Các nghiên cứu gần đây chỉ ra, dạ dày và ruột tôm thẻ chân trắng tham gia tích cực vào việc phòng bệnh, thông qua các hàng rào lý và hoá học.
Ống tiêu hoá của tôm cũng có các thành phần và chức năng tương tự như ở nhiều động vật khác, bao gồm miệng, thực quản, dạ dày, ruột và hậu môn. Sống trong môi trường nước, luôn có sự hiện diện của các vi khuẩn gây bệnh, việc tự vệ thông qua đường tiêu hoá có ý nghĩa vô cùng quan trọng.
Hình 1: Cấu tạo dạ dày tôm ở các mặt cắt khác nhau: A-mặt lưng, B-mặt cắt dọc bán cầu trái khối gan tuỵ, C-cắt dọc giữa dạ dày, D-tổng thể và vị trí van môn vị. Nguồn: Pattarayingsakul và cs, 2019
Dạ dày của tôm nhìn bên ngoài khá đơn giản, nhưng thực ra lại vô cùng phức tạp. Chúng được chia thành 2 khoang lớn. Giữa các khoang trước và sau người ta đều quan sát thấy có sự hiện diện của những tấm lưới có kích thước dưới micrometer để sàng lọc thức ăn và dưỡng chất đã tiêu hoá theo cỡ hạt (khoảng 0,2–0,7 μm). Giữa dạ dày và ruột cũng có tấm lưới này và được điều tiết bởi van môn vị. Các hạt thô nằm tập trung ở mặt lưng của dạ dày, trong khi đó các hạt mịn lọt qua các tấm lưới này và nằm nhiều hơn ở mặt bụng. Mặt trong dạ dày có cấu tạo khá giống các cấu trúc của ruột, bao gồm các nếp gấp, lông nhung và vi lông nhung nhằm tăng khả năng tiết các enzyme tiêu hoá cũng như hấp thu các dưỡng chất. Trong điều kiện bình thường, các tế bào niêm mạc khoẻ mạnh thường liên kết chặt chẽ với nhau giống như bức tường chắc chắn để bảo vệ tôm khỏi sự xâm nhập của các vi khuẩn gây bệnh. Đồng thời, chỉ có các hạt cỡ 0,1 μm có thể lọt qua các tấm lưới này và đưa xuống ruột để tiếp tục tiêu hoá. Như vậy, các vi khuẩn, kí sinh trùng (thường có kích thước lớn 1 μm) khó có thể xâm nhập và lây nhiễm vào trong cơ thể tôm.
Pattarayingsakul và cs (2019) đã nghiên cứu và chỉ ra các khả năng dẫn đến sự lây nhiễm vi khuẩn và kể cả bào tử EHP (kích thước 1,1–1,7 × 0,7–1,0 μm) vẫn có thể gây bệnh cho tôm. Để lý giải cho sự xâm nhập của vi bào tử trùng (EHP), tác giả chỉ ra các khả năng do: (1) các bào tử này thoát qua van môn vị bên nối thông giữa dạ dày và tuyến gan tuỵ; (2) chỗ lõm giữa PMP và LPV, có thể cho phép dịch vị đi vòng qua GS và kết nối PS trực tiếp với vùng chuyển tiếp HP/MG; (3) sự xuất hiện của các khoảng trống với cấu trúc lỏng lẻo khi ống tiêu hoá bị tổn thương hoặc do lột xác làm suy giảm hiệu quả lọc. Các khoảng trống này thường xuất hiện khi hệ tiêu hoá bị rối loạn, tôm bị stress và nhiễm các độc tố trong thức ăn hoặc do môi trường nuôi có nhiều bất lợi.
Wipasiri Soonthornchai và cs (2015) đã gây nhiễm nhân tạo vi khuẩn Vibrio harveyi và V. parahaemolyticus qua đường ăn cho tôm sú. Sau 6 giờ nhiễm bệnh, có rất nhiều vi khuẩn bám ngẫu nhiên trên bề mặt dạ dày, cả riêng lẻ và thành từng cụm lớn giống như màng sinh học dẫn đến sự nhiễm trùng. Các nghiên cứu cho thấy, các tác nhân gây bệnh của tôm phải có khả năng xâm chiếm đường tiêu hóa, đặc biệt là dạ dày, nơi có chitin và sau đó chúng sử dụng một loạt các yếu tố độc lực và enzyme để lây nhiễm vật chủ dẫn đến bệnh tật. Nhìn chung, các vi khuẩn không có khả bám dính lên bề mặt đường tiêu hoá thì không có khả năng gây bệnh.
Ngoài tự vệ cơ học, pH là yếu tố chính ảnh hưởng đến sự sống của các vi sinh vật trong ống tiêu hoá của tôm, bao gồm cả các vi sinh vật có lợi lẫn có hại. Đây có có thể coi là cổng gác rất quan trọng của ống tiêu hoá. Từ năm 1972, Hood và cs đã trộn các chất chỉ thị và trong thức ăn để xác định pH trong dạ dày của tôm. Theo tác giả này, giá trị pH ở dạ dày dao động trong khoảng 5.0-5.5, cao hơn khá nhiều so với pH ở động vật dạ dày đơn khác. Với các ngưỡng pH không quá thấp, khả năng diệt khuẩn nhờ thay đổi pH ở tôm không phải là tối ưu. Hầu hết các nghiên cứu chỉ ra rằng vi khuẩn trong ống tiêu hoá đều có xu hướng thích nghi tốt hơn với môi trường axit nhẹ.
Ruột của tôm có thể tham gia bảo vệ cơ thể thông qua hệ thống enzyme và các vi khuẩn có lợi, kích thích các nhu động ruột và hỗ trợ tiêu hóa. Các enzyme này được các chủng vi sinh tiết ra với mục đích chủ yếu là chuyển thức ăn thành dạng dễ hấp thu hơn. Những vi khuẩn có lợi này cũng sẽ hấp thu dinh dưỡng từ thức ăn rồi chuyển hóa thức ăn bên trong nội bào của nó, sau đó tạo ra một số protein ngoại bào góp phần vào việc thúc đẩy tiêu hóa. Quá trình này của vi khuẩn cũng có thể đào thải và chuyển hóa một số độc tố có sẵn trong thức ăn. Các chủng vi sinh có mặt sẽ bám dính trên thành ruột, cạnh tranh về thức ăn và chỗ bám với các vi sinh vật có hại. Chúng tiết ra một số hoạt chất kháng khuẩn như các acid hữu cơ, bacteriocin có lợi cho đường ruột, chống lại các tác nhân gây hại và các mầm bệnh khác. Hệ vi sinh này cũng góp phần kiểm soát sự tăng sinh của các tế bào biểu mô ruột và thúc đẩy sự hoạt động của hệ miễn dịch trên tôm.
Ứng dụng các đặc điểm này, nhiều sản phẩm là men tiêu hoá được sản xuất ra nhằm cung cấp các vi sinh vật có lợi (probiotics) cho tôm. Ngoài ra, các sản phẩm là acid hữu cơ, đặc biệt là axit butyric và các dẫn xuất của nó, có thể vừa cung cấp năng lượng để tái tạo, phát triển hệ lông nhung đường ruột, đồng thời tạo môi trường thuận lợi nhất cho các vi sinh vật hữu ích phát triển.
Hình 2: (A) Vào lúc 1,5 giờ sau nhiễm trùng (PI), không thấy vi khuẩn bám trên bề mặt
niêm mạc dạ dày, nhưng (B) thấy nhiều tế bào vi khuẩn trộn lẫn với thức ăn ăn vào bám trên bề mặt dạ dày. (C) Vô số vi khuẩn hình que bám chắc vào niêm mạc dạ dày. (D) Vào lúc 6 giờ PI, vi khuẩn xâm chiếm bao phủ biểu mô của ruột giữa trước. (E, mũi tên màu vàng) Độ phóng đại cao hơn của vi khuẩn được nhìn thấy vào lúc 6 giờ cho thấy chúng có tiên mao cực được liên kết với nhau và (F) sự phá hủy nặng nề các lớp biểu mô do vi khuẩn tiếp xúc với màng đáy bên dưới. (G) Phần sau của ruột giữa cho thấy mô còn nguyên vẹn với nền màng dinh dưỡng dày hoặc (H) với một số tế bào vi khuẩn gắn vào các vi nhung mao. (I) Các cụm vi khuẩn hình que rải rác bám vào niêm mạc ruột sau. (J-L) Vào lúc 24 giờ PI, số lượng vi khuẩn trong dạ dày tôm bị nhiễm bệnh tăng lên đáng kể. Vi khuẩn tập trung dày đặc được tìm thấy bao phủ biểu mô của ruột giữa trước. Chữ viết tắt: lớp biểu bì (Cu), gai (Sp), màng quanh chất (PM), thức ăn ăn vào (IF), seta sợi (FS), roi cực (PF), vi khuẩn (Ba), màng đáy (BM), vi nhung mao (Mv)
Đa số các vi khuẩn có hại đều không sống được ở môi trường pH thấp, do đó một số phương pháp tạo ra môi trường pH thấp ở đường ruột thường được áp dụng để tiêu diệt chúng. Trong ruột tôm có sự tồn tại của rất nhiều vi khuẩn, bao gồm cả lợi khuẩn và các vi khuẩn có hại. Cả 2 nhóm vi khuẩn đối lập này thường cạnh tranh chất dinh dưỡng, chỗ bám trên các nhung mao ruột. Nếu vi khuẩn có lợi nếu phát triển thuận lợi với mật độ cao hơn sẽ cản trở hoạt động của hại khuẩn. Hoạt động của tôm cùng với những chất bổ sung vào đường ruột sẽ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tiêu hóa thức ăn và hấp thu dinh dưỡng. Ngoài ra, những chất bổ sung này cũng kích thích hệ miễn dịch của tôm hoạt động tốt hơn. Phân trắng là hiện tượng thường gặp nhất. Do sự ảnh hưởng của ký sinh trùng làm cho các enzyme tiêu hóa không tiết ra để tiêu hóa thức ăn được, nên Vibrio được dịp lên men thối thức ăn gây ra phân trắng. Phân lỏng và phân đứt khúc cũng là hiện tượng bệnh lý thường gặp trong đường ruột tôm. Điều này có thể do sự xuất hiện của tảo độc, chất lượng thức ăn kém hay nặng hơn là chất lượng nước trong ao nuôi bị ô nhiễm. Để có thể duy trì hai bộ phận này người nuôi cần bổsung các chất cần thiết cho tôm. Quan sát tôm mỗi ngày để có thể quan sát trước bằng mắt thường, từ đó có thể hiểu rõ tôm đang cần gì ở giai đoạn đó. Người nuôi cũng có thể sử dụng các chế phẩm sinh học để an toàn với ao nuôi.
TS. Nguyễn Ngọc Tuấn
Khoa Thủy sản, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
English