ruột đảm nhận. 1.1. Tìm kiếm thức ăn Mỗi loài cá có một số loại thức ăn đặc trưng riêng, nhưng nói chung là cá có khả năng ăn tất cả các loại thức ăn nào mà cá có thể nhận biết được bằng các giác quan của chúng, có thể bắt được và nuốt được và thức ăn hợp với khẩu vị cá. Khả năng bắt mồi của cá phụ thuộc trước hết vào cơ quan bắt mồi và mồi (kích thước, hình dạng mồi ). Các loài cá dữ như cá quả, cá rồng măng, cá hồi, cá chó chỉ có thể bắt được những con mồi ăn liền bơi trong tầng nước hoặc ẩn náu trong các bụi cỏ, không có khả năng bắt những con mồi ở dưới đáy bùn. Cá chép và một số loài khác trong họ cá chép có kiểu mồm hơi dưới, không có răng chỉ có thể bắt được những loại mồi hoạt động không nhanh lắm trong 38
  39. tầng nước, trong các bụi cỏ hoặc ở đáy bùn với mùn bã hữu cơ. Sau đó nhờ vận động của mồm, cá có thể làm vỡ nát các vỏ cứng của vật mồi rồi chọn lấy những phần có thể sử dụng được. Hình dạng và kích thước mồi cũng có tác dụng quyết định đối với sự bắt mồi của cá. Thức ăn là bột nhỏ thì cá không thể nào ăn hết được. Những cục thức ăn hoặc vật mồi quá lớn thì cũng khó nuốt và khó tiêu hóa. Mỗi cỡ cá có một cỡ mồi thích hợp nhất của nó. Các cơ quan cảm giác của cá tham gia vào hoạt động bắt mồi. Dựa vào đặc điểm này, người ta chia cá thành 2 nhóm: - Nhóm cá mắt: gồm các loài cá dữ như cá hồi, cá chó, cá perca. - Nhóm cá mũi: gồm cá chép, một số loài thuộc họ cá chép, cá chình. Thị giác giúp cá phân biệt được hình dạng, kích thước, màu sắc của mồi. Khứu giác giúp cá nhận biết mùi của mồi hoặc kẻ thù từ xa. Vị giác là loại cơ quan cảm giác gần, chúng chỉ nhận biết được các vật thể khi có sự tiếp xúc với cơ quan nhận cảm và vị giác. Thành phần hóa học của thức ăn cũng ảnh hưởng đến khả năng thu nhận thức ăn của cá. 1.2. Suất ăn của cá a. Suất ăn trong ngày: Suất ăn trong ngày của cá là lượng thức ăn mà cá ăn trong một ngày cho đến no. Các yếu tố ảnh hưởng đến suất ăn của cá: - Chất lượng thức ăn: thức ăn nghèo chất dinh dưỡng, nhiều xenllulo, cá phải ăn với lượng nhiều và ngược lại. - Nhiệt độ: nhiệt độ cao thì suất ăn lớn và ngược lại. Khi nhiệt độ cao, các men tiêu hoá hoạt động tốt nên quá trình tiêu hoá diễn ra nhanh hơn. - Lứa tuổi: Cá còn nhỏ thì lượng thức ăn trên trọng lượng cá sẽ nhiều hơn lúc đã lớn vì quá trình trao đổi chất xảy ra nhanh. b. Suất ăn trong một lần Suất ăn trong một lần là lượng thức ăn mà cá ăn trong 1 lần đến no. - Đối với cá dữ, ăn nhiều trong 1 lần (= 50% trọng lượng cơ thể). Suất ăn trong 1 lần của cá dữ lớn hơn suất ăn 1 ngày nên có thể vài ngày tiếp theo cá có thể không ăn. 39
  40. - Đối với cá hiền: mỗi lần ăn, cá hiền chỉ ăn lượng băng 3% trọng lượng cơ thể nên mỗi ngày cá phải ăn 6 lần. 2. Sự tiết dịch trong ống tiêu hóa Miệng, thực quản tiết chất nhầy có tác dụng bôi trơn thức ăn Ở dạ dày: các tế bào tiết chất nhầy, a xit clohydrich HCl, en zym phân giải protein (pepsin). Đối với nhóm cá không có dạ dày, không có khả năng tiết HCl và enzyme pepsin. Tính a xit của dạ dày phụ thuộc vào loại và số lượng thức ăn. + Tác dụng của a xit: giúp cho nhũ hóa thức ăn, tiêu diệt khuẩn, giết chết các tế bào sống của thức ăn, khi nó được nuốt vào và có thể hỗ trợ sự khử canxi của thức ăn + Tác dụng của pepsin: là enzyme thủy phân protein do dạ dày tiết ra Chất tiết của ruột: ruột tiết lượng lớn enzyme, chia 3 nhóm: enzyme tiêu hóa protein, enzyme tiêu hóa li pit, enzyme tiêu hóa chất đường. 3. Sự tiêu hóa thức ăn Cấu tạo hệ tiêu hoá: hệ tiêu hoá hình ống, nằm dọc theo cơ thể, là một bộ phận của môi trường ngoài nhưng lại được đặt trong cơ thể. Ngăn cách với môi trường ngoài là lỗ miệng và hậu môn. 3. 1. Tiêu hoá ở khoang miệng Miệng cá chủ yếu là cơ quan bắt mồi, không có tác dụng tiêu hóa mạnh như ở động vật bậc cao. Một số loài trong họ cá chép răng hầu có tác dụng làm dập nát thức ăn. 3. 2. Tiêu hoá ở hầu và thực quản Hầu và thực quản là nơi chuyển thức ăn xuống dạ dày, không có quá trình tiêu hóa. Cá rô phi, chép, diếc có men tiêu hoá protein, gluxit nhưng rất yếu 3. 3. Tiêu hoá ở dạ dày Dạ dày chỉ có ở cá dữ với hình dạng: V, U, T, Y Thành dạ dày: có 3 lớp: màng, cơ, mô liên kết. Ở đây có cả tiêu hoá cơ học và tiêu hoá hoá học - Tiêu hoá cơ học: dạ dày tự động co bóp theo chu kì nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Thức ăn đi theo bên rìa dạ dày để nhận men rồi đi vào giữa rồi quay lại rìa để thức ăn được nhào nhuyễn với men tiêu hoá. Dưới tác dụng co bóp cơ học của dạ dày, thức ăn trở thành hợp chất nhuyễn mịn và được đưa xuống ruột. 40
  41. Thức ăn trong dạ dày mang tính axit kích thích cơ vòng giãn ra để thức ăn rơi xuống ruột. Ruột đóng ngay cơ vòng này lại và tiết enzym để làm tăng pH và để tiêu hóa tiếp. Khi có sự chênh lệch lớn về pH giữa ruột và dạ dày, 1 lượng thức ăn đã được nhào nhuyễn trên dạ dày lại được đưa xuống ruột theo cơ chế trên. Quá trình này cứ lặp đi lặp lại cho đến khi hết thức ăn ở dạ dày. - Tiêu hoá hoá học: Đối với cá dữ, thành phần thức ăn phức tạp, protein mang bản chất tự nhiên nên dạ dày tiết ra những enzym sau để tiêu hoá thức ăn + Dạ dày tiết HCl làm giảm pH trong dạ dày, tiêu diệt vi khuẩn, giết chết các tế bào sống trong thức ăn, hỗ trợ cho sự khử canxi của thức ăn, kích thích nhu động dạ dày, hoạt hóa pepsinogen thành pepsin. + Tiết pepsinnogen (trạng thái không hoạt động), dưới tác dụng của HCl sẽ chuyển thành pepsin (trạng thái hoạt động) để tiêu hoá albumin Pepsin, pH = 1-2 Albumin Albomoz + pepten + Kalogenaza: tiêu hoá da + Lyzozim: tiêu hoá vi sinh vật + Kitinaza: tiêu hoá vỏ kitin 3. 4. Tiêu hoá ở ruột a. Cấu tạo ruột - Đối với cá không có dạ dày + Ruột dài gấp 13 lần chiều dài thân + Đầu ruột non có nhiều nếp gấp, khi phình to làm cho thể tích ruột tăng gấp 9-10 lần. - Đối với cá có dạ dày: ruột dài 2-3 lần chiều dài thân b. Tiêu hoá ở ruột  Tiêu hóa hoá học - Tiêu hoá protein Đổ vào ống ruột có dịch tuỵ do tuyến tụy tiết ra, dịch mật (do gan tiết ra), biểu mô ruột tạo môi trường kiềm. enterokinaza Tripsinogen Tripsin (dạng hoạt động) 41
  42. Tripsin Albumoz + Pepton axit amin - Tiêu hoá gluxit Polysaccharaza tiêu hóa tinh bột, glycogen, mùn bã, chất lơ lửng (dextrin) Oligaza: tiêu hoá trisaccharide và disaccharide - Tiêu hoá lipit Lipaza Lipit Glyxerin + axit béo Lipit còn được nhũ tương hoá của dịch mật thành những hạt mỡ nhỏ li ti và được thành ruột hấp thụ. Dịch mật: Dịch mật do gan tiết ra, chứa trong túi mật. Thành phần gồm: axit mật, muối mật, sắc tố mật. Khi không làm nhiệm vụ tiêu hoá, dịch mật tái hấp thụ nước trở lại, khi có quá trình tiêu hoá, dịch mật từ túi mật được đổ vào ruột để tiêu hoá thức ăn. Tác dụng: có tác dụng chống độc, viêm, chống thối, tiêu hoá lipit làm cho co bóp của ruột nhanh và nhịp nhàng.  Tiêu hóa cơ học: Trong ruột cá có chuyển động nhu động, chuyển động quả lắc co bóp đốt giúp thức ăn được nhào nhuyễn trong ruột và được đẩy về phía sau. 4. Sự hấp thụ các chất dinh dưỡng trong cơ thể 4. 1. Thuyết về sự hấp thụ các chất dinh dưỡng Ruột non là nơi hấp thụ chủ yếu chất dinh dưỡng. Niêm mạc ruột non có nhiều lông nhung để tăng diện tích tiếp xúc và khả năng hấp thụ thức ăn. Trong lông nhung có nhiều mao mạch và hạch lympha (bạch huyết) phân bố. Do tác dụng vận động của các cơ ở bên dưới, nên lông nhung cử động co duỗi lên xuống và lắc sang 2 bên. Cơ chế hấp thụ các chất: Hấp thu thụ động và hấp thu chủ động 4. 2. Hấp thụ từng thành phần của chất dinh dưỡng Các axit amin hấp thu vào máu theo cơ chế chủ động nhờ chất tải đặc biệt của chúng (gọi là các protein vận chuyển). Protein động vật được hấp thụ 95 - 99%; Protein thực vật hấp thụ 75 – 80%. Đường đơn hấp thụ với tốc độ khác nhau: Galactoza > glucoza> Fructoza > Mantoza. Glucoza + P > Glucoza – phôtphoric có tác dụng giúp cho nồng độ 42
  43. đường trong ruột cao hơn trong máu, do vậy tốc độ khuếch tán đường sẽ nhanh hơn. Sản phẩm tiêu hoá của lipit: Các phân tử lipit được nhũ hóa nhờ muối mật thành những hạt nhỏ hơn, sau đó Enzym lipaza thuỷ phân thành axit béo và mônoglyxeric, các đơn phân này hấp thụ qua màng ruột qua quá trình thẩm thấu. Sau đó chúng được tái tổ hợp lại thành Triglycerid tạo ra lipit của cơ thể đi vào mạch bạch huyết vào tĩnh mạch. Đôi khi các muối mật nhũ hóa lipit thành những phần tử nhỏ và được hấp thu trực tiếp vào máu mà không cần enzym lipaza phân cắt thành axit béo và glyxerin. Sự hấp thụ các vitamin: các muối khoáng và vitamin hoà tan trong nước đều dễ dàng thấm qua niêm mạc ruột vào máu theo cơ chế khuếch tán thụ động và chủ động. Nước được hấp thụ bằng cơ chế tích cực chủ động ở ruột già, còn ở ruột non nước hấp thu thụ động theo chiều gradient nồng độ mang theo các chất hoà tan trong nước. Ở tá tràng nước không được hấp thụ. Ngoài ra cá còn có khả năng hấp thu chất dinh dưỡng qua bề mặt ngoài da cơ thể. 5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ tiêu hóa ở cá Tốc độ tiêu hoá thức ăn trong cơ thể cá phụ thuộc yếu tố nội tại bên trong cơ thể và điều kiện sinh thái bên ngoài. 5.1. Khối lượng thức ăn Lượng thức ăn càng nhiều thì sự tiêu hoá càng chậm trễ, mức độ sử dụng thức ăn càng thấp. Ví dụ: Pegen (1950) thí nghiệm cho cá Leuciseus ăn 20 mg bánh mì trắng/1 gam trọng lượng cơ thể thì thức ăn lưu lại trong ống tiêu hoá 20 giờ, nhưng nếu thức ăn tăng 150 mg /g thời gian tăng 37 giờ. Bảng: Ảnh hưởng của lượng thức ăn lên sự tiêu hoá của cá Chép. Mức độ Tiêu hoá trong 100 g Lupinsis ăn Protein Lipit Gluxit Vừa phải 35,2 5,4 16,8 No 22,1 3,6 10,4 Rất no 18,9 3,4 8,8 43
  44. Lượng thức ăn nhỏ, tốc độ tiêu hoá nhanh hơn, triệt để hơn và enzym tiêu hoá ngấm vào thức ăn nhanh hơn. Khối lượng thức ăn càng lớn, quá trình tiêu hoá thức ăn càng chậm. 5. 2. Chất lượng thức ăn Qua nghiên cứu quá trình tiêu hoá các loại thức ăn khác nhau của cá trê trong cùng một khoảng thời gian là 48h thấy được tỉ lệ thức ăn được tiêu hoá như sau: Loại thức ăn Tỉ lệ tiêu hóa Nhuyễn thể 74,8 % Thịt bò 55,7% Thịt thỏ 31,1% 5. 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ Macgolin (1940) đối với cá chép 1 tuổi, ở nhiệt độ 220C, tốc độ tiêu hoá gấp 3-4 lần tốc độ tiêu hoá ở 20C, gấp 2,5 – 3 lần tốc độ tiêu hoá ở 80C Trong ngưỡng nhiệt độ thích hợp của cá, nhiệt độ càng cao, tốc độ tiêu hoá càng cao. Cá Rutilus rutilus Cá chép 160C 190C 210C 100C 210C Chất khô 73,9 79,2 81,8 72,1 81,7 Chất đạm 88,1 87,6 87,3 70 79,3 5. 4. Ảnh hưởng của tuổi Ví dụ cá Chép 1 tuổi ăn ấu trùng muỗi tiêu hoá được 84,4 % chất đạm trong thức ăn, cá 2 tuổi tiêu hoá được 89,2%. Sự phụ thuộc của quá trình tiêu hoá vào tuổi cá rất phức tạp do nhiều nguyên nhân. Trước hết do sự hoàn thiện cơ quan tiêu hoá và hệ enzym tiêu hóa. 44
  45. 6. Cơ chế kiểm soát lượng ăn và phương pháp tính toán lượng ăn của cá 6.1. Cơ chế kiểm soát lượng ăn - Người ta nhận thấy sau bữa ăn có sự gia tăng nhu cầu tiêu hao ô xy, thải nhiệt. Đó là sự gia tăng trao đổi chất. Ở cá sự gia tăng đột ngột sự trao đổi chất sau khi ăn, sau đó giảm dần xuống đến một mức độ trước khi ăn. 45
  46. Thực hành: Xác định tập tính dinh dưỡng của cá và tính toán lượng ăn của cá I. Mục tiêu - SV đánh giá được cơ sở thức ăn vùng nước, quá trình dinh dưỡng của cá thông qua một số chỉ tiêu sinh học. II. Yêu cầu - Thành thạo khâu giải phẫu - Xác định được một số chỉ tiêu sinh học về dinh dưỡng, sinh trưởng (công thức, tính kết quả, nhận xét). III. Dụng cụ mẫu vật - Khay men, panh, thước đo kỹ thuật, dao, kéo mũi thẳng, kéo cong, giấy thấm, khăn lau, cân đĩa, cân thanh bình - Mẫu vật: Các loài cá. IV. Nội dung Xác định tập tính dinh dưỡng thông qua cấu tạo giải phẫu của ống tiêu hóa của cá . Xác định độ no V. Phương pháp tiến hành Trước khi mổ tiến hành đo chiều dài toàn thân cá (L); cân khối lương toàn thân cá (W) Giải phẫu: Tương tự như bài 1 1. Xác định tập tính dinh dưỡng - Mô tả cấu tạo ống tiêu hóa từ miệng đến hậu môn - Đo tỉ lệ chiều dài ruột với chiều dài thân 2. Chỉ tiêu sinh học dinh dưỡng - Xác định độ no theo 6 bậc của Lebedep (từ bậ 0 – 5) của 1 -2 loài cá Quan sát thức ăn ở 3 đoạn ruột Bậc 0: trong ruột cá không có thức ăn Bậc 1: thức ăn cá biệt Bậc 2: No ít Bậc 3: no trung bình 46
  47. Bậc 4: no nhiều Bậc 5: rất no Căn cứ vào độ no của các phần của ruột xác định thời gian đã dinh dưỡng của cá, cơ sở thức ăn của thủy vực cá đang sống. VI. Phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả - Theo dõi quá trình thực hành của sv (tinh thần thái độ, thao tác) - Chấm bài thu hoạch 47
  48. CHƯƠNG 4: SINH LÝ TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 1. Mục tiêu: - Hiểu và mô tả được sự chuyển hóa các chất bên trong như protein, gluxit, lipit, nước, chất khoáng và vitamin. - Hiểu được vai trò của các chất protein, gluxit, lipit, nước, khoáng, vitamin đối với cơ thể. - Ứng dụng vào thực tiễn sản xuất để tăng năng suất NTTS. 2. Nội dung của chương 1. Đại cương về trao đổi chất của động vật thủy sinh Trao đổi chất là đặc trưng cơ bản của cơ thể sống, là đặc điểm khác nhau cơ bản giữa sinh vật và phi sinh vật. Trao đổi chất ngừng thì sự sống cũng chấm dứt. Các hoạt động sinh lý của cơ thể như tuần hoàn, hô hấp, tiêu hoá, bài tiết nhằm hoàn thành trao đổi chất. Quá trình trao đổi chất gồm hai quá trình đối ngược, gắn liền với nhau không tách rời- đó là quá trình đồng hóa và dị hóa. Quá trình trao đổi chất luôn kèm theo quá trình trao đổi năng lượng. Trao đổi chất gồm 2 nội dung: - Sự trao đổi chất và trao đổi năng lượng giữa cơ thể với môi trường. - Sự chuyển hoá vật chất và năng lượng bên trong cơ thể. Mọi vật chất đều chứa một năng lượng tự do nhất định, nên khi vật chất phát sinh bất kỳ một biến đổi nào về cấu tạo hoá học thì cũng kèm theo sự chuyển hoá về năng lượng. Khi vật chất bị phân giải kèm theo giải phóng năng lượng, khi vật chất hợp thành thì phải cung cấp năng lượng. Như vậy trao đổi chất, năng lượng luôn đi kèm liên quan mật thiết với nhau và không thể tách rời nhau. Sự trao đổi vật chất gồm 3 giai đoạn: 1. Các chất hữu cơ và vô cơ vào trong cơ thể. 2. Sự biến đổi các chất này trong cơ thể 3. Sự đào thải các sản phẩm phân giải. Các giai đoạn 1 và 3 đã xét ở phần hô hấp, tiêu hoá và bài tiết. Giai đoạn 2 là quá trình chuyển hoá vật chất trong cơ thể. 2. Vai trò và sự trao đổi các chất trong cơ thể 2. 1. Trao đổi Protein 48
  49. 2.1.1. Sự chuyển hoá Protein trong cơ thể Protein trong thức ăn sau khi được tiêu hoá chuyển thành các axit amin, được hấp thụ vào máu. Các axit amin sẽ được chuyển hoá theo các hướng: - Sử dụng để tổng hợp thành Protein đặc trừng của cơ thể để xây dựng mô, tế bào mới, thay thế cho Protein không ngừng bị phân giải, bao gồm cả Protein huyết tương và Hb. - Tham gia tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học cực mạnh như hormon, enzym có bản chất Protein. Ví dụ: Tyroxin HM thyroxin; Xeezin Andrenalin - Chuyển hoá thành Glycogen dự trữ trong gan. - Protein bị oxy hoá giải phóng năng lượng, CO2 và H2O; 1 gram Pr tạo ra 4,25 kcal - Protein đi vào gan chuyển hoá tạo ra ure sau đó đến thận để bài tiết ra ngoài. 2.1.2. Sự cân bằng Nitơ Được tính bằng lượng Nitơ trong thức ăn lấy vào hằng ngày với lượng Nitơ do cơ thể thải ra (chủ yếu qua nước tiểu). Protein tiêu thụ = (N trong thức ăn lấy vào – N thải ra) x 6.25 - 6,25 là hệ số keldal - N/ (n + n’), Trong đó: N lượng nitơ lấy vào qua thức ăn n: lượng nitơ của thức ăn không được hấp thụ n’: lượng nitơ của Protein cơ thể bị phân giải và bài tiết ra ngoài. - Khi N = n + n, gọi là cân bằng đều, đó là khi cơ thể trưởng thành không tiếp tục tăng trưởng nữa. Lượng Protein cơ thể lấy vào bằng lượng nó tiêu hao. - Khi N > n + n’ là cân bằng dương. Lúc này lượng Protein lấy vào cao hơn lượng do cơ thể tiết ra. Protein để xây dựng mô mới và tu bổ các mô cũ trong cơ thể lớn hơn tác dụng phân giải. Gặp ở cơ thể đang trong thời kỳ sinh trưởng, luyện tập thai nghén, khôi phục sức khoẻ sau khi ốm, đói. - Khi N< n + n’ gọi là cân bằng âm, thường gặp ở thời kỳ già cỗi đau ốm, thiếu dinh dưỡng lâu ngày. 2.1.3. Vai trò của gan 49
  50. Gan có tác dụng khử độc, khi khả năng này bị phá hoại động vật lại được cung cấp thức ăn giàu Protein, lượng Nitơ thải ra theo nước tiểu tăng lên mạnh và động vật sẽ chết (Pavlop). Gan là nơi tổng hợp Protein mới với tốc độ nhanh (Protein huyết tương, Hb). Tác dụng tách gốc amin (- NH2) của axit amin tạo ure, nếu ure không được tạo thành thì NH3 tích trữ trong cơ thể dẫn đến cơ thể bị ngộ độc. 2.2. Trao đổi Lipit 2.2.1. Vai trò của lipit trong cơ thể. - Lipit là nguồn cung cấp năng lượng lớn cho cơ thể, lipit có thể dự trữ nhiều nhất trong cơ thể. - Lipit là dung môi hoà tan các loại vitamin tan trong dầu mỡ: A, D, E, K. - Phospholipit là một thành phần quan trọng của tế bào (màng và nguyên sinh chất) nên có liên quan đến tính thẩm thấu của tế bào. - Lipit khi bị oxy hoa cung cấp một nguồn năng lượng lớn; 1gram Lipit giải phóng 9, 45 Kcal. 2.2.2. Sự chuyển hoá lipit trong cơ thể. Lipit sau khi tiêu hoá, hấp thụ vào máu sẽ được chuyển hoá theo các hướng sau: - Tồn tại dưới dạng mỡ, ở các kho dự trữ mỡ, mô mỡ dưới da chiếm 50%, màng bụng, màng ruột 10- 15 %. - Lipit trong cơ thể là thành phần cấu tạo của một số loại hormon. - Lipit ở gan được phân giải thành glyxerin + axitbeo. Khi đó thì Glyxerin → Glycogen → Gluco (khi cần thiết). - Axit béo → CO2 + H2O + Q. - Thành phần của lipit có trong thức ăn có thể làm thay đổi thành phần lipit của cơ thể cá và động vật. Ví dụ: nếu cá ăn thức ăn tự nhiên thì lipit của cá chủ yếu là axit béo không no, nếu ăn thức ăn tổng hợp có chứa mỡ động vật (lợn, bò) thì tổng hợp nên lipit chứa axit béo no. 2.2.3. Vai trò của gan trong chuyển hoá Lipit. - Chuyển hoá axit béo no thành axit béo không no. - Tạo Phospholipit. - Tạo thể xeton là sản phẩm trung gian chuyển hoá mỡ thành mô cơ để oxy hóa triệt để cung cấp năng lượng. 50
  51. - Gan chứa lượng mỡ 3-5 % khối lượng của nó chủ yếu ở dạng phospholipit và glyxerin. Khi người bị bệnh mỡ gan tăng lên chiếm ½ khối lượng. 2.3. Trao đổi gluxit. 2.3.1. Vai trò của gluxit - Gluxit là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, đặc biệt là đối với loài cá ăn tạp (cá chép), cá ăn thực vật (trắm cỏ). - Đối với các loài cá dữ, thành phần thức ăn chủ yếu của chúng là protein nên enzym tiêu hóa gluxit kém phát triển, gluxit không có ý nghĩa lớn đối với các loài cá này. 2.3.2. Sự chuyển hoá Gluxit - Gluxit sau khi được tiêu hoá và hấp thụ vào máu đều ở dạng monosaccarit, chủ yếu là glucose. Riêng ở động vật ăn cỏ, động vật nhai lại Gluxit được hấp thụ dưới dạng các axit béo: axit axetic, axit propionic, axit butiric. - Các monosaccarit không phải là glucose sau đó đều được chuyển hoá thành đường glucose. Đường glucose được chuyển hoá theo các hướng: + Oxi hóa cung cấp năng lượng. Một gram Glucoza ô xi hóa cho 4,25 Kcal + Glucose → glycogen dự trữ ở gan, cơ. Đây là hình thức dư trữ năng lượng của cơ thể. + Glucose → lipit (nguồn dự trữ năng lượng trong tương lai) - Lượng đường glucose trong máu ở người và động vật thường biến đổi theo trạng thái hoạt động của cơ thể; nhưng ở cơ thể khỏe mạnh thì dao động đó là không lớn lắm và tương đối ổn định. - Ở cá lượng đường có sự thay đổi biến động theo mùa. Ví dụ: ở cá chép dao động 30 – 47mg/dl cao nhất vào mùa hè; thấp nhất vào mùa đông. + Khi vận động mạnh hàm lượng Gluxit tăng, khi nhịn đói lâu ngày hàm lượng Gluxit giảm. + Nếu Gluxit giảm xuống mức quá thấp làm giảm đường huyết gây mê man bất tỉnh. Nếu quá cao thì sẽ có hiện tượng thải đường qua nước tiểu (gây bệnh tiểu đường). 2. 4. Trao đổi muối khoáng 2.4.1. Vai trò của muối khoáng trong cơ thể. - Muối khoáng là thành phần của thể dịch, duy trì sự cân bằng áp suất thẩm thấu của môi trường trong cơ thể. 51
  52. - K, Na, PO4, SO4 duy trì độ pH của môi trường trong. - Hoạt hoá sự hoạt động của enzym. Ví dụ: HCl Pepsinogen pepsin hoạt động Ca++ Prothrombin thrombin. - Muối khoáng là thành phần của một số enzym. Ví dụ Zn trong enzym cacbohydaza. - Muối khoáng là thành phần cấu trúc cơ thể. Ví dụ: xương, răng 2.4.2. Nhóm Ca++, P, Mg++ - Nhóm muối khoáng này được hấp thụ ở phần trên của ruột non. Sự hấp thụ Ca, P phụ thuộc độ hoà tan và độ pH. Ở độ hoà tan cao, pH thấp thì dễ hấp thụ. Protein → axit amin, glactoza → axit lactic, chúng có tác dụng hấp thụ P và Ca. - Canxi là thành phần cấu trúc nên xương, răng, vảy. Tăng cường quá trình hưng phấn của thần kinh và cơ bắp. Nếu Ca++ trong huyết tương < 70mg % gây bệnh co giật, Ca++ còn là tác nhân trong quá trình đông máu và đông vón sữa. - Phospho là thành phần cấu trúc xương, răng, vẩy. Có vai trò trong ổn định độ pH môi trường, cấu trúc nên phospholipit, axitnucleic, ATP. - Magie: ức chế sự hưng phấn của hệ thần kinh và cơ bắp. 2.4.3. Nhóm Na, K,Cl - Na, K chủ yếu là hợp chất như natriclorua, muối cacbonat, muối phôtphat, bicarbonat. K+ phần nhiều nằm trong tế bào, Na+ phần lớn nằm trong thể dịch. Cl- tồn tại chủ yếu ở các muối Ca, Na, K, Mg. - Các chất này được hấp thụ qua dạ dày, ruột, khi quá nhiều sẽ được thải ra ngoài qua con đường nước tiểu, phân và mồ hôi. - Tác dụng sinh lý: Điều hoà áp suất thẩm thấu của môi trường. Trong hồng cầu K+ kết hợp với các axit cacbonic, phôtphoric với protein thành các chất đệm. Na, K, có tác dụng tăng cường tính hưng phấn của thần kinh và cơ bắp. Na, K duy trì Protein của thể dịch ở trạng thái hoà tan. 52
  53. Cl duy trì áp suất thẩm thấu. Ứng dụng: đối với thức ăn thực vật chứa nhiều K, nên động vật ăn cỏ cần bổ sung muối NaCl 2.4.4. Fe: Fe++ dễ hấp thụ hơn Fe+++ Fe++ là thành phần của Hb, các ezym cytocrom, catalaza Fe được dự trữ trong gan, lá lách. 2.4.5. Các nguyên tố vi lượng - Iôt chủ yếu tập trung ở tuyến giáp trạng, là thành phần cấu tạo của thyroxin. Iôt được hấp thu ở ruột, niêm mạc đường hô hấp, qua da, thải chủ yếu qua đường nước tiểu. - Đồng (Cu): tồn tại chủ yếu ở gan, huyết thanh và não. Cu là chất xúc tác để Fe hình thành Hb. Thiếu Cu sẽ làm rối loạn sự trao đổi Fe gây thiếu máu, kém ăn. - Kẽm (Zn) là thành phần của các loại enzym cacboanhydaza, cacboxypeptidaza, Acol – đehdrogenaza. - Coban (Co): Co là thành phần của vitamin B12, là thành phần của enzym. 2.5. Trao đổi nước: Nước tham gia điều hòa thân nhiệt, là dung môi hòa tan của nhiều chất trong cơ thể. Nước trong cơ thể được cung cấp theo 2 nguồn: - Nước uống vào theo thức ăn - là nguồn cung cấp chủ yếu. H2O và thức ăn đi vào dạ dày đến ruột, thẩm thấu qua thành ruột vào huyết tương tới dịch gian bào tới tế bào. - Nước do quá trình oxy hóa sinh ra, lượng nước này có ý nghĩa sinh lý quan trọng và ổn định. - Nước oxy hóa tạm thời nằm trong tế bào sau đó ra ngoài dịch gian bào đi vào huyết tương tới thận. 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ tiêu tốn năng lượng và trao đổi chất 3. 1. Giống loài cá Mỗi loài cá khác nhau có hoạt động trao đổi chất khác nhau phù hợp với đặc điểm sinh lý của chúng. Thường những loài ưa hoạt động thì tốc độ trao đổi chất lớn và ngược lại. 3. 2. Kích thước cá (tuổi của cá). 53
  54. Mỗi giai đoạn phát triển khác nhau của cá thì hoạt động trao đổi chất khác nhau. Giai đoạn cá con, cường độ trao đổi chất lớn hơn so với giai đoạn cá trưởng thành; cá đang trong giai đoạn sinh sản, nhu cầu và cường độ trao đổi chất lớn hơn các giai đoạn sinh lý bình thường khác. 3. 3. Mức độ hoạt động của cơ Cá càng hoạt động nhiều thì cường độ trao đổi chất càng lớn, nhu cầu oxy và các chất dinh dưỡng cũng tăng lên. Năng lượng tiêu hao tăng lên do sự tăng của năng lượng hoạt động có ý nghĩa thực tiễn lớn, đặc biệt đối với vận chuyển và bảo quản cá sống. Ví dụ trong các bể cá, thùng chứa hẹp thì thời gian đầu, do sự không yên tĩnh làm cá tăng cường vận động, nên lượng oxy tiêu hao tăng lên mạnh. Các loài cá ham ăn như cá nheo, cá quả do hoạt động tiêu hóa mạnh nên nhu cầu oxy cũng lớn. 3. 4. Nhiệt độ nước Cường độ trao đổi chất của cá phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ của cá biến đổi rất nhanh theo nhiệt độ của môi trường, thường xấp xỉ nhiệt độ môi trường. Khi nhiệt độ môi trường thay đổi, phải mất một thời gian thì nhiệt độ của cá mới thay đổi theo để thích nghi. Khi nhiệt độ môi trường tăng thì cường độ trao đổi chất của cá cũng tăng, nhu cầu oxy tăng (khi nhiệt độ môi trường tăng, hoạt tính của các enzym xúc tác cho các phản ứng sinh hóa trong cơ thể tăng lên, tốc độ phản ứng tăng => nhu cầu oxy tăng lên). 3. 5. Yếu tố thuỷ lí, thuỷ hoá khác Bằng thực nghiệm đã chứng minh rằng cá sống trong môi trường nghèo Canxi ở các nhiệt độ 10, 15, 20 và 250C có cường độ trao đổi chất cơ sở cao hơn so với cá sống trong nước giàu canxi ít hoạt động hơn, nhưng sức chịu đựng nóng cao hơn. Ngoài ra các nhân tố môi trường khác cũng ảnh hưởng đến trao đổi chất của cá. Tuy nhiên các yếu tố môi trường tác động đến cường độ trao đổi chất của từng cá thể cùng loài còn phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của cá thể và các điều kiện sinh thái khác chi phối. 4. Cơ sở khoa học của việc xác định nhu cầu dinh dưỡng của ĐVTS 4. 1. Khái niệm về sinh trưởng - Về giải phẫu học và kết cấu cơ thể: sinh trưởng là sự tăng lên về số lượng và kích thước tế bào trong các mô của cơ thể. Khi các cơ quan đã thành thục thì sự phân hóa và tăng trưởng đó sẽ ngừng lại hoặc giảm đi. 54
  55. - Về cơ sở vật chất: sinh trưởng là sự tích lũy của vật chất, sự tăng sinh trưởng và tăng trưởng của tế bào và sự tăng lên tương ứng của protein trong cơ thể ngày càng nhiều. - Với quan điểm trao đổi chất: sinh trưởng là biểu hiện của trao đổi chất xây dựng, sự hợp thành của vật chất trong môi trường, mà trung tâm của nó là trao đổi chất sinh trưởng. - Về quan hệ với môi trường: sinh trưởng của cơ thể liên quan mật thiết với điều kiện của môi trường, môi trường cung cấp vật chất cho cơ thể sử dụng. Các nhân tố môi trường hoặc thúc đẩy hoặc kìm hãm quá trình trao đổi chất. Sinh trưởng là sự lớn lên của cơ thể, là sự tăng lên khối lượng và độ dài của cơ thể động vật trong cả quá trình sống, là kết quả của quá trình trao đổi chất của cơ thể mà trung tâm là trao đổi protein. Sau khi thành thục về thể vóc thì quá trình sinh trưởng giảm đi hoặc ngừng hẳn trong khi quá trình trao đổi chất vẫn tiếp diễn. 4. 2. Cơ sở vật chất của sinh trưởng - Trao đổi chất là cơ sở của sự sinh trưởng. Quá trình trao đổi chất gồm quá trình đồng hóa và dị hóa, hai quá trình này có sự cân bằng tương đối, tùy thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng, và các yếu tố môi trường mà quá trình này chiếm ưu thế hơn so với quá trình kia (ví dụ trong giai đoạn trước thành thục về thể vóc thì quá trình đồng hóa chiếm ưu thế, giai đoạn sau thành thục về thể vóc thì quá trình dị hóa lại chiếm ưu thế). - Cơ thể động vật nói chung được cấu tạo từ các thành phần chủ yếu là protein, lipit và gluxit. Trong đó, quá trình trao đổi protein có vai trò quan trọng trong sinh trưởng. - Sự trao đổi chất của cơ thể nói chung dựa trên cơ sở sự trao đổi chất của tế bào, nhưng mức độ trao đổi chất của tế bào ở các mô không giống nhau đòi hỏi nguyên liệu, năng lượng và sự tham gia của các loại enzym khác nhau. Do đó cần điều hòa quá trình trao đổi chất ở các tế bào của các mô trong cơ thể hoàn chỉnh, đảm bảo mối quan hệ tương hỗ giữa trao đổi chất của các loại vật chất, sự thích nghi của cơ thể với những biến đổi của môi trường biểu hiện trong trao đổi chất. 4.3. Giá trị dinh dưỡng của khẩu phần thức ăn Giá trị dinh dưỡng của khẩu phần thức ăn được xác định: - Sự cân bằng giữa thức ăn năng lượng và sinh trưởng. Các chất G, L, Pr cung cấp vật liệu cho sự phát triển tạo ra mô, sinh sản, các sản phẩm cơ thể cấn thiết như hoocmon, hemoglobin, enzym - Các nguyên tố khoáng, nguyên tố vi lượng, chất xúc tác là các vitamin. 55
  56. - Các thức ăn phụ: nước, ô xy - Giá trị dinh dưỡng của khẩu phần thức ăn được xác định bởi khả năng có thể tiêu hóa và hấp thụ tốt nhất. Phụ thuộc trạng thái vật lý thức ăn, enzym trong ống tiêu hóa. 4.4. Nhu cầu năng lượng - Nhu cầu năng lượng tổng cộng + Năng lượng thức ăn hấp thu: Năng lượng tích lũy; năng lượng tiêu hao Tỉ lệ giữa 2 dạng này thay đổi tùy theo loài, giai đoạn sinh trưởng. Ví dụ cá hồi tỉ lệ 30/70 - Tính toán nhu cầu năng lượng C= P + R + E C: Nguồn năng lượng thức ăn ăn vào P: Tổng hợp các mô cơ thể R: Cung cấp năng lượng cho quá trình trao đổi chất E: Sản phẩm thừa được thải ra ngoài - Cách tính nhu cầu thức ăn hàng ngày của cá: dựa vào tỉ lệ trao đổi khí cacbonic và oxy RQ = VCO2/ VO2 Đối với trao đổi đường C H O + 6 O 6 CO + 6 H O + 637 Kcal 6 12 6 2 2 2 RQ = VCO2/ VO2 = 6 x 22,4 / 6X 22,4 =1 Đối với trao đổi lipit 2(C55H 106 O6) + 157 O2 106 H2O + 110 CO2 + 16353 Kcal RQ= VCO2/ VO2= 110x224/106 x 22,4 =0,7 Đối với trao đổi chất Pr 200 gram Pr + 96,61 lit O2 77.31 lít CO2 RQ= (77,31 x 22,4)/ (96,61 x 22,4) = 0,8 RQ dao động từ 07 -1 - Hiệu quả của khẩu phần thức ăn, dùng hồ sơ thức ăn PCR (Feed conversion ratio) 56
  57. + FCR: Khối lượng thức ăn cần thiết để tạo ra một đơn vị khối lượng thịt cá + Giá trị dinh dưỡng của khẩu phần căn cứ trên số calo của thức ăn cần để tạo ra khối lượng thịt cá Ví dụ: Cá hồi + Thức ăn tự nhiên 640 kcal/ kg thức ăn Năng lượng để tạo 1 kg thịt cá: 2000 Kcalo/ kg FCR = 3,1 + Nếu dùng bột thịt khô: 1540 Năng lượng để tạo 1 kg thịt cá là 4600 FCR= 3 + Nếu dùng thịt 990, năng lượng 1 kg thịt cá: 2600 kg FCR = 2,6 57
  58. CHƯƠNG 5: SINH LÝ BÀI TIẾT 1. Mục tiêu: - Hiểu được hoạt động sinh lý của thận trong cơ chế hình thành nước tiểu thực hiện chức năng bài tiết. - Cơ chế điều hòa áp suất thẩm thấu của cá để thích nghi với môi trường sống có độ mặn khác nhau. 2. Nội dung của chương: 1. Khái niệm về bài tiết Bài tiết là sự đào thải các sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất ra ngoài. Quá trình bài tiết giúp cơ thể: - Đào thải các chất cặn bã ra ngoài cơ thể qua các cơ quan bài tiết như: thận, da, ruột, phổi. - Duy trì sự ổn định tương đối của nội môi như cân bằng ASTT máu, pH của huyết tương, ổn định nồng độ các ion trong huyết tương. - Tham gia điều hòa thân nhiệt thông qua tiết mồ hôi, hô hấp Ngoài ra các vật lạ theo thức ăn và nước uống vào cơ thể không tham gia trao đổi chất như muối, một số chất độc, thuốc cũng nhờ cơ quan bài tiết đưa ra ngoài. 2. Vai trò của thận và quá trình tiết niệu trong việc điều hòa áp suất thẩm thấu 2. 1. Đặc điểm cấu tạo của thận Thận được hình thành từ lá trung bì. Trong quá trình phát triển chủng loại và cá thể thận phát triển qua 3 giai đoạn: + Nguyên thận là giai đoạn thấp nhất. Một số loài cá, lưỡng cư nguyên thận hoạt động ở giai đoạn ấu trùng. + Trung thận hay thận sơ cấp xuất hiện trong hầu hết bào thai của động vật có xương sống, khi trưởng thành trung thận chỉ tồn tại ở động vật có xương sống bậc thấp. + Hậu thận hay là thận thứ cấp tồn tại và hoạt động ở động vật bậc cao và người. Các loài cá nói chung đều có trung thận. Tùy từng loại cá mà thận có hình dạng và kích thước khác nhau nhưng thường tạo thành dải dài, màu nâu sẫm chạy dọc thân, hai ống thận có thể dính với nhau, hai niệu quản chạy song song hai bên cột sống, đến cuối thân thì chập thành một trước khi đổ vào bóng đái. Bóng đái nhỏ, mỏng, có lỗ thông với xoang niệu sinh dục. 58
  59. - Thận cá cấu tạo bởi các đơn vị thận (vi quản thận). Một vi quản thận gồm có quản cầu thận (tiểu cầu thận) và phần ống thận. - Cá nước ngọt có số lượng tiểu cầu thận rất lớn (gấp mấy lần so với cá biển) vì chúng cần thải nhiều nước tiểu. Cá chép trung bình mỗi kg khối lượng cơ thể mỗi giờ thải ra ngoài khoảng 5ml nước tiểu. - Cá xương nước mặn có tiểu cầu thận không phát triển. Một số hoàn toàn không có tiểu thể malpighi mà nó hình thành tiểu cầu giả, không thông với ống góp, không tham gia hình thành nước tiểu như cá Lophins piscalorius thải 0,83ml/kg/giờ, cá nhám Mustelus canis thải 0,9ml/kg/giờ. 1. Tiểu cầu thận/ thể Malpighi: nang Bowman + cuộn mạch 2. Cổ tiểu cầu; 3. Đoạn đầu ống dẫn niệu/ đoạn gần thứ nhất; 4. Quai Henle/ đoạn gần thứ hai; 5. Đoạn cuối ống dẫn niệu/ đoạn xa; 6. Ống thu niệu/ ống góp Cấu tạo đơn vị thận cá - Áp suất thẩm thấu máu của cá xương nước ngọt luôn luôn cao hơn môi trường, nên nước không những vào cơ thể theo thức ăn mà còn bằng cách thẩm thấu. Do vậy cá cần phải tiết nước tiểu nhiều để thải nước - Cá xương biển có áp suất thẩm thấu của máu nhỏ hơn môi trường, do đó nước trong cơ thể có xu hướng thấm ra môi trường, nên cá xương biển tiết ít nước tiểu, đồng thời tăng cường bổ sung nước cho cơ thể. 2. 2. Chức năng bài tiết của thận - Chức năng quản cầu: Lọc nước tiểu, tái hấp thu một số chất - Chức năng của ống thận: + Đoạn cổ tiểu cầu thận: có chức năng như cái bơm đẩy các chất từ nang Bowman vào trong xoang ống. 59
  60. + Đoạn gần I: là phần nguyên thủy của vi quản thận, có vai trò tái hấp thu các chất như glucoza, axit amin, peptit, Cl, Na cho cơ thể. + Đoạn gần II: đây là miền lớn nhất của vi quản thận cá xương, tiết các ion hóa trị II, H+ và axit hữu cơ, tái hấp thu Na+. + Đoạn trung gian: có nhiều vi nhung mao, có tác dụng như một bơm để đẩy chất dịch đi vào ống vi quản thận. + Đoạn xa: tái hấp thu tích cực Na+. Ở cá xương nước ngọt, tính hấp thu nước thay đổi giúp cơ thể thải nước. 2. 3. Thành phần nước tiểu của cá - Ure: là thành phần thường xuyên có trong nước tiểu. Các loài khác nhau có hàm lượng ure khác nhau: cá sụn hàm lượng ure 0,1- 0,6%; cá chép 0,7%). Ngoài ra còn chứa một lượng nhỏ axit uric – hợp chất của ure - Các chất chứa nito khác: chủ yếu là creatin (các chất này tồn tại trong nước tiểu với hàm lượng rất thấp). Đặc biệt cá xương có lượng TMO (trimethyamin oxyt) khá cao trong nước tiểu. - Các chất vô cơ trong nước tiểu: Ca, Na, một số muối như sulphat, clorua, phosphat, carbonat. Khi cá tập trung với mật độ dày thì tất cả các sản vật trong nước tiểu và phân tăng lên rất nhanh làm cho cá chóng chết. Song các sản vật bài tiết này của cá rất dễ bị hấp phụ bởi thảm thực vật, tro hoặc các chất hấp phụ khác. Điều này có ý nghĩa trong thực tiễn khi tạo ra các phương tiện để vận chuyển cá sống. Những chất dễ khuếch tán như amoniac, ure được thải ra ngoài cơ thể chủ yếu qua mang chứ không phải qua thận. Ví dụ ở các chép và cá vàng các chất nitơ do mang thải ra nhiều hơn do thận từ 5-9 lần. Chỉ các hợp chất chứa nitơ khó khuếch tán như creatin, axit uric mới thải ra ngoài qua thận. 2. 4. Quá trình sinh nước tiểu a. Giai đoạn lọc: máu qua mao quản thận tất cả các thành phần (trừ protein) được lọc vào xoang Bowman tạo thành nước tiểu đầu - Áp lực (P) máu trong tiểu cầu cao (do đặc điểm cấu tạo) - Áp lực lọc bị tiêu hao bởi 2 thành phần: P Thể dịch trong xoang bowman P thể keo do các protein không được lọc - Plọc có hiệu lực = Pmáu trong tiểu cầu - (P thẩm thấu thể keo + P thể dịch) b. Giai đoạn tái hấp thu 60
  61. - Nước tiểu đầu qua hệ thống ống lượn, một số chất được tái hấp thu tạo thành nước tiểu cuối + Đường, axit amin tái hấp thu hoàn toàn + [ure, uric] không được tái hấp thu 2- + Nước: [SO4 ] trong nước tiểu đầu = 0,002%; trong nước tiểu cuối = 0,18% (gấp 90 lần) do vậy, để tạo 1lít nước tiểu cuối phải có 90 lít nước tiểu đầu qua ống dẫn - Nguyên nhân: + TB biểu mô thành ống thận tái hấp thu chủ động + Áp suất máu quanh ống thận thấp, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tái hấp thu. + Hấp thu bị động: bằng khuếch tán, thẩm thấu theo chiều gradient nồng độ. 2. 5. Một số bộ phận khác tham gia quá trình bài tiết - Ống niệu: là ống đi từ cơ quan tiết niệu thông với bên ngoài để dẫn các sản phẩm của quá trình trao đổi chất ra bên ngoài. Ống có ba lớp: Lớp màng nhày (ở trong cùng), có nhiều nếp gấp dọc Ở giữa là lớp cơ dọc Bên ngoài là thành cơ - Bàng quang: do thành khoang niệu sinh dục lồi ra ở phần cuối ống trung thận, gồm hai loại: + Bàng quang ống dẫn niệu: đa số cá có loại này. + Bàng quang niệu sinh dục: có ở cá Phổi và cá Vây Tia . - Ở một số loài cá: cá Bám không có bàng quang - Ở cá Toàn Đầu không có xoang bài tiết sinh dục mà trực tiếp thông ra ngoài. - Ở cá xương không có xoang niệu sinh dục 3. Cơ chế điều hoà áp suất thẩm thấu Cơ chế điều hòa áp suất thẩm thấu (ASTT- Ptt) máu của các nhóm cá không giống nhau và có sự chênh lệch rõ rệt so với môi trường nước của chúng. Máu cá sụn biển có ASTT hơi cao hơn so với môi trường. Máu cá xương biển lại có ASTT thấp hơn so với môi trường. Máu cá sụn và cá xương nước ngọt đều có 61
  62. ASTT cao hơn nhiều so với môi trường. Để đảm bảo cho sự ổn định nội môi, cá cần phải thích nghi, điều hòa ASTT máu. 3. 1. Điều hoà thụ động: Nhờ hiện tượng khuếch tán các chất từ môi trường có nồng độ cao vào môi trường có nồng độ muối thấp qua màng tế bào cơ thể. Các chất có kích thước càng nhỏ càng dễ lọt qua, độ phân cực càng thấp càng dễ lọt qua. 3. 2. Điều hoà chủ động kém linh động: đặc trưng cho nhóm cá hẹp muối. Bảng ASTT của máu và môi trường sống Nhóm cá Máu Môi trường Sụn biển 26,6 24,8 Sụn ngọt 11,8 0,3 Xương biển 8,8 24,8 Xương ngọt 6,3 0,3 a. Đối với cá sụn biển Nồng độ muối trong cơ thể cao hơn nồng độ muối ngoài môi trường, do vậy luôn có xu hướng mất muối. Cá ổn định ASTT bằng cách tái hấp thu ure. Khi môi trường mặn hơn cơ thể tăng trao đổi protein để tạo ure, làm tăng ASTT. Tuy nhiên ure lại độc với cơ thể, do đó ure được thay thế bằng TMO – không độc với cơ thể. b. Đối với cá Xương biển Độ hạ băng điểm cao, cá sống trong môi trường có độ mặn cao hơn trong cơ thể nên thường mất nước, muối từ môi trường đi vào trong cơ thể. Cơ thể điều hòa, ổn định ASTT bằng cách: - Tăng cường tái hấp thu nước ở ống thận, tăng bài tiết các loại muối. - Tăng cường uống nước, chỉ giữ lại các muối hóa trị I, các muối có hóa trị II được thải ra ngoài theo phân. Muối hóa trị 1 thải ra ngoài qua đường mang. c. Cá sụn nước ngọt 62
  63. ASTT máu cao hơn của môi trường, cá có xu hướng mất muối, nước từ môi trường đi vào cơ thể. Cơ chế điều hoà: - Thận hấp thụ lại các muối nước tiểu nguyên thuỷ, tích cực thải nước thừa qua đường nước tiểu. 12ml/kg/giờ. - Số lượng đơn vị thận nhiều, đường kính lớn, tăng cường thải nước và giữ lại tất cả các loại muối. d. Đối với cá xương nước ngọt Cơ chế điều hòa ASTT tương tự như ở cá sụn ngọt nhưng mức độ quyết liệt không bằng. Tăng cường tái hấp thu muối hóa trị I, II qua ăn uống. Số lượng tiểu cầu thận nhiều, kích thước lớn để tăng cường thải nước. 3. 3. Cơ chế điều hoà chủ động và linh động Cơ chế này đặc trưng cho các loài cá rộng muối và cá di cư. Để thích nghi với sự thay đổi độ mặn liên tục của môi trường, cá có giai đoạn “tập” điều tiết ASTT theo chiều ngược lại. VD khi cá từ nước mặn vào sông, cá sống ở cửa sông một thời gian để tập. Chấp nhận hơi thay đổi thể tích cơ thể. Tiết ra chất nhớt bao quanh cơ thể để nước khó thấm qua. 3. 4. Các yếu tố ảnh hưởng đến điều hòa ASTT Những tác nhân quan trọng ảnh hưởng đến điều hòa ASTT ở cá chủ yếu là nhiệt độ, sinh sản và đói. - Nhiệt độ: khi thay đổi nhiệt độ làm thay đổi cân bằng ion, trong các ion thì các cation có ý nghĩa lớn đến các hoạt động sinh lý của cơ thể. Ví dụ: Ca làm giảm độ thấm của màng tế bào, Na làm tăng độ thấm của màng tế bào. Khi làm lạnh đột ngột, tế bào mất K, tăng Na. Đối với cá chép, khi nhiệt độ tăng, lượng Cl và Ca tăng lên còn lượng Na cực đại ở 27 C Đối với cá diếc thì lượng Mg tăng khi nhiệt độ giảm và lượng nước trong máu tăng lên. - Sau khi sinh sản, số lượng chung của các ion trong cơ thể cá cũng giảm xuống. - Khi cá bị đói, lượng nước trong cơ thể cũng tăng lên 63
  64. Thực hành: Gây mê cá 1. Giới thiệu Gây mê cá là một quá trình liên tục từ mất cảm giác nhẹ đến suy sụp thần kinh (chết). Nói chung có 5 giai đoạn trong gây mê của cá. Tuy nhiên, trong thực tiễn nuôi cá người ta chia ra 3 trạng thái mê: làm dịu (sedation), có thể quản lý được (handleable) và hôn mê sâu (deep anaesthesia). Làm dịu (sedation) - Trạng thái yên tĩnh (làm dịu): hấp thu chất gây mê = làm sạch biến dưỡng - Trạng thái yên tĩnh này thì lý tưởng cho hoạt động vận chuyển trong vài giờ. Có thể quản lý được (handleable) - Liên tục gây mê: hấp thu chất gây mê ≥ làm sạch biến dưỡng - Một nồng độ mà làm con vật có thể quản lý là lý tưởng cho hoạt động thu hoạch, phân cỡ và vuốt sản phẩm sinh dục vì con vật không có phản ứng. Hôn mê sâu (deep anaesthesia) - Liên tục gây mê: hấp thu chất gây mê > làm sạch biến dưỡng - Khi nồng độ được gia tăng khả năng quản lý con vật cho các hoạt động nuôi thủy sản bị giảm. Có nhiều chất gây mê MS222 (tricaine methane sulphonate) là sản phẩm duy nhất được phép sử dụng trên cá. MS222 có dạng bột trắng có thể hòa tan trong nước, ổn định khi giữ lạnh và khô. Đây là dẫn xuất của benzocaine. Một dung dịch stock chuẩn là pha 10 g tricaine thành 1 lít nước và đựng trong chai màu tối vì nó không bền dưới ánh sáng mặt trời. Dung dịch MS222 có tính acid và vì vậy dung dịch gây mê cần phải kiểm tra pH trước khi dùng. Trong nước có tính đệm thấp cần sử dụng sodium bicarbonate duy trì pH khoảng 7 – 7,5 cho dung dịch stock chuẩn. MS222 là một chất gây thiếu oxygen, vì thế cần sục khí mạnh khi dùng. Tricaine thường được dùng ở nồng độ 50 – 100 mg/L, nghĩa là thêm 5 – 10 mL dung dịch stock chuẩn cho 1 lít nước dùng gây mê cá. Cá nên được hồi phục trong vòng 10 phút. 2. Mục đích Xác định các các nồng độ gây mê trên cá để phục cho các mục đích khác nhau như vận chuyển cá, thu hoạch, phân cỡ và thu sản phẩm sinh dục trong sinh sản nhân tạo. 3. Thực hiện Xác định trạng thái mê 65
  65. + Hóa chất: - MS222 + Dụng cụ: Bình nhựa 1 L + Thực hiện - Pha MS222 với các nồng độ 0,2 và 0,4 ppt - Cho cá nhẹ nhàng vào bình có thuốc gây mê - Theo dõi phản ứng của cá: màu sắc, hô hấp, bơi lội, phản ứng với tác động bên ngoài, Ðo tiêu hao oxygen sau khi xử lý cá với thuốc gây mê 66
  66. CHƯƠNG 6: SINH LÝ NỘI TIẾT VÀ SINH SẢN 1. Mục tiêu: - Hiểu được sự liên hệ thống nhất giữa các tuyến nội tiết dưới sự chỉ đạo của hệ thần kinh. - Hiểu được cơ chế hoạt động sinh lý của tuyến sinh dục ở cá. - Vận dụng các kích thích tố trong sinh sản nhân tạo. - Sự biến đổi về sinh lý, sinh hóa trong thời gian thành thục và thải sản phẩm SD - Cơ chế của quá trình rụng trứng, đẻ trứng, thoái hóa buồng trứng - Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến sinh sản của cá, từ đó có ứng dụng trong sản xuất giống. 2. Nội dung của chương: 1. Sinh lý nội tiết 1.1. Đại cương về tuyến nội tiết và hormon Trong cơ thể có 3 loại tuyến, tuyến ngoại tiết (tuyến có ống dẫn, chất tiết đổ vào vị trí nhất định trong cơ quan); tuyến nội tiết (tuyến không có ống tuyến, chất tiết được đổ thẳng vào máu, theo tuần hoàn đến các cơ quan) và tuyến pha (vừa có chức năng nội tiết, vừa có chức năng ngoại tiết gồm tuyến tụy, tuyến sinh dục). Tuyến nội tiết Tuyến ngoại tiết Không ống dẫn (gland less duct) Có TB tiết, có ống dẫn Chất tiết đổ trực tiếp vào máu Chất tiết đổ vào xoang Sản phẩm mang tính đặc hiệu Theo quan niệm trước đây, hormone do tuyến nội tiết tiết ra Quan điểm mới: hormone do tuyến nội tiết và các tế bào cục bộ tiết ra - Tế bào thần kinh: giao cảm tiết adrenalin, phó giao cảm tiết axetylcholin, vùng dưới đồi tiết chất gây hưng phấn và ức chế, vasopressin, oxytoxin, tế bào thần kinh trung ương tiết serotonin - Niêm mạc hạ vị tiết ra kích tố gastrin giúp tăng tiết dịch vị - Niêm mạc tá tràng tiết enterokinaza - Tế bào gan tiết heparin – chất chống đông máu. 67