Dữ liệu của ngành cho thấy sự gia tăng các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn trong ngành công nghiệp cá hồi Đại Tây Dương của Na Uy, với các nhà nghiên cứu liên kết các hormone gây căng thẳng sinh học với khả năng phục hồi và ngập úng.

Nuôi cá hồi là một ngành công nghiệp quan trọng ở Na Uy, vì vậy sự gia tăng các trường hợp mắc bệnh do vi khuẩn ở các trang trại là đáng báo động. Để giải thích lý do tại sao, trung tâm nghiên cứu thú y hàng đầu của quốc gia chuyển sang Mark Wright, giáo sư vi sinh thú y và y tế dự phòng tại Đại học bang Iowa. lý thuyết của mình? Cá hồi bị căng thẳng.
Căng thẳng mới cho cá hồi
Nông dân nuôi cá hồi ở Na Uy đã sử dụng rộng rãi thuốc kháng sinh và các loại thuốc khác. Tuy nhiên, nỗ lực kiểm soát dịch bệnh của họ hiện chủ yếu dựa vào vắc-xin và tẩy giun cho cá. Những phương pháp điều trị này đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây vì rận biển đã trở nên kháng hóa chất. Các phương pháp vật lý để diệt rận bao gồm chải rận khỏi vảy của cá hồi và cá nước lạnh hay trong nước nóng.
“Tất cả những điều này chắc chắn gây căng thẳng cho cá. Hãy tưởng tượng nó bị nấu chín trong một thời gian. Bạn sẽ không thích nó đâu.” Sau đó, tôi hỏi, “Một số phản ứng căng thẳng là gì?” Wright nói.
Quảng cáo

Các chất hóa học thần kinh này—các hoóc-môn căng thẳng “chiến đấu hay bỏ chạy” như norepinephrine và epinephrine—thúc đẩy các phản ứng vật lý như tăng nhịp tim và lượng đường trong máu, chuẩn bị cho động vật hành động. Nhưng kích thích này có thể vượt ra ngoài con vật bị căng thẳng.

Lyte đi tiên phong trong lĩnh vực nội tiết vi sinh vật. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu kết hợp vi sinh học và sinh học thần kinh để nghiên cứu sự tương tác giữa vi khuẩn, động vật và thực vật, nhiều loài trong số đó tạo ra và phản ứng với các chất hóa học thần kinh giống nhau. Một trong những phát hiện của ông là các hormone gây căng thẳng đóng vai trò là tín hiệu môi trường cho vi khuẩn, khiến chúng nhân lên, phát triển và bám vào các mô của vật chủ rất lâu trước khi hệ thống miễn dịch của vật chủ nhận ra chúng, khiến chúng trở nên nguy hiểm và có thể gây nhiễm trùng. Bằng cách nhận biết và phản ứng với các phản ứng căng thẳng của vật chủ, mầm bệnh có thể trốn tránh hệ thống miễn dịch và cuối cùng gây bệnh.
Đó là điều mà các nhà nghiên cứu tại Lyte và Viện Thú y Na Uy (NVI) nghi ngờ tại các trang trại nuôi cá hồi ở Na Uy. Các hormone gây căng thẳng do cá sản xuất khuyến khích sự phát triển của vi khuẩn, dẫn đến sự gia tăng các bệnh nhiễm trùng.
dấu hiệu của sự tăng trưởng
Lyte lần đầu tiên cho thấy hơn 30 năm trước rằng vi khuẩn có thể phản ứng với các chất hóa học thần kinh liên quan đến phản ứng căng thẳng. Biết rằng hormone căng thẳng có thể thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn là cách cuối cùng để hiểu tại sao bệnh nhân nhập viện được cung cấp các dạng hormone căng thẳng tổng hợp để tăng cường chức năng tim và phát triển bệnh nhiễm trùng thận đe dọa tính mạng.

Đối phó với các phản ứng căng thẳng không có gì mới đối với những con bọ này. Những chất hóa học thần kinh này đã được tìm thấy trước khi cá và các động vật khác tồn tại và thay đổi sinh lý của chúng để tồn tại.

Mark Wright, Đại học bang Iowa

Sau nhiều năm nghiên cứu khả năng ức chế hệ thống miễn dịch của stress, ông đã phát triển lý thuyết về nội tiết vi sinh vật. Ông phát hiện ra rằng, từ góc độ tiến hóa, việc căng thẳng cấp tính ức chế hệ thống miễn dịch của vật chủ là vô nghĩa.
“Hai con vật đánh nhau và cắn nhau. Da con vật bị thủng để vi khuẩn xâm nhập. Nếu hệ thống miễn dịch bị ức chế và không chống lại vi khuẩn trong vết thương, tại sao con vật bị vết đốt lại có lợi nhất vào thời điểm này? tốt cho phản ứng miễn dịch.”

Vấn đề là vi khuẩn cũng muốn tồn tại. Do đó, nhiễm trùng cũng có thể lây lan khi phản ứng miễn dịch gia tăng. Vi khuẩn coi các hormone gây căng thẳng là tín hiệu môi trường, khiến chúng phát triển nhanh hơn và bám vào các bề mặt để tạo thành màng sinh học, giúp vi khuẩn chống lại sự tấn công của các tế bào miễn dịch. Thuốc kháng sinh được sử dụng để điều trị nhiễm trùng.
“Quản lý phản ứng căng thẳng không có gì mới đối với những con bọ này. Chúng nhìn thấy những chất hóa học thần kinh này trước khi cá và động vật khác tồn tại và thay đổi sinh lý để tồn tại”, Wright nói.

Nghiên cứu về cách vi khuẩn tương tác và ảnh hưởng đến vật chủ của chúng đang tiến triển nhanh chóng, nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi. Ví dụ, vào những năm 1940, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng sữa chua có chứa Lactobacillus, một loại vi khuẩn phổ biến được tìm thấy ở động vật, tạo ra một lượng lớn axit gamma-aminobutyric. , một chất dẫn truyền thần kinh chính trong não động vật.
Ông nói: “Nhiều thập kỷ sau, chúng tôi vẫn không biết tại sao. “Đó không chỉ là địa ngục. Họ làm vậy là có lý do. Triển khai để câu cá
Nhóm nghiên cứu của Lyte đang hợp tác với NVI theo khoản tài trợ 1,2 triệu đô la trong ba năm từ Hội đồng nghiên cứu Na Uy, đây là sự hợp tác đầu tiên giữa hai tổ chức. Các nhà nghiên cứu muốn xem liệu hormone gây căng thẳng có khiến cá hồi nuôi mắc các bệnh do vi khuẩn hay không.
Nhiều tác nhân gây bệnh có liên quan đến các đợt bùng phát, cả mới xuất hiện và mới xuất hiện, nhưng không có bằng chứng về sự thay đổi di truyền đáng kể ở vi khuẩn hoặc cá được nuôi để kháng bệnh. Môi trường nuôi lồng trên biển ổn định, kể cả nhiệt độ nước. Nhưng sự gia tăng tỷ lệ mắc bệnh trong những năm gần đây đồng thời với sự gia tăng đáng kể trong việc tẩy giun, với các triệu chứng thường xuất hiện ngay sau khi điều trị, từ vài tuần đến vài tháng, Tiến sĩ NVI cho biết.

Bắt đầu từ tháng 7, Lyte sẽ tới Na Uy để gặp gỡ và đào tạo các nhà nghiên cứu Na Uy. Sau đó, họ đến thăm phòng thí nghiệm của anh ấy ở Ames, Iowa. Trong nghiên cứu này, vi khuẩn liên quan đến cá được tiếp xúc với các kích thích tố gây căng thẳng trong phòng thí nghiệm và cá bị căng thẳng trong nước. Nhóm cũng có kế hoạch phát triển các công cụ để theo dõi mức độ hormone gây căng thẳng trong quần thể cá hồi.
Gala cho biết: “Mục tiêu chung của chúng tôi là tạo ra kiến ​​thức mới về các bệnh vi khuẩn quan trọng trong nuôi trồng thủy sản ở Na Uy bằng cách làm sáng tỏ liệu các quá trình nội tiết của vi sinh vật có phải là tác nhân gây bệnh quan trọng của các bệnh vi khuẩn ở cá hay không. Hiểu rõ hơn, điều này có thể dẫn đến các chiến lược giảm thiểu tốt hơn”. Mối quan hệ giữa sự phát triển của bệnh và kích thích tố gây căng thẳng ở cá hồi sẽ là một bước nữa trong nỗ lực của Lyte để chứng minh tác động qua lại của các bệnh nhiễm trùng ở nhiều loài động vật.
Ông nói: “Nếu chúng ta có thể chứng minh điều này trên quang phổ tiến hóa, chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của nó ở người.