English2.- Trao đổi chất của canxi và bicarbonate trong cơ thể tôm
Canxi là nguyên tố cực kỳ quan trọng trong cơ thể mọi sinh vật. Do cấu tạo hết sức đặc biệt của nguyên tử canxi, nó có 3 chức năng quan trọng :
– Tham gia vào kết cấu của các phân tử sinh học, nhất là các enzyme, các phân tử này hoạt động trong mọi quá trình sinh học.
– Là tín hiệu thứ cấp (second messenger) trong tế bào : các tế bào liên lạc với nhau, nhận chỉ dẫn về hoạt động thông qua hệ thống tín hiệu sơ cấp (first messenger) là các hormone, vào trong tế bào, hormone được diễn dịch ra thành tín hiệu thứ cấp để triển khai các phản ứng sinh học, tại đây canxi tham gia vào với tư cách tín hiệu thứ cấp. Canxi quan trọng đến nỗi, từng cơ quan bên trong tế bào (intracellular organelle), đều có bộ máy bơm chuyên biệt, thu nhận, trả ra canxi liên tục và giữ cho từng cơ quan nhỏ của tế bào này có nồng độ canxi riêng biệt.
Trong não chúng ta, hàng trăm tỷ tế bào liên lạc với nhau và truyền dẫn thông tin đi và đến, qua các khớp thần kinh, tại các khớp thần kinh này canxi tham gia vào từng phản ứng khuếch đại, truyền dẫn tín hiệu.
Trong các mô cơ, trong tim của chúng ta, canxi ra tín hiệu cho sự co cơ hoặc co bóp của tim.
Các tín hiệu này tinh tế đến nỗi, nó phản ứng với tốc độ phần triệu của giây (microsecond), trong khoảnh khắc nhỏ của giây này canxi hình thành những đợt sóng bùng phát để kích hoạt hoạt động của tế bào.
– Tham gia như là vật chất cho sự khoáng hóa.
Vì sự quan trọng của canxi, cơ thể người có hẳn hai hệ thống hormone riêng biệt để quản lý nồng độ canxi trong cơ thể.
Đó là tuyến giáp (thyroid) và tuyến cận giáp (parathyroid). Tuyến giáp nhận chỉ dẫn từ tuyến yên bên trong não, điều hành lượng canxi trong thể dịch lúc nào cũng trong khoảng 85-105 ppm, nếu thiếu , sẽ lấy canxi từ xương ra. Canxi và vitamin D điều hành co bóp nhịp tim và co giãn thành mạch, co cơ và nhiều chức năng khác trong cơ thể. Nếu lượng canxi trong máu trở nên cao, tuyến cận giáp sẽ ra tay, đưa canxi trở vào xương. Hệ thống điều hành này giống như bộ điều khiển điện tử hiện đại có vòng lặp phản hồi.
Trong khi ở tôm và các động vật bậc thấp, hormone chỉ có chiều ra lệnh, mà ko có phản hồi.
Ở thời điểm giữa các kỳ lột (intermolt) lượng canxi trong cơ thể tôm là ko thay đổi. Lúc này hormone ức chế lột (Molt inhibiting hormone – MIH) từ trong tuyến xoang bên trong cuống mắt, ngưng tiết ra, tôm bắt đầu đi vào chu kỳ lột. Hormone tăng đường huyết giáp xác (Crustacean hyperglycemic hormone – CHH), tiết ra mạnh mẽ, tôm bắt đầu đưa lượng glucose dự trữ trong gan tụy vào máu, canxi trong vỏ tôm bắt đầu bị hòa tan và đưa vào máu. Các tế bào máu (Hemolymph) chứa đầy canxi trở nên trắng đục. Các bạn hay quan sát sẽ thấy tôm lúc này sẽ có màu ngã vàng.
Lượng canxi này được xử lý tùy theo loài :
Đối với loài sống ở biển mặn, nồng độ canxi trong nước biển 400mg/l thừa thải cho sử dụng bất cứ lúc nào, nên chúng sẽ thải hết canxi ra môi trường
Đối với loài ở nước ngọt hoặc trên cạn, canxi trong môi trường hết sức hiếm hoi, chúng sẽ giữ lại toàn bộ số canxi hòa tan từ vỏ này, trong tế bào máu, trong lưới nội chất của mọi tế bào biểu mô dưới dạng calcium carbonate vô định hình, trong gan tụy dưới dạng các hạt sỏi calcium phosphate.
Đối với các loài rộng muối như tôm thẻ hay sú, có thể sống ở nhiều loại độ mặn khác nhau, cách canxi được hấp thu nằm trung gian của 2 loại kể trên, tức là một phần được giữ lại, một phần bị thải ra môi trường.
Khi cơ thể đã sẳn sàng, hormone ecdysone được phát ra, tôm cởi bỏ ngay lớp vỏ ngoài, đã trở nên mềm mại, do đã mất hết canxi. Sau đó, tôm sẽ hút nước từ trong môi trường vào cơ thể, phồng lên, tăng kích thước tối đa.
Lúc này lượng đường và các chất dinh dưỡng như axit amin trong máu tôm sẽ dồn dập đi đến lớp biểu bì mềm của vỏ tôm và hình thành lớp composite sinh học chitin-protein. Trong 1 thời gian ngắn sau lột, lớp vỏ hình thành, canxi dự trữ và cả canxi lấy từ trong môi trường (nếu thiếu) được đưa ra vỏ, chờ máu tôm với các phenoloxidase tạo cầu nối quinone, hóa cứng vỏ.
Hiện tượng này là tổ hợp của một loạt các sự kiện diễn ra chính xác theo thời gian biểu, nó ko được quá nhanh, vì tôm sẽ ko có thời gian hút nước và phồng to lên, nó cũng ko được quá chậm, vì tôm ko được bảo vệ trong khoảng thời gian này, sẽ bị đồng loại, hoặc các động vật săn mồi khác ăn thịt.
Tôm lột xong lớp vỏ còn mềm, (mình hay gọi là tôm na) bắt đầu thải nước ra, phần mô cơ rộng rãi lỏng lẻo bên trong vỏ, sẽ phát triển đến đầy vỏ trong chu kỳ tiếp theo.
Bicarbonate – HCO3- là một ion quan trọng trong cơ thể, ở người, chúng ta có hẳn 1 họ riêng gồm 15 enzyme các carbonic anhydrase, mỗi enzyme phụ trách ở 1 cơ quan, duy trì cân bằng kiềm-toan (acid-base) cho cơ quan đó.
Ở tôm carbonic anhydrase, giữ cân bằng kiềm-toan cho cơ thể tôm, khi tôm chuẩn bị lột, toàn bộ CO2 được tế bào thải ra, thay vì theo mang tôm ra môi trường, lại được carbonic anhydrase chế biến thành HCO3- và giữ lại, để có thể tác dụng với Ca2+, trở thành CaCO3, phục vụ cho việc hóa cứng vỏ tôm. Người ta nhận thấy, 12 tiếng trước lột và 6 tiếng sau lột, tôm hoàn toàn ko thải CO2, mà trái lại còn lấy rất nhiều HCO3- từ môi trường vào cơ thể.
Nguồn: Anh Bảo Nguyễn
