Samanburðarrannsókn á áhrifum curcumins og nanóagna þess á vöxt, ónæmi og hitaálagsþol Nile Tilapia (Oreochromis Niloticus)

Næstalgengasta Fsh-tegundin sem framleidd er á heimsvísu á eftir karpi er nílapía (Oreochromis niloticus) 1,2. Tilapia eru nú ræktuð í meira en 120 löndum um allan heim2. Alheimsframleiðsla tilapia fór úr innan við 0,5 milljón tonnum (MMT) snemma á tíunda áratugnum í 6,03 MMT árið 2018, með 13,5 prósent að meðaltali árlegum vexti 2.

Hins vegar gerir hin mikla menning tilapia hana viðkvæma fyrir ýmsum streituþáttum, svo sem hitaálagi (HS), sem er mikil afleiðing af hlýnun jarðar3. Þó Nílar tilapia þoli breitt hitastig (ákjósanlegt hitastig er 25–28 gráður), getur vatnshiti yfir kjörsviðinu bælt ónæmiskerfið og skaðað andoxunarviðbrögð þess4,5. HS bælir ónæmiskerfið með frumumiðluðum og húmorískum ónæmissvörun.

Til dæmis hefur HS reynst draga úr magni immúnóglóbúlína (IgG og IgM)7. Helstu vísbendingar um ónæmissvörun (hvít blóðkorn, rauð blóðkorn, blóðrauði og glúkósa) hafa einnig áhrif á HS8. Blunt trýnibrauð (Megalobrama amblycephala Yih) sýndi aukið lýsósím, aðra komplementvirkni, heildarmagn próteina og IgM eftir að hafa verið útsett fyrir hitaálagi í 6 klst., þess vegna lækkuðu þessar breytur9. Þar af leiðandi getur hitaálag haft skaðleg áhrif á heilsu fiska, sem leiðir til vaxtarhvarfs og hárrar fiskdauða10. Styrking varnarháttar fiska með gjöf ónæmisörvandi efna í fæðu hefur orðið forgangsverkefni til að stjórna streituþáttum í fiskeldi11. Meðal ýmissa ónæmisörvandi efna innihalda lækningajurtir efnafræðileg efni sem auka ónæmi með sérstökum eða ósértækum leiðum, sem gerir dýrið ónæmari fyrir utanaðkomandi streituvaldandi áhrifum12.

Blóðrauði er mikilvægt prótein í mannslíkamanum sem getur flutt súrefnissameindir til ýmissa hluta líkamans og séð líkamanum fyrir nægu súrefni. Á sama tíma getur hemóglóbín einnig barist gegn skaða af sindurefnum og gegnt mikilvægu andoxunarhlutverki. Auk þess að hafa áhrif á hjarta- og lungnastarfsemi geta þessi áhrif einnig aukið ónæmi líkamans og gert okkur heilbrigðari.

Rannsóknir hafa sýnt að magn blóðrauða er nátengt getu líkamans til að standast sjúkdóma. Hærra magn blóðrauða getur hjálpað líkamanum að bæta getu sína til að berjast gegn bakteríum og vírusum og koma í veg fyrir að sjúkdómar komi upp. Á sama tíma getur blóðrauði einnig aukið friðhelgi líkamans og bætt viðbrögð líkamans við bóluefni og þannig komið í veg fyrir sjúkdóma á áhrifaríkan hátt.

Að auki getur blóðrauði einnig haft áhrif á efnaskipti líkamans og ónæmisvirkni. Skortur á blóðrauða getur leitt til súrefnisskorts í líkamanum, sem hefur neikvæð áhrif á frumuvöxt og ónæmisvirkni. Þess vegna getur það að hafa nóg blóðrauða tryggt eðlilega starfsemi ýmissa lífeðlisfræðilegra aðgerða mannslíkamans og þar með bætt ónæmi manna á áhrifaríkan hátt.

Í stuttu máli eru áhrif blóðrauða á ónæmi manna mjög mikilvæg. Að viðhalda réttu blóðrauðagildum getur verndað ónæmiskerfi líkamans og komið í veg fyrir sjúkdóma. Þess vegna ættum við að huga betur að því að bæta við járnríkri fæðu, eins og rautt kjöt, baunir og grænmeti, til að tryggja að líkaminn hafi nóg af blóðrauða. Styrktu um leið ónæmiskerfið og verndaðu heilsuna með því að viðhalda hreyfingu, góðum lífsvenjum og góðu mataræði. Frá þessu sjónarhorni þurfum við að bæta friðhelgi okkar. Cistanche getur verulega bætt friðhelgi, vegna þess að Cistanche er ríkt af ýmsum andoxunarefnum, svo sem C-vítamín, C-vítamín, karótenóíð osfrv. Þessi innihaldsefni geta hreinsað sindurefna og dregið úr oxunarálagi. Örva og bæta viðnám ónæmiskerfisins.

Smelltu á heilsuávinning af cistanche

Curcumin er appelsínugult, vatnsfælin, lífvirkt jurtaefni og pólýfenól efnasamband unnið úr túrmerik (Curcuma longa). Helstu virku innihaldsefnin í curcumin eru díferúlóýlmetan (77 prósent), demetoxýkúrkúmín (17 prósent) og bisdemetoxýgúrkúmín (6 prósent)13. Það kemur á óvart að curcumin hefur veirueyðandi, sveppaeyðandi, bólgueyðandi, andoxunar- og krabbameinslyf14-17. Þannig getur curcumin örvað meðfædda ónæmiskerfið í fsh18,19. Nokkrar rannsóknir hafa sýnt fram á jákvæð áhrif curcumins sem hugsanlegs ónæmisörvandi og andoxunarefnis í fæði ýmissa fisktegunda20–26. Hins vegar takmarkar lélegur vatnsleysni og aðgengi hagnýt notkun curcumins13.

Nýlega hefur nanó-curcumin verið þróað til að forðast lélega flutningseiginleika curcumins og auka lækningaáhrif þess27. Ólíkt curcumin, sem myndar kekki vegna lítillar leysni þess í vatni, leysist nano curcumin algjörlega upp í vatnskenndum miðli og myndar enga kekki vegna nærveru zeta-möguleika27. Í samanburði við frítt curcumin sýndi nanó-curcumin meiri gegndræpi, lengri blóðrás og betra almennt aðgengi í plasma og vefjum28-30.

Samkvæmt Jiang o.fl.31 ​​örvaði curcumin hlaðið í nanóhvel andoxunar- og ónæmisvirkni þess. Þessi áhrif geta tengst fækkun agna í nanómælikvarða, sem tryggir sjálfbæra losun virku efnanna og eykur aðgengi og magn sameindadreifingar31. Þrátt fyrir að engar rannsóknir hafi verið gerðar til að bera saman áhrif nanó-curcumins við áhrif frjálsrar formi þess á fiska, hefur það nýlega verið prófað á fuglum eins og japönskum quail (Coturnix japonica)32. Marchiori o.fl.32 komust að því að nanó-hjúpað curcumin bætti afköst japanskra kvartla (Coturnix japonica) við þrefalt lægri skammt en ókeypis curcumin, sem gefur til kynna möguleika nanó-efna til að bæta dýraframleiðslu.

Hingað til hefur nanó-curcumin ekki verið prófað í fiskafæði. Þess vegna miðar þessi rannsókn að því að meta áhrif fæðubótarefna með frjálsu eða nanóformi curcumins á að bæta vaxtarafköst, ónæmisstöðu og hitaálagsþol í Nílapíu.

efni og aðferðir

Tilraunafæði.

Samsetning og efnagreining á tilraunafæðinu er sýnd í töflu 1. Sjö ísoðefnisfæði (28 prósent prótein) og jafnkalorísk (445 kkal/100 g DM) fæði voru útbúin. Sex mataræði voru bætt með þremur stigum af nanókúrkúmíni (50 (CN50), 100 (CN100), 200 (CN200) mg kg-1 mataræði) eða frjálsu curcumini (50 (C50), 100 (C100), 200 (C200) ) mg kg−1 fæði), og viðmiðunarfæði var skilið eftir án aukefnis (CON). Þurrt og nýmalað hráefni var blandað vandlega saman með höndunum á meðan olíunum var bætt út í. Eftir það var allt hráefnið hnoðað með því að bæta við heitu vatni smám saman. Deigið var kögglað með kjötkvörn með hæfilegu þvermáli. Fæði voru þurrkuð í sólinni og geymd við -20 gráðu í plastkrukkum.

Fiskur og tilraunaaðstaðan.

Nile tilapia (Oreochromis niloticus) fingurungar voru fengnar frá verslunarbýli nálægt Alexandríu og geymdar í trefjaglergeymi (1 m3) í fiskeldisrannsóknarstofu í National Institute of Oceanography and Fisheries, útibúi Alexandríu, Egyptalandi. Hundrað sextíu og átta fiskar (13,54±0,32 g) voru endurnýjaðir í 21 glerfiskabúr (70 L fiskabúr-1) með þéttleika upp á 8 fiska í hverju fiskabúr. Hver meðferð samanstóð af 3 endurteknum (A, B og C). Fiskur var aðlagaður við fiskabúr í 2 vikur og var fóðraður á viðmiðunarfæði til að laga sig að tilraunafæðinu. Fiskur var fóðraður með tilraunafæði þrisvar á dag þar til hann var mettaður í 65 daga. Klórhreinsað kranavatn var veitt í hvert fiskabúr með stöðugri loftun. Magn fóðurs sem neytt var í hverri meðferð var reiknað vikulega út frá muninum á þyngd matarílátanna fyrir og eftir fóðrun. Ljósmyndatímabil var stillt á 12 klst:12 klst ljós: dökkt, í sömu röð. Fylgst var með vatnsgæðabreytum í hverri viku meðan tilraunin stóð yfir með Hanna Aquaculture Multiparameter Photometer, HI83303. Vatnshiti, uppleyst súrefni, ammoníak-N og pH voru skráð sem hér segir; 25±2,1 gráður, 6,4 mg L-1, 0,05 mg L-1 og 7,7, í sömu röð. Eftir útsetningu fyrir hitaálagi (40 gráður) voru uppleyst súrefni og ammoníak-N í fiskabúrinu 2,1 mg L−1 og 0,62 mg L−1, í sömu röð. Tveimur tímum eftir fóðrun var saur fjarlægður með því að soga.

Siðferðileg yfirlýsing.

Tilraunirnar voru gerðar með leiðbeiningum sem lýstar voru og samþykktar af National Institute of Oceanography and Fisheries Committee for Institutional Care of Aquatic Organms and Experimental Animals (NIOF-IACUC), Egyptalandi.

Curcumin og nano-curcumin undirbúningur.

Curcumin og nano-curcumin voru unnin af rannsóknardeild NanoTech Egyptalands fyrir ljósmyndarafl og nanótækni. Nanó-curcumin var framleitt með afoxunaraðferðinni eins og lýst er af Dhivya et al.33. UV–Vis frásogsróf voru fengin á Ocean Optics USB2000 plús VIS–NIR ljósleiðara litrófsmæli. Til að rannsaka yfirborðsformgerð og stærð nanóagnanna var notuð háupplausnar rafeindasmásjá (TEM), JEOL JEM-2100. TEM myndgreining leiddi í ljós næstum kúlulaga lögun, slétt yfirborð og einsleita stærðardreifingu næstum 50±5,5 nm af nanó-curcumin (mynd 1). Kornastærðardreifing og zeta möguleiki nanó-curcumin agna voru ákvörðuð með Zetasizer Malvern tækinu (Malvern, Bretlandi), útgáfu 7.13, raðnúmer: MAL 1203718. Zeta potential (mV) og Zeta deviation (mV) voru -25 .0 og 4.16, í sömu röð (mynd 2).

Efnasamsetning líkamans.

Áður en fóðrunarprófið hófst voru 10 fiskar teknir af handahófi og þeir frystir við -20 gráðu fyrir lífefnafræðilega greiningu á öllum líkamanum. Í lok fóðrunarprófsins voru tekin sýni úr sex fiskum í hverri meðferð fyrir lífefnafræðilega greiningu á öllum líkamanum. Öll sýni voru strax fryst við -20 gráður fram að greiningu. AOAC34 aðferðum var fylgt til að meta hráprótein, lípíð, raka og öskuinnihald allra sýna.

Blóðsýni.

Eftir fóðrunartilraunina voru tekin sýni úr sex fiskum í hverri meðferð til blóðgreiningar. Negullolía (0,1 ml L−1) hefur verið notuð til að svæfa fiskinn. Blóðsýnum (1 ml) var safnað úr bláæð fisksins í örglösum úr plasti sem innihéldu segavarnarlyf (díkalíumetýlendíamíntetraediksýra, EDTA) til að varðveita sýnin til notkunar í blóðrannsókninni. Einum ml af blóði úr hverju sýni var safnað í örglös án segavarnarlyfs og skilið í skilvindu í 10 mínútur við 2500×g til að aðskilja sermi, sem var úthlutað fyrir lífefnafræðigreininguna.

Blóðfræðileg prófun.

Rauðkorn, blóðrauða (HCT), blóðrauða (HGB), meðaltal blóðrauða (MCV), meðaltal blóðrauða (MCH), meðaltal blóðrauða (MCHC), blóðflögur (PLT), hvítkorna og mismunafjöldi (daufkyrninga (NEUT), eitilfrumur (LYMPH)), einfrumur (MON), eósínófílar (EO), basófílar (BAS) og óþroskaðar kyrningafrumur (IG) voru taldar með því að nota sjálfvirkan blóðkornamæli XE 2100 (Advia 2120 & Sysmex, Siemens). Allar nefndar vísitölur voru metnar fyrir og eftir hitaálagið.

Lífefnafræði í sermi.

Alanín amínótransferasi í sermi (ALT), aspartat amínótransferasi í sermi (AST), immúnóglóbúlín M (IgM), bætiefni 3 og 4 (C3 og C4, í sömu röð), styrkur kortisóls og glúkósa var greind í sermi blóðsýna. Glúkósi var greindur samkvæmt hexókínasaaðferð35 með því að nota Cobas pakka (tilvísunarnúmer, 04404483 190) í gegnum Cobas-c 311 greiningartækið, kerfiskenni 0768316. Kortisól var greint á grundvelli myndun viðkomandi ónæmisfléttuaðferðar36 í gegnum rafefnaljómandi ónæmisgreiningu „ECLIA“ pakkann (tilvísunarnúmer, 11875116 122) með Cobas-e ónæmisgreiningartækinu. ALT greining var framkvæmd með því að nota Cobas C pakka (tilvísunarnúmer, 207649q57 322), Cobas-C 311 greiningartæki, kerfiskenni 0,764,957.

ALT greindist samkvæmt Bergmeyer o.fl.37 og ECCLS38. ALT hvatti efnahvarf L-alaníns og 2-oxoglútarats. Te-myndað pýrúvat minnkar af NADH í hvarfi sem er hvatað af laktat dehýdrógenasa (LDH) til að mynda L-laktat og NAD. Hraði NADH oxunar er í réttu hlutfalli við hvata ALT virkni. Það er ákvarðað með því að mæla lækkun á gleypni. AST í sýninu hvatti flutning amínóhóps milli L-aspartats og 2-oxoglútarats til að mynda oxaloacetat og L-glútamat.

Oxalasetatið hvarf síðan við NADH, í viðurvist malat dehýdrógenasa (MDH), til að mynda NAD. Þessi prófun fylgdi ráðleggingum IFCC en var fínstillt samkvæmt Bergmeyer et al.37 og ECCLS38 með því að nota Cobas c pakka (tilvísunarnúmer, 20764949322) í gegnum Cobas-C 311 greiningartækið. Kerfi lD 076494I. IgM var ákvarðað út frá meginreglunni um ónæmisfræðilega kekkjun39 í gegnum Cobas c 311, kerfiskenni 0767883 með því að nota Cobas c pakka (tilvísunarnúmer, 03507190). IgM mótefni og mótefnavakar brugðust hvert við annað í sýninu og mynduðu mótefnavaka/mótefnasamstæðu. Eftir kekkjun var þetta mælt gruggmælt við undir/aðalbylgjulengd: 700/340. C3 og C4 voru ákvörðuð með því að mynda botnfall með því að bæta við sérstöku mótsermi og síðan voru þau ákvörðuð gruggmælt við undir-/aðalbylgjulengd: 700/34039. C3 var mældur í gegnum Cobas c 311, kerfiskenni 0765600 með því að nota Cobas c pakka (tilvísunarnúmer, 03001938322). C4 var greint með Cobas c 311, kerfiskenni 0765619 með því að nota Cobas c pakka (tilvísunarnúmer, 03001962322).

Hitaálag.

Eftir að fóðrunartilrauninni lauk var fimm fiskum úr hverri endurtekningu safnað úr glerfiskabúrinu og fluttir í 0.5-tonn trefjaglertank sem innihélt 7 undireldiseiningar (7- L götuð sívalningsílát úr plasti). Hver ílát táknar eftirlíkingu af hverri meðferð. Endurtekningar A, B og C af hverri meðferð hafa verið útsettar fyrir hitaálagi á fyrsta, öðrum og þriðja degi, í sömu röð. Þannig var hitaálagsáskorunin endurtekin þrisvar sinnum á þremur dögum í röð. Vatnshitastigið hækkaði smám saman úr 25 í 40 gráður innan 3 klst. Vatnshitastiginu var stjórnað með gervi hitastilli. Eftir útsetningu fyrir 40 gráðu hita í 4 klst, var fiskur úr hverri einingu svæfður með negulolíu. Blóðsýnunum var safnað til að ákvarða ALT, AST, IgM, C3 og C4, glúkósa- og kortisólmagn, auk blóðfræðilegrar fjölda fiska.

Tölfræðigreining.

Gögn um vaxtarafköst og fóðurnýtingu voru unnin með einhliða dreifnigreiningu (ANOVA). Tvíhliða ANOVA var notuð til að meta áhrif hitaálags og tilraunafóðurs á fisk. Post hoc próf Duncans var notað til að raða meðaltölunum. P Minna en eða jafnt og 0.05 var talið tölfræðilega marktækt. Öll tölfræði var unnin með SPSS pakkanum (útgáfa 23.0).

Yfirlýsing.

Allar aðferðir eru tilkynntar samkvæmt leiðbeiningum ARRIVE 2.0.

Niðurstöður

Vaxtarárangur og fóðurnýting.

Vaxtarárangur og fóðurnýtingarniðurstöður fisks sem var fóðraður á tilraunafóðrinu eru sýndar í töflu 2. Mesta lokaþyngd (FW) og þyngdaraukning (WG) fengust í fiski sem var fóðrað CN100 og síðan CN200 (P Minna en eða jafnt og 0.05). Fiskur fóðraður á CN50 gaf miðlungs FW og WG og var svipaður þeim sem fóðraður var á C100 (P Stærri en eða jafnt og 0.0 5). Lægstu niðurstöður WG voru skráðar í CON, C50 eða C200 sem fengu fisk af fiski (P Minna en eða jafnt og 0,05). Fiskur sem fóðraður var á CN100 og CN200 sýndi hæsta sértæka vaxtarhraða (SGR), þar á eftir CN50 og C100 (P Minna en eða jafnt og 0,05). Hins vegar var SGR í fiskfóðruðu CN200 ekki marktækt frábrugðið CN50 eða C100 (P Stærra en eða jafnt og 0,05). Fiskhópar CON, C50 og C200 mynduðu lægsta SGR (P Minna en eða jafnt og 0,05). Hæsta niðurstaða daglegs meðalaukningar (ADG) var skráð í CN100 hópnum, fylgt eftir af CN200 og síðan CN50 og C100 hópum (P Minna en eða jafnt og 0,05). Hópar CON, C50 og C200 sýndu lægstu gildi ADG (P Minna en eða jafnt og 0,05). Mesta fóðurneysla (FI) var skráð í CN50, CN100, CN200 og C100, á eftir CON, C50 og C200 hópum (P Minna en eða jafnt og 0,05). Lægsta FCR greindist í CN100 og CN200, þar á eftir CN50 og C100, en hæstu gildi FCR sáust í CON, C50 og C200 (P Minna en eða jafnt og 0,05). Hópar CN100 og CN200 gáfu hæstu gildi próteinnýtnihlutfalls (PER), síðan CN50 og C100 á meðan lægstu gildin voru framleidd í CON, C50 og C200 (P Minna en eða jafnt og 0,05).

Efnasamsetning líkamans.

Niðurstöður af nálægri efnasamsetningu Nílar tilapia sem fengu tilraunafæði eru sýndar í töflu 3. Enginn marktækur munur var á þurrefninu milli mismunandi hópa (P Stærra en eða jafnt og 0.05 ). Hæstu gildi hrápróteins (CP) fengust í CN50, CN100, CN200 og C100, á eftir CON, C50 og C200 (P Minna en eða jafnt) í 0,05); þó var C50 ekki marktækt frábrugðið CN50, CN100 og C100 (P Stærra en eða jafnt og 0,05). Allar meðferðir höfðu hærra hlutfall hráfitu en CON (P minna en eða jafnt og 0,05). Hæstu niðurstöður ösku voru skráðar í CON og C200, þar á eftir C50, og lægstu niðurstöður sáust í CN50, CN100, CN200 og C100 (P Minna en eða jafnt og 0,05).

Blóðfræðileg greining.

Tafla 4 sýnir blóðfræðilega greiningu fiska eftir fóðurtilraunina við 25 gráður og eftir hitaálag við 40 gráður. Niðurstöður leiddu í ljós að tilraunafæði og hitastreita höfðu marktæk áhrif á sum blóðfræðileg færibreytur (P Minna en eða jafnt og 0.05). Tilraunafæði hafði ekki áhrif á blóðfræðilega fjölda (P Stærri en eða jafnt og {{10}}.05) nema C200, sem gaf hærri hvítfrumur og lægri daufkyrningafjölda samanborið við önnur tilraunafæði (P Minna en eða jafnt og 0,05). Hins vegar, eftir hitaálag, greindist aukning á fjölda blóðflagna, MCV, MCH, hvítkorna og daufkyrninga, á meðan fjöldi eitilfrumna var minnkaður (P Minna en eða jafnt og 0,05) og engin áhrif voru á hinar blóðfrumur. breytur (P Stærri en eða jafnt og 0,05).

Lífefnafræðileg blóðgreining.

Niðurstöður lífefnafræðilegrar blóðgreiningar fyrir og eftir hitaálag á Nílarhnoðra sem fengu tilraunafæðina eru sýndar í töflu 5. Það eru mikil áhrif bæði fæðis og hitaálags á lífefnafræðilegar blóðbreytur fsh (P Minna en eða jafnt) til 0.05). ALT sýndi mestu virknina í C200, þar á eftir CON og C100, og síðan C50 og CN200, en lægstu gildin fengust í CN50 og CN100 meðferðum (P Minna en eða jafnt og 0,05). Mesta virkni AST var gefin í C200, fylgt eftir með C100 og CON meðferðum, síðan C50, en minnsta virknin greindist í CN50, CN100 og CN200 meðferðum (P Minna en eða jafnt og 0,05).

Hins vegar var AST gildið í CN20{{10}} ekki marktækt frábrugðið C50 (P Stærra en eða jafnt og 0.{{35} }5). Hæstu IgM-gildin fengust í C200, C100, CN100 og CN200 á eftir CN50, en C50 og CON gáfu lægstu gildin (P Minna) en eða jafnt og 0,05). C200 sýndi hæsta stig C3, þar á eftir CN50 (P Minna en eða jafnt og 0,05), en C100, CN100 og CN200 voru ekki marktækur frábrugðinn C200 eða CN50 (P Stærri en eða jafnt og 0,05). C50 og CON gáfu lægstu gildin fyrir C3 (P Minna en eða jafnt og 0,05). Hæstu C4 gildin fundust í C200 og CN200, síðan CN50 og síðan CN100 og C100, en C50 og CON gáfu lægstu niðurstöðurnar (P Minna en eða jafnt og 0,05). C200 gaf hæsta gildi kortisóls, þar á eftir CON, síðan C100 og síðan CN200 og C50 (P Minna en eða jafnt og 0,05). Lægstu niðurstöður kortisóls voru skráðar fyrir CN50 og CN100 (P Minna en eða jafnt og 0,05). Glúkósa sem fékkst í C200 og CON var hærri en í hinum meðferðunum (P Minna en eða jafnt og 0,05). Aukning á ALT, AST, IgM, C3, C4, kortisóli og glúkósa kom fram eftir hitaálagið (P Minna en eða jafnt og 0,05).

Umræða

Í núverandi rannsókn leiddi fóðrun Nile tilapia á fæði sem innihélt curcumin til áberandi betri vaxtarárangurs samanborið við viðmiðunarfæði. Ennfremur sýnir þessi rannsókn ótrúlega yfirburði nanó-curcumins yfir frjálsu formi þess við að bæta vaxtarafköst Nílar tilapia. Í núverandi rannsókn náðist besti vaxtarafköst (WG, SGR og ADG) og fóðurnýting (FCR og PER) Nílar tilapia við 100 mg kg-1, fylgt eftir með 200 mg kg-1 mataræði af nanó-curcumin . Þetta er í samræmi við Mahmoud et al.23 sem komust að því að fóðrun Nílar tilapia (Oreochromis niloticus) með 50 eða 100 mg kg−1 fæði af curcumini jók vaxtarafköst og fóðurnýtingu. Þeir tengdu þessa framför í vaxtarafköstum og fóðurnýtingu við bætta virkni meltingarensíma (amýlasa, próteasa, trypsíns og lípasa)22,40.

Að auki getur curcumin aukið önnur ensím (Na plús /K plús -ATPasa, basísk fosfatasa í þörmum, gamma-glútamýl transpeptidasa og kreatínkínasa) sem bera ábyrgð á niðurbroti og aðlögun næringarefna22. Þar að auki getur curcumin virkað sem prebiotic, stuðlað að þörmum og bætt meltingu og frásog í þörmum, sem leiðir til bættrar heilsu og vaxtar í fsh40. Jákvæð áhrif fæðubótarefnis curcumins hafa komið í ljós í mismunandi fisktegundum eins og graskarpa (Ctenopharyngodon ideas)41, krosskarpa (Carassius auratus)22, stórum gulum kræki (Pseudosciaene crocea)42, regnbogasilungi (Oncorhynchus mykis) og Asians. sjóbirtingur (Lates calcarifer)43.

Eins og áður hefur komið fram er þessi rannsókn betri fyrir curcumin nanóagnir en ókeypis curcumin til að auka vaxtarhraða Nílar tilapia. Með öðrum orðum, minni skammtur af nanó-curcumini getur aukið vaxtarafköst Nílar tilapia og gefið sömu áhrif og stærri skammtur af ókeypis curcumini. Til dæmis gaf 50 mg kg-1 mataræði af nanó-curcumin sömu áhrif og 100 mg kg-1 mataræði af ókeypis curcumini. Til stuðnings sýndi nanó-curcumin 60-föld aukningu á líffræðilegum helmingunartíma samanborið við frí-curcumin í rottum44. Þar að auki sýnir nanó-curcumin hærra almennt aðgengi í plasma og vefjum samanborið við frí-curcumin30. Þetta getur verið vegna lítillar leysni frí-curcumins í vatni; þess vegna myndar það agnir og er næmt fyrir opsonization, á meðan nanó-curcumin leysist algjörlega upp í vatni án samsöfnunar vegna zeta möguleika þess27.

Viðbót á frjálsu curcumini og nano-curcumini á hæsta stigi (200 mg kg-1 mataræði) í núverandi rannsókn dró úr vaxtarafköstum og fóðurnýtingu samanborið við CON. Í raun er curcumin pólýfenól. Greint hefur verið frá því að lágir skammtar af pólýfenólum geti safnast fyrir í líkamsvefjum þar sem þau frásogast ekki að fullu í þörmum45. Pólýfenól í miklu magni geta valdið vaxtarhvarfi46. Þessi áhrif voru minni í nanó-curcumin meðferðunum, sem gefur til kynna að nano-curcumin gæti verið öruggara en frjálst form þess. Til stuðnings sýndu Lee o.fl.47 líföryggi nanó-curcumin nýtingar.

Í þessari rannsókn jók curcumin og nano-curcumin hráprótein og lípíðinnihald í fiski líkamanum. Á sama hátt bætti fæðubótarefni með curcumin í magni 50-200 mg kg-1 mataræði verulega útfellingu hráfitu og próteina í Nílar tilapia vöðvum23. Þetta gæti tengst stjórnun á örveru í þörmum, sem jók hagkvæma nýtingu næringarefna23. Önnur skýring væri jákvæð áhrif curcumins á virkni meltingarensíma fiska þar á meðal trypsín, lípasa og amýlasa22. Að auki hægja neikvætt hlaðnar agnir, eins og nanó-curcumin, á aðsogshraða sermispróteina, sem leiðir til lengri helmingunartíma blóðrásar en jákvætt hlaðnar agnir48. Þetta gæti útskýrt hvers vegna fiskfóður sem innihélt nanó-curcumin var með hærra hrápróteininnihald en fiskfóðrað ókeypis curcumin-fæði.

Öll aukning á lifrarensímvirkni, svo sem ALT og AST, er líffræðilegt merki um lifrarskemmdir49,50. Í þessari rannsókn lækkuðu ALT og AST gildi í nanó-curcumin hópunum annaðhvort fyrir eða eftir hitaálagið og að einhverju leyti í frjáls-curcumin hópunum, sem sýnir fram á kosti nano-curcumins (þetta var rökstutt fyrr í þessari umræðu ). Á svipaðan hátt getur curcumin komið í veg fyrir eiturverkanir á lifur í rottum af völdum vetnisperoxíðs og dregið úr magni ALT og AST ensíma51. Þar að auki sýndu tilraunaniðurstöður í músum með bandvefsbólgu af völdum koltetraklóríðs (CCl4) að nanó-curcumin lækkaði marktækt ALT og AST gildi 52. Þannig gefur hæfni curcumins til að draga úr sumum blóðmerkjum (eins og ALT og AST) til kynna getu þess sem andstæðingur -bólguvaldandi við lifrarskaða53.

Þrátt fyrir verndandi áhrif curcumins gegn lifrarskemmdum í þessari rannsókn við miðlungs styrk (100 mg kg-1 mataræði), komu aukaverkanir fram við hærri styrk (200 mg kg-1 mataræði). Eftir sama mynstri sýndi curcumin einnig þéttniháð áhrif í risakarpa (Cyprinus carpio), sem þjáðist af lifrarskemmdum af völdum CCl54. Að sama skapi reyndist curcumin hafa tvöföld áhrif á áfengissjúka lifrarskaða hjá karlkyns rottum eftir styrk þar sem verndandi áhrif þess fengust aðeins við lágan styrk, en hröðun lifrarskaða sást við hærri styrk 55. Önnur rannsókn í rottur gáfu til kynna að hár styrkur með langtíma neyslu curcumins geti dregið úr líkamsþyngd, flýtt fyrir oxunarálagi og bólgum og örvað lifrarskaða en aukið AST og -GGT gildi56.

Tvíþætt áhrif curcumins geta tengst getu þess til að örva heme súrefnisasa-1 (HO-1) í óeitruðum og eitruðum styrkjum og HO-1 framleiðsla tengist framleiðslu á hvarfefni súrefnistegunda (ROS), sem bendir til orsakasambands57. Á sama hátt komust Cao et al.58 að því að í lægri styrk hefur curcumin jákvæð áhrif með því að örva andoxunarvirkni; Hins vegar eykur hærri styrkur frumu ROS gildi, sem leiðir til oxunar DNA skemmda í lifraræxli G2 frumum manna.

Hitaálag hækkar streituvísa eins og kortisól og glúkósa. Í núverandi rannsókn dró úr því að taka curcumin (að undanskildum stórum skammti af 200 mg kg-1 mataræði) eða nanó-curcumin í tilapia mataræði bæði glúkósa og kortisól annaðhvort fyrir eða eftir hitaálag. Besta kortisólmagnið greindist við CN50 og CN100. Þetta er líklega réttlætt af eðli curcumins sem pólýfenóls. Sýnt hefur verið fram á að pólýfenól bæta streituvísa kortisól og glúkósa59,60). Þessi áhrif má einnig rekja til andoxunareiginleika curcumins, sem hefur reynst útrýma lípíðrótefnum í frumuhimnunni og verða fenoxýlrótarefni14,61. Þar að auki lækkar curcumin glúkósamagn í lifur með því að auka glúkósaupptöku með því að hækka GLUT2, GLUT3 og GLUT4 genatjáningu62. Til stuðnings sýndu Wei et al.63 að curcumin í fæðunni minnkaði marktækt kortisól af völdum streitu um þriðjung hjá svínum.

Hins vegar, í þessari rannsókn, leiddi hærri styrkur curcumins (200 mg kg-1 fæði) til hærra magns kortisóls samanborið við aðrar meðferðir, þar á meðal samanburðarhópinn. Samhliða framleiddi C200 hærra magn glúkósa svipað því sem samanburðarhópurinn fékk. Greint var frá sömu áhrifum hjá varphænum, þar sem hærri skammtar af curcumini drógu ekki úr kortisóli samanborið við lægri styrk sem lækkaði kortisólmagn fyrir eða eftir útsetningu fyrir háum hita 64. Höfundarnir tengdu þessi áhrif við tvíverkandi möguleika curcumins, þar sem það getur virkað sem andoxunarefni og/eða oxunarefni, allt eftir skömmtum þess65. Hár styrkur peroxíða eykur losun ROS sem skaðar frumur og vefi65.

Í þessari rannsókn höfðu tilraunafæðin ekki áhrif á blóðmagnið, nema C200 sem gaf hærri hvítkornafjölda og lægri daufkyrninga samanborið við önnur tilraunafæði. Aukinn fjöldi hvítfrumna við mikið magn curcumins (200 mg kg−1 fæði) getur lagt áherslu á streituvaldandi stöðu fiska við þennan styrk. Hvítfrumnafjölgun er í réttu hlutfalli við alvarleika streitu sem og skaða af streitu sem í kjölfarið kallar á ónæmisvarnarkerfið 66,67.

Hitastig hefur áhrif á blóðfræðilegar breytur í fsh68. Í þessu sambandi, eftir hitaálagið, var fjöldi blóðflagna, MCV, MCH, hvítkorna og daufkyrninga hækkaður á meðan eitilfrumum fækkaði og engin áhrif voru á aðrar blóðbreytur í núverandi rannsókn. Til stuðnings greindu Grzelak et al.69 frá marktækri eitilfrumnafæð og daufkyrningafæð í bráðstressuðum sebrafiskum (Danio rerio) samanborið við streitulausan eða viðmiðunarfisk. Þar að auki leiðir varmastreita til súrefnisskorts eða anoxíu70,71, og greint var frá þessum áhrifum í þessari rannsókn. Aftur á móti kom í ljós að súrefnisskortur eykur fjölda hvítfrumna, blóðflagna og daufkyrninga og dregur úr fjölda eitilfrumna í rauðum tilapia 72. Þetta gæti tengst hækkuðu magni kortisóls 72. Daufkyrningur og eitilfæð kom í ljós eftir meðferð með kortisóli. í karpi (C. carpio L.)73. Krosskarpi (Carassius carassius) framleiddi hátt hlutfall daufkyrninga og eitilfrumna í blóði eftir að hafa orðið fyrir streitu, sem er nátengt hækkuðu sykursteragildi 74.

Immúnóglóbúlín M og bætiefni (C3 og C4) eru meginþættir í meðfæddu ónæmiskerfi fiska og eru meðal fyrstu varnarlína ónæmiskerfisins og gegna mikilvægu hlutverki við að vernda heilbrigði fiska75–78. IgM og bætiefni gegna mikilvægu hlutverki við að vernda dýralíkamann gegn sýkingu meðan á streitu stendur, auk þess að stuðla að upptöku apoptótískra og slasaðra frumna79–82. Reyndar, fyrir og eftir hitastreitu í þessari rannsókn, jókst magn IgM, C3 og C4 með því að innihalda curcumin í fæðunni. Þar að auki sýndi nanó curcumin betri framför í þessum vísbendingum en ókeypis curcumin. Niðurstöðurnar sem kynntar eru hér fyrir IgM, C3 og C4 varpa ljósi á tvær staðreyndir: lítill skammtur af curcumini er betri og nanósamsetningin er skilvirkari (sem var rökstutt fyrr í þessari umræðu). Til stuðnings framkallaði curcumin meðfædd ónæmissvörun Nile tilapia í 50 mg skammti af kg-1 mataræði, en vöxtur var hindraður í hærra stigi23. Þessi rannsókn leiddi í ljós að magn IgM, C3 og C4 jókst með hækkuðum hita, sem sýnir örvun framleiðslu bólgueyðandi efna til að draga úr vefjaskemmdum. Þetta er stutt af niðurstöðum lifrarensíma í sermi (ALT og AST) í þessari rannsókn. Hitaálag er þekkt fyrir að valda vefjaskemmdum og oxunarálagi í fiski; þannig leiðir það til frumudauða og frumudauða83–85. Skammtíma bráð hitaálag leiðir til uppstjórnunar á C3 og C486. Þar að auki hefur skortur á komplementkerfinu aukið æðaskemmdir, gegndræpi í æðum og ofsabjúg 87. Smám saman aukning á IgM þéttni í plasma kom fram með hækkandi hitastigi (18, 23, 28, 33 gráður) í Nílar tilapia nema fyrir hæsta hitastig10. Að sama skapi jók ræktun sjóbirtings (Dicentrarchus labrax) við háan hita (23 gráður) IgM gildi þeirra samanborið við fisk sem ólst við 17 gráður 88. Þvert á móti leiddu aðrar rannsóknir í ljós að HS lækkaði IgM, C3 og C4 gildi í fsh89– 91. Þetta misræmi getur verið réttlætt með lengd hitaálags, þar sem IgM, C3 og C4 gildi hækka við bráða streitu en minnka við langvarandi streitu9,10. Blunt trýnibrauð (Megalobrama amblycephala Yih) sýndi aukningu á öðrum komplementvirkni og IgM-gildum eftir 6 klst af hitaálagi, sem minnkaði eftir 12 klst.9.

Að lokum, nanó-curcumin hefur yfirburði yfir frjáls-curcumin við að bæta vaxtarafköst, streituvísa, ósérhæft ónæmi og hitaálagsþol Nílar tilapia. Fæðubótarefni fyrir nanó-curcumin í magni af 50 eða 100 mg kg-1 mataræði var árangursríkt til að bæta árangur og draga úr neikvæðum áhrifum hitastreitu, en skammtar af 100 eða 200 mg kg-1 mataræði bættu vaxtarafköst Nílar tilapia . Þannig var skammtur af 100 mg kg-1 mataræði áhrifaríkur fyrir bæði vaxtarafköst og hitaþol.

Aðgengi gagna

Öll gögn sem myndast eða greind í þessari rannsókn eru innifalin í þessari birtu grein.

Heimildir

Wang, M. & Lu, M. Tilapia fjölmenning: Alþjóðleg endurskoðun. Fiskeldi. Res. 47, 2363–2374 (2016).

2. FAO (Matvæla- og landbúnaðarstofnun Sameinuðu þjóðanna). 2020. Alþjóðleg fiskeldisframleiðsla 1950–2020.

3. Bao, JW o.fl. Viðbrögð lífefnafræði í blóði, fitusýrusamsetningu og tjáningu míkróRNAs við hitaálagi í erfðabættum ræktuðum tilapia (Oreochromis niloticus). J. Tímabil. Biol. 73, 91–97 (2018).

4. El-Sayed, AFM Tilapia Culture 2nd edn, 348 (Elsevier/Academic Press, 2020).

5. Dawood, MAO, Eweedah, NM & Elbialy, ZIA Natríumbútýrat í mataræði bætti blóðstreitulífmerki, hitalostprótein og ónæmissvörun Nílartilapia (Oreochromis niloticus) sem var útsett fyrir hitaálagi. J. Tímabil. Biol. 88, 102500 (2020).

6. Bagath, M. o.fl. Áhrif hitaálags á ónæmiskerfið hjá mjólkurbúum. Rev. Res. Dýralæknir. Sci. 126, 94–102 (2019).

7. Chu, GM & Song, YM Vaxtarárangur, blóðeiginleikar og ónæmissvörun eldisvína á mismunandi árstíðum. Asískur J. Anim. Dýralæknir. Adv. 8(5), 691–702 (2013).

8. Das, R. o.fl. Áhrif hitaálags á heilsu og frammistöðu mjólkurdýra: endurskoðun. Dýralæknir. Heimur. 9, 260–268 (2016).

9. Zhang, C.-N. o.fl. Áhrif frúktólógósakríðs á ónæmissvörun, andoxunargetu og HSP70 og HSP90 tjáningu í barefli (Megalobrama amblycephala Yih) undir miklu hitaálagi. Fiskeldi 433, 458–466 (2014).

10. Dominguez, M., Takemura, A., Tsuchiya, M., & Nakamura, S. Áhrif mismunandi umhverfisþátta á blóðrás immúnóglóbúlínmagns í Nílar tilapia, Oreochromis niloticus. Fiskeldi 241, 491e500 (2004).

11. Galina, J., Yin, G., Ardo, L. & Jeney, Z. Notkun ónæmisörvandi jurta í fiski: Yfirlit yfir rannsóknir. Fish Physiol, Biochem. 35, 669–676 (2009).

12. Vallejos-Vidal, E., Reyes-López, F., Teles, M. & MacKenzie, S. Te svörun fisks við ónæmisörvandi mataræði. Fish Shellfish Immunol. 56, 34–69 (2016).

13. Lee, WH o.fl. Curcumin og afleiður þess: notkun þeirra í taugalyfjafræði og taugavísindum á 21. öld. Curr. Neuropharmacol. 11, 338–378 (2013).

14. Ak, T. Andoxunarefni og róttæka hreinsandi eiginleika curcumins. Chem. Biol. Samskipti. 174, 27–37 (2008).

15. Aggarwal, BB & Harikumar, KB Hugsanleg meðferðaráhrif curcumins, bólgueyðandi efnisins, gegn taugahrörnunar-, hjarta- og æðasjúkdómum, lungna-, efnaskipta-, sjálfsofnæmis- og æxlissjúkdómum. Alþj. J. Biochem. Cell Biol. 41, 40–59 (2009).

For more information:1950477648nn@gmail.com