Sử dụng máu cá như chỉ thị sinh học xem xét phản ứng của chúng với điều kiện môi trường

Tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa tại các khu vực gần biển luôn tỷ lệ thuận với sức ép về môi trường. Chất thải từ những nhà máy tại các khu công nghiệp khi không được xử lý trở thành nguồn ô nhiễm chính vào hệ thống nước trong tự nhiên, trong đó có hệ thống nước nuôi trồng thuỷ sản.

Ô nhiễm kim loại nặng hay các chất độc hóa học là mối đe dọa lớn đối với sinh vật thủy sinh, trong đó có cá. Ở nồng độ cao, các kim loại nặng gây chết đối với sinh vật thủy sinh; ở nồng độ dưới cấp tính, chúng tích lũy trong cơ thể sinh vật và lượng tích lũy ngày càng nhiều hơn theo chuỗi thức ăn. Sự nguy hại của kim loại nặng với sức khỏe con người chỉ trở nên rõ ràng khi con người sử dụng các loài sinh vật thủy sinh, trong đó có cá, làm thực phẩm hàng ngày.

Nhóm nghiên cứu Viện Sinh thái Nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga thực hiện đã nghiên cứu, đánh giá đặc điểm hình thái tế bào máu và chỉ tiêu huyết học của các loài cá phổ biến tại khu vực biển miền Trung (Hà Tĩnh) có nguy cơ ô nhiễm do xả thải. Mục tiêu của đề tài được nhóm nghiên cứu đặt ra là đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường tới hình thái tế bào máu cá và một số chỉ tiêu sinh hóa của cả các loài cá trong môi trường tự nhiên và cá trong lồng nuôi có giá trị kinh tế tại ba khu vực, trong đó, có hai khu vực tại Hà Tĩnh và một ở Nha Trang.

Trong những năm gần đây, các chỉ số huyết học cũng như sinh hóa của cá đã trở thành chỉ thị sinh học đầy triển vọng trong việc đo lường tác động của ô nhiễm môi trường nước đối với cá bởi các chỉ số máu phản ứng rất nhạy với những chất ô nhiễm. Việc nghiên cứu sự thay đổi huyết học cá trong điều kiện ô nhiễm cũng như sử dụng máu cá làm chỉ thị sinh học trong ngư nghiệp phát triển khá nhanh bởi nó rất quan trọng đối với những nghiên cứu độc tính, giám sát môi trường xung quanh và dự đoán trạng thái sức khỏe của cá.

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích các hàm lượng kim loại nặng trong nước như Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Hg, Pb tại ba địa điểm: một địa điểm là cửa sông nằm trong phạm vi 5 hải lý của khu công nghiệp Vũng Áng (Kỳ Anh, Hà Tĩnh), một địa điểm là cửa sông với các dòng chảy gom từ khu dân cư, đô thị đổ ra biển (Thạch Kim, Hà Tĩnh) và một địa điểm vừa liên quan đến các hoạt động du lịch, vừa liên quan đến hoạt động nuôi trồng hải sản (Nha Trang, Khánh Hòa). Kết quả cho thấy, chất lượng nước tại ba địa điểm nghiên cứu đều nằm trong giới hạn cho phép theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển dành cho nuôi trồng thủy sản của Bộ Tài nguyên và Môi trường (QCVN 10-MT:2015/BTNMT).

Về mặt sinh học, bên cạnh việc nhận được dữ liệu giá trị về hồ sơ huyết học của các loài cá nghiên cứu, nhóm còn phát hiện ra những đặc điểm đáng chú ý về hình thái tế bào hồng cầu của nhóm cá nuôi lồng và cá đánh bắt ngoài tự nhiên. Cùng là cá nuôi trong lồng bè, nhưng tế bào hồng cầu cá hồng mỹ Sciaenops ocellatus có biểu hiện rõ nét về rối loạn hình thái. Các kiểu rối loạn gồm có hình dạng tế bào không cân đối, cấu trúc màng có nếp nhăn, phân bố chất nhân (chất nhiễm sắc) không đồng đều, hình dạng nhân không cân đối; đặc biệt là tỷ lệ rối loại hình thái kiểu phân bố chất nhân không đồng đều và hình dạng nhân không cân đối chiếm tỷ lệ cao, có khu vực lên tới 83% và 87% tương ứng (hình 1). Cá chẽm Lates calcarifer và một số loài cá ngoài tự nhiên như cá đối Mugilidae sp., cá nục Decapterus sp., cá mú hoa Epinephelus fuscoguttatus, cá bò da Aluterus monoceros, cá chim trắng Pampus argenteus, biểu hiện rối loạn tế bào hồng cầu ở mức độ rất thấp, chỉ 0 – 1% (hình 2) - đây là mức độ ghi nhận ở phần lớn các loài cá sống trong điều kiện môi trường và dinh dưỡng thông thường. Biểu hiện rối loạn hình thái tế bào hồng cầu ở cá được các nhà nghiên cứu trên thế giới ghi nhận ở những địa điểm liên quan đến ô nhiễm môi trường sống do kim loại nặng, nhiễm các chất độc hữu cơ – vô cơ, thuốc trừ sâu v.v… Phản ứng của mỗi loài cá không giống nhau và mang tính đặc trưng loài, có những loài biểu hiện sự nhạy cảm với điều kiện môi trường, trong khi những loài khác lại thể hiện sức chịu đựng cao hơn và phản ứng ít nhạy cảm hơn.

Tế bào hồng cầu máu cá hồng mỹ tại các lồng nuôi cá. a – máu cá ở lồng nuôi tại Lộc Hà (Hà Tĩnh), b – máu cá ở lồng nuôi tại Kỳ Anh (Hà Tĩnh), c – máu cá ở lồng nuôi tại Nha Trang (Khánh Hòa). Mũi tên đỏ chỉ nhân tế bào hồng cầu biến dạng/phân bố chất nhân khồng đồng đều, mũi tên màu xanh chỉ tế bào hồng cầu ái kiềm nhẹ.

Tế bào hồng cầu một số loài cá. a – Cá đối Mugilidae sp. (L1.4), b – Cá nục Decapterus sp. (L1.4), c – Cá mú hoa Epinephelus fuscoguttatus (L2.1), d – Cá nâu bông Scatophagus argus (L3.4), e – Cá bò da Aluterus monoceros (L3.6), f – Cá chim trắng Pampus argenteus (L3.6)

Những dữ liệu mà đề tài nhận được cho thấy, mặc dù chất lượng nước tại các địa điểm nghiên cứu đều nằm trong giới hạn cho phép nhưng sự tác động tổng hợp của chúng dù với hàm lượng nhỏ đã gây ra những phản ứng khác nhau đến cơ thể cá ở cấp độ tế bào và trong những trường hợp nhất định, có loài đã thể hiện phản ứng rất mãnh liệt với yếu tố môi trường – với nghiên cứu này chính là cá hồng mỹ Sciaenops ocellatus, một trong những loài cá được nuôi thương phẩm khá phổ biển ở nhiều tỉnh ven biển miền Trung. Tác động tiêu cực của điều kiện môi trường đến cơ thể cá có thể dẫn đến những ảnh hưởng về chất lượng, tốc độ sinh trưởng và phát triển của cá, làm giảm hiệu quả kinh tế trong tính toán giá trị thương mại của người dân cũng như nhà đầu tư.

Một phần kết quả nghiên cứu của đề tài hiện đã được công bố trên 2 bài báo quốc tế:

1. Quyet D.H. Blood cells and some hematological parameters of red drum (Linnaeus, 1766) in Vietnam. Brazililan Journal of Biology. 86.6. 2021. (ISI, H-index = 49, IF = 1,2).

2. Quyet D.H., Thuy Duong H.T., Chernyaskikh S.D., Tinh P.H., Dat T.V., Tu N.T. Red blood cell morphology of some fish species in Ha Tinh and Nha Trang, Vietnam. Ecology, Environment and Conservation. May 2021 Supplement Issue. (Scopus, H-index = 16).

Bài và ảnh: TS.Đỗ Hữu Quyết/Viện STNĐ