Chế độ dinh dưỡng bổ sung vitamin C được cho là có thể cải thiện chất lượng tinh trùng, giảm stress oxy hóa và hạn chế hiện tượng melanization ở cơ quan sinh dục, đây là một rối loạn sinh lý thường gây suy giảm tỷ lệ thụ tinh và sản lượng nauplii.
Vitamin C được xem là dưỡng chất thiết yếu đối với tôm thẻ chân trắng
Vitamin C được xem là dưỡng chất thiết yếu đối với tôm thẻ chân trắng, bởi loài này không có khả năng tự tổng hợp. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh vai trò của vitamin C trong việc nâng cao tỷ lệ sống, khả năng chống oxy hóa và tăng cường miễn dịch ở tôm giống. Tuy nhiên, tác động của vitamin C lên sinh lý và khả năng sinh sản của tôm bố mẹ, đặc biệt là tôm đực, vẫn chưa được quan tâm đầy đủ.
Thiết lập nghiên cứu
Tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) bố mẹ đực (trọng lượng ướt ban đầu trung bình ± độ lệch chuẩn = 20 ± 3,6 g) được thu mua từ UMDI Sisal, Khoa Khoa học, Đại học Quốc gia Tự trị Mexico (UNAM), Yucatán, Mexico. Thí nghiệm được bố trí trong hệ thống tuần hoàn nước biển, gồm 12 bể sợi thủy tinh hình tròn (dung tích 500 lít/bể) và một bể chứa trung tâm (1.200 lít). Mỗi bể được thả ngẫu nhiên 7 con tôm, với 3 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức ăn. Tôm được cho ăn tự do 3 lần/ngày, sau đó siphon đáy bể để loại bỏ thức ăn thừa.
Bốn chế độ ăn thử nghiệm được xây dựng với thành phần dinh dưỡng gồm 42,5% protein, 11,5% lipid và 23,5% carbohydrate, bổ sung vitamin C (L-ascorbyl-2-polyphosphate, Stay-C® 35 ROVIMIX®, DSM de México SA de CV, El Salto, México) ở các mức: 0,016 g/kg (chế độ ăn cơ bản), 0,322 g/kg (A), 0,628 g/kg (B) và 0,934 g/kg (C).
Thí nghiệm kéo dài 30 ngày. Sau đó, từ mỗi bể, 4 cá thể được chọn ngẫu nhiên và nhịn ăn trước khi lấy mẫu, tổng cộng 12 mẫu cho mỗi nghiệm thức. Máu được thu thập, đồng thời hệ thống sinh sản (gồm tinh hoàn, ống dẫn tinh và ống cuối) được giải phẫu, chia thành hai phần để tiến hành các phân tích sinh hóa và di truyền.
Kết quả và thảo luận
Nhu cầu vitamin C tối ưu ở tôm nuôi, đặc biệt là tôm bố mẹ đực, đến nay vẫn chưa được xác định rõ ràng và có thể thay đổi tùy theo tiêu chí đánh giá. Trước đây, nhiều nghiên cứu chủ yếu dựa vào các chỉ số tăng trưởng và tỷ lệ sống, trong khi nghiên cứu này tập trung vào các biến số liên quan đến sinh lý, miễn dịch, khả năng chống oxy hóa của đường sinh sản và chất lượng tinh trùng ở tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) bố mẹ đực.
Kết quả cho thấy việc bổ sung vitamin C mang lại tác động tích cực, nhưng hiệu quả chỉ nằm trong một khoảng giới hạn nhất định. Trong các nghiệm thức, chế độ ăn B (bổ sung 0,628 g/kg) giúp tôm duy trì trạng thái sinh lý ổn định và sản lượng tinh trùng cao hơn so với các nhóm khác. Khi so sánh với tôm bố mẹ P. brasiliensis, cùng mức bổ sung vitamin C này chưa đủ để cải thiện sinh lý, mà cần liều cao hơn (0,934 g/kg). Tuy nhiên, đối với P. vannamei, mức 0,934 g/kg lại vượt ngưỡng tối ưu, làm gia tăng hoạt động của hệ thống chống oxy hóa nội sinh, một dấu hiệu cho thấy tôm có thể đang chịu căng thẳng sinh lý.
Nồng độ cholesterol huyết tương thấp nhất được ghi nhận ở tôm được cho ăn theo chế độ A (0,322 g/kg) và B (0,628 g/kg), phản ánh sự gia tăng chuyển hóa cholesterol so với nhóm ăn khẩu phần Cơ bản và C. Ngược lại, tôm ở hai nhóm Cơ bản và C có nồng độ cholesterol huyết tương cao hơn, có thể do thụ thể cholesterol hoạt động kém hiệu quả, liên quan đến biến đổi peroxy hóa khi thiếu hoặc thừa vitamin C.
Ở động vật không xương sống, enzyme prophenoloxidase (PO) được xem là chỉ số sức khỏe quan trọng vì tham gia thúc đẩy quá trình tổng hợp melanin – cơ chế bảo vệ chính và hỗ trợ lành vết thương. Trong nghiên cứu này, hoạt động PO giảm rõ rệt ở tôm được cho ăn khẩu phần chứa nhiều vitamin C (B và C). Điều này cho thấy đặc tính chống oxy hóa của vitamin C có thể đã làm giảm stress oxy hóa, từ đó hạn chế các tín hiệu cần thiết để kích hoạt hệ thống PO. Một số nghiên cứu khác cũng ghi nhận tác động của vitamin C đến cơ chế hoạt hóa PO còn phụ thuộc vào tình trạng sinh lý của cơ thể.
Bên cạnh đó, các enzyme chống oxy hóa như SOD, CAT và GPx đóng vai trò là hàng rào phòng thủ đầu tiên chống lại các gốc tự do gây hại. Kết quả phân tích cho thấy mức biểu hiện mRNA của các enzyme này tương tự nhau giữa các nhóm, nhưng hoạt động thực tế lại khác biệt. Ở nhóm C, hoạt động SOD và CAT tăng cao, trong khi GPx không thay đổi, phản ánh tình trạng căng thẳng do dư thừa vitamin C gây ra.
Tổng thể, nghiên cứu khẳng định vitamin C có tác dụng tăng cường miễn dịch nhưng chỉ trong một giới hạn nhất định; khi vượt ngưỡng, hoạt động chống oxy hóa lại gây ra stress sinh lý. Hiện tượng này cũng từng được ghi nhận ở tôm sú (Penaeus monodon), tuy nhiên cần lưu ý rằng nhu cầu vitamin là đặc thù cho từng loài. Ngoài ra, kết quả so sánh còn chịu ảnh hưởng bởi đối tượng nghiên cứu: với tôm sú là giai đoạn non, trong khi ở đây là tôm bố mẹ đực.
Hình 1: Số lượng tinh trùng (A) và chất lượng (B) của tôm thẻ chân trắng bố mẹ Penaeus vannamei được cho ăn các mức bổ sung vitamin C khác nhau trong khẩu phần: Cơ bản (0,016 gam/kg), A (0,322 gam/kg), B (0,628 gam/kg) và C (0,934 gam/kg). Kết quả được biểu thị dưới dạng trung bình ± SE (n = 3). Các chữ cái có nghĩa biểu thị sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức.
Sự khác biệt về số lượng tinh trùng giữa các nghiệm thức cho thấy vitamin C giữ vai trò quan trọng trong sinh sản của tôm thẻ chân trắng (P. vannamei). Tuy nhiên, điểm đáng chú ý là dù số lượng tinh trùng thay đổi rõ rệt, chất lượng tinh trùng lại không khác biệt đáng kể – một hiện tượng cũng từng được ghi nhận ở P. brasiliensis. Điều này gợi ý, chất lượng tinh trùng có thể phụ thuộc nhiều hơn vào các dưỡng chất khác trong khẩu phần ăn, thay vì chỉ riêng vitamin C.
Xét về sản lượng tinh trùng, nhóm tôm ăn khẩu phần B đạt mức cao nhất, trong khi nhóm A cho kết quả thấp nhất. Dẫu vậy, cả hai nhóm đều thể hiện phản ứng sinh lý, tình trạng stress oxy hóa và miễn dịch khá tương đồng, chứng tỏ mức bổ sung 0,322 g/kg (khẩu phần A) là chưa đủ để kích thích sản xuất tinh trùng một cách hiệu quả. Ngược lại, sự suy giảm sản lượng tinh trùng ở nhóm C có thể liên quan đến tình trạng stress oxy hóa phát sinh do tác dụng chống oxy hóa quá mức từ 0,934 g vitamin C/kg khẩu phần.
Như vậy, nghiên cứu nhấn mạnh rằng vitamin C cần được bổ sung ở mức phù hợp để vừa hỗ trợ quá trình sản xuất tinh trùng, vừa duy trì cân bằng sinh lý, tránh những tác động bất lợi do thiếu hụt hoặc dư thừa. Đối với ngành tôm, những kết quả này mang ý nghĩa quan trọng, bởi chúng cho thấy việc duy trì đàn tôm bố mẹ với chất lượng tinh trùng tốt có thể cải thiện tỷ lệ thụ tinh và tiềm năng gia tăng sản lượng nauplii. Đồng thời, cần có thêm các nghiên cứu nhằm làm rõ vai trò của vitamin C trong việc kiểm soát stress oxy hóa ở tôm cái, từ đó tối ưu hóa kết quả sinh sản.
Vitamin C: Tác động tới đặc điểm sinh sản và sinh lý ở tôm thẻ chân trắng bố mẹ
English