Phan Vĩnh Thịnh * , Đỗ Thị Thanh Hương , Nguyễn Thanh Phương , Mark Bayley Tobias Wang

* Tác giả liên hệ (thinhp0614005@gstudent.ctu.edu.vn)

Abstract

The study was conducted to investigate the variability of parameter in water with different stages as well as to determine the effect of high CO2 on the acid-base regulation of the eel. The field survey was measuring CO2 levels in 9 swamp eel grow-out tanks. The results showed that the partials pressure of CO2 in water was 9.5 mmHg and 28 mmHg in the middle and harvest of culture cycle (9 months), respectively. The laboratory experiment was conducted with 3 treatments including control, 14 and 30 mmHg CO2. Blood was sampled at 0, 3, 6, 24, 48, and 72-h.  Blood pH decreased during the first 24-h and completely recovered after 72-h with value of 7.4±0.04 at the treatment of 14 mmHg CO2. In contrast, partial pressure of CO2 in the blood and plasma HCO3- increased significantly at the treatments of 14 and 30 mmHg CO2 during hypercapnic exposure compared to the control group (p<0.05). The number of red and white blood cells of the eel were 3.44±0.18x106/mm3 and 3.35±0.21x104/mm3, respectively and significantly increase after 72-h exposed to 30 mmHg CO2. Plasma glucose concentration reached to 10.9 and 12.63 mg/100 mL in both treatments of 14 and 30 mmHg CO2 at the first 24-h. These results showed that Monopterus albus is one of the air-breathing species having ability for blood pH regulation in hypercapnia by acid-base balance mechanism.
Keywords: Acid-base balance, blood pH, hypercapnia, Monopterus albus

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát sự biến động của một số yếu tố môi trường nước ở các giai đoạn nuôi thương phẩm cũng như xác định sự ảnh hưởng của CO2 cao lên khả năng điều hòa acid base của lươn. Kết quả khảo sát môi trường hiện trường của 9 bể nuôi lươn thương phẩm có giá trị PwCO2 dao động 9,5 mmHg ở giai đoạn giữa và 28 mmHg ở giai đoạn cuối vụ nuôi. Ảnh hưởng của hàm lượng CO2 lên lươn được tiến hành gồm 3 nghiệm thức là 0, 14 và 30 mmHg CO2 (lặp lại 3 lần/nghiệm thức) với mật độ 50 lươn/bể. Mẫu máu được thu lúc 0, 3, 6, 24, 48, và 72 giờ và mỗi lần thu 6 lươn/bể. Giá trị pH máu giảm trong 24 giờ đầu và phục hồi sau 72 giờ. PaCO2 và HCO3- trong máu tăng cao ở nghiệm thức 14 và 30 mmHg CO2. Số lượng các tế bào máu (hồng cầu và bạch cầu) cũng tăng cao sau 72 giờ ở nghiệm thức 30 mmHg CO2. Nồng độ glucose cũng tăng lên 10,9 và 12,63 mg/100 mL ở các nghiệm thức 14 và 30 mmHg CO2 sau 24 giờ. Tuy nhiên, nồng độ ion thay đổi không đáng kể ở cả 3 nghiệm thức. Kết quả cho thấy lươn đồng là một trong những loài cá hô hấp khí trời có khả năng điều hòa pH máu bằng cơ chế cân bằng acid và base.
Từ khóa: Lươn đồng, cân bằng a-xít - ba-zơ, pH máu, sinh lý máu, CO2 cao

Article Details

Tài liệu tham khảo

Basu, S.P., 1959. Active respiration of fish in relation to ambient concentrations of oxygen and carbon dioxide. Journal of the Fisheries Board of Canada. 16(2): 175-212.

Boutilier, R. G., Iwama, G. K., Heming, T. A. and Randall, D. J., 1985. The apparent pK of carbonic acid in rainbow trout blood plasma between 5 and 15C. Respiration Physiology journal.61(2): 237-254.

Bouwer S. T., Hoofd L., Kreuzer F., (1997) Diffusion coefficients of oxygen and hemoglobin measured by facilitated oxygen diffusion through. hemoglobin solutions. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Protein Structure and Molecular Enzymology. 1338 (1): 127-136.

Boyd C.E. and Tucker C.S., 1998. Pond Aquaculture Water Quality Management, Kluwer Academic Publishers, Boston, MA, 700 pages.

Brauner C. and Baker D. (2009) Patterns of Acid–Base Regulation During Exposure to Hypercarbia in Fishes. In: Glass M. and Wood S. (Eds) Cardio-Respiratory Control in Vertebrates. Springer, Berlin, Heidelberg, pp.43-63.

Brauner, C.J., Wang, T., Wang, Y., Richards, J.G., Gonzalez, R.J., Bernier, N.J., Xi, W., Patrick, M., and Val, A.L., 2004. Limited extracellular but complete intracellular acid base regulation during short term environmental hypercapnia in the armoured catfish, Liposarcus pardalis. Journal of Experimental Biology207 (19): 3381–3390.

Cameron, J.N., 1971. Rapid method for determination of total carbon dioxide in small blood samples.Journalof Applied Physiology31: 632-634.

Claiborne, J.B. and Heisler, N., 1984. Acid base regulation and ion transfers in the carp (Cyprinus carpio) during and after exposure to environmental hypercapnia. Journal of Experimental Biology.108 (1):25-43.

Damsgaard, C., Findorf, I., Helbo, S., Kocagoz, Y., Buchanan, R., Huong, D.T.T., Weber, R.E., Fago, A., Bayley, M. and Wang, T., 2014. High blood oxygen affinity in the air-breathing swamp eel Monopterus albus. Comparative Biochemistry and Physiology Part A 178: 102–108.

Damsgaard, C., Le Thi Hong Gam, Dang Diem Tuong, Phan Vinh Thinh, Do Thi Thanh Hương, Tobias Wang and Mark Bayley, 2015. High capacity for extracellular acid – base regulation in the air- breathing fish pangasianodon hypophthalmus. The Journal of Experimental Biology.218 (9): 1290-1294.

Đỗ Thị Thanh Hương và Nguyễn Văn Tư, 2010. Một số vấn đề về sinh lý cá và giáp xác. Nhà xuất bản Nông nghiệp. Thành phố Hồ Chí Minh. 152 trang.

Duthie G.G. and Tort L., 1985. Effect of dorsal aortic cannulation on the respiration and haematology of the Mediterranean dog fish, Scyllorhlnus canlculaL. Comparative Biochemistryand PhysiologyPart A81(4): 879–883

Gallaugher, P.and Farrell, A.P.,1998. Hematocrit and blood oxygen-carrying capacity in fish respiration. In Perry, S.and Tufts, B., (Eds),Fish Physiology, Vol. 17. Academic Press, New York. pp. 185–227.

Gonzalez, R.J., Brauner, C.J., Wang, Y.X., Richards, J.G., Patrick, M.L., Xi, W., Matey, V. and Val, A.L., 2010. Impact of ontogenetic changes in branchial morphology on gill function in Arapaima gigas. Physiological and Biochemical Zoology journal. 83(2): 322-332.

Handeland S.O., Imsland A.K., Ebbesson L.O.E., Nilsen T.O., Hosfeld C.D., Teien H.Ch. and Stefansson S. 0, (2014). Osmoregulation and growth in offspring of wild Atlantic salmon at different temperatures Environmental Biologyof Fishes. 97 (3): 285-296

Harter, T.S., Shartau, R.B., Brauner, C.J. and Farell, A.P., 2014. Validation of the i-STAT system for the analysis of blood parameters in fish, Conservation Physiology, 2(1) cou037, https://doi.org/10.1093/conphys/cou037

Heisler, N., 1982. Intracellular and extracellular acid-base regulation in the tropical fresh-water teleost fish Synbranchus marmoratus in response to the transition from water breathing to air breathing. Journal of Experimental Biology. 99 (1): 9-28.

Hugget, A.S.G. and Nixon, D.A., 1957. Use of glucose oxidase, peroxidase and o-dianisidine in determination of blood and urinary glucose. The Lancet. 270 (6991): 368-370.

Humason, G.L. 1979. Animal tissue techniques. W.H. Freeman and Company. San Francisco,. pp:34-37.

IPCC, 2013. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Intergovernmental Panel on Climate Change, Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report (AR5) (Cambridge Univ Press, New York), 1535.

Larsen, B.K., Pörtner, H.O. and Jensen, F.B., 1997. Extra- and intracellular acid-base balance and ionic regulation in cod (Gadus morhua) during combined and isolated exposures to hypercapnia and copper. Marine Biologyjournal.128 (2): 337-346.

Larsen, H. N. and Snieszko, S. F., 1961. Modification of the micro-hematocrit technique with trout blood. Transaction of the American Fisheries Society 90 (2): 139-142.

Lê Văn Cát, Đỗ Thị Hồng Nhung và Ngô Ngọc Cát, 2006. Nước nuôi thủy sản- chất lượng và giải pháp cải thiện chất lượng. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. Hà Nội. 424 trang.

Lương Quốc Bảo, 2015. Thí nghiệm nuôi lươn đồng (Monopterus albus, Zuiew 1973) với các loại giá thể và thức ăn khác nhau trong bể bạt tại huyện Vĩnh Thạnh, thành phố Cần Thơ. Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Nuôi Trồng Thủy Sản. Trường Đại Học Cần Thơ. Thành phố Cần Thơ

Malte, C.L., Jakobsen, S.L. and Wang, T., 2014. A critical evaluation of automated blood gas measurements in comparative respiratory physiology. Comparative Biochemistryand PhysiologyPart A. 178: 7-17.

Martinez-Porchas M., Martínez-Córdova L.R. and Ramos-Enriquez R., 2009. Cortisol and glucose: reliable indicators of fish stress? PANAMJAS, 4 (2): 158-178.

Natt., M.P. and Herrick, C.A. 1952. A new blood diluent for counting the erythrocytes and leucocytes of chicken. Poultry of Science. 31 (4): 754-738.

Nguyễn Hương Thùy, 2010. Ảnh hưởng của các độ mặn khác nhau lên sự điều hòa áp suất thẩm thấu và tăng trưởng của lươn đông (Monopterus albus) giai đoạn giống. Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Nuôi trồng thủy sản. Trường Đại học Cần Thơ. Thành phố Cần Thơ

Perry, S.F. and Gilmour, K.M., 2006. Acid–base balance and CO2 excretion in fish: unanswered questions and emerging models. Respiratory Physiology& Neurobiologyjournal. 154 (1-2): 199-215.

Sanchez, A.P., Giusti, H., Bassi, M. and Glass, M.L., 2005. Acid-base regulation in the South American lungfish Lepidosiren paradoxa: effects of prolonged hypercarbia on blood gases and pulmonary ventilation. Physiological and Biochemical Zoology journal.78 (6): 908-915.

Shartau, R. B. and Brauner, C.J. (2014) Acid–base and ion balance in fishes with bimodal respiration. Journal of Fish Biology. 84 (3): 682–704.

Taylor, J., 1831. On the respiratory organs and air bladder of certain fishes of the Ganges. Edinburgh Journal of Science. 5: 33–51.

Tun, N., and Houston, H., 1986. Temperature, oxygen, photoperiod, and the hemoglobin system of the rainbow trout (Salmo gairdneri). Canadian Journal of Zoology. 64 (9): 1883–1888.

Ultsch G.R and Jackon D.C., 1996. pH and temperature in ectothermic vertebrates. Bulletin of the Alabama Museum of Natural History. Alabama. 18: 1-41

Willmer, E. N., 1934. Some observations on the respiration of certain tropical freshwater fishes. Journal of Experimental Biology.11 (3): 283-306.