Efectele suplimentelor alimentare cu glicină asupra performanței de creștere, a parametrilor imunologici și ai antioxidanților eritrocitari la crapul comun, Cyprinus carpio

Rezumat simplu:

Aminoacizii au diferite roluri cruciale în creșterea și sănătatea peștilor. Printre ei, aminoacizii neesențiali au fost mai puțin studiați în acvacultură, dar au multe roluri fiziologice. Glicina este un aminoacid neesențial care este implicat în structura glutationului și este, de asemenea, implicat în sistemul antioxidant al peștilor. În plus, glicina stimulează sistemul imunitar. Acest studiu arată că o perioadă de 8 săptămâni de hrănire cu diete suplimentate cu 5 g/kg glicină poate îmbunătăți performanța de creștere, stabilitatea eritrocitelor și imunitatea umorală și a mucoasei la crapul comun. Deci, rezultatele prezente pot fi utilizate în producția de dietă pentru crap pentru a susține creșterea și sănătatea mai ridicate.

Abstract:

Efectele suplimentelor alimentare cu glicină, 0 (control), 5 (5 GL) și 10 (10 GL) g/kg, au fost investigate asupra performanței de creștere, parametrii hematologici, capacitatea antioxidantă a eritrocitelor, imunitatea umorală și a mucoasei la crapul comun, Cyprinus carpio. După opt săptămâni de hrănire, tratamentul cu 5 GL a prezentat o îmbunătățire semnificativă a performanței de creștere și a eficacității furajului, comparativ cu tratamentul martor. Numărul de globule roșii (RBC) și celule albe (WBC), numărul/procentele de hemoglobină, hematocrit, neutrofile și monocite, conținutul de glutation (GSH) redus RBC și activitățile de fosfatază alcalină, peroxidază, protează și lizozime ale mucoasei pielii au fost similare la peștele tratat cu glicină și semnificativ mai mare decât tratamentul martor. Procentul de limfocite din sânge a scăzut la peștele tratat cu glicină, dar numărul de limfocite a crescut, comparativ cu peștele martor. Activitățile glutation reductazei RBC la peștii tratați cu glicină au fost similare și semnificativ mai mici decât în ​​tratamentul martor. Cele mai mari activități ale lizozimei plasmatice și ale complementului alternativ au fost observate în tratamentul cu GL.

Peștele tratat cu glicină, în special 5 GL, a îmbunătățit semnificativ rezistența la fragilitatea osmotică a RBC. Glicina alimentară nu a avut efecte semnificative asupra activității glutation peroxidazei RBC, imunoglobulinei plasmatice, procentului/numărului de eozinofile și indicilor hematologici. În concluzie, cele mai multe dintre beneficiile suplimentelor alimentare cu glicină pot fi mediate de sinteza crescută a glutationului și puterea antioxidantă.

Cuvinte cheie: aminoacid; glutation; nutriție; celule de sânge; mucusul pielii.

Imunoglobulinele plasmatice sunt una dintre cele mai importante componente ale sistemului imunitar al organismului. Imunoglobulinele pot recunoaște și lega agenții patogeni, promovând astfel eliminarea acestora, exercitând funcții imunitare și menținând sănătatea. Imunoglobulinele din plasmă includ în principal trei tipuri: IgG, IgM și IgA, iar conținutul și raportul lor sunt strâns legate de imunitatea umană. În circumstanțe normale, conținutul de imunoglobuline la persoanele sănătoase este relativ mare, iar raportul este coordonat. Această stare echilibrată poate rezista în mod eficient invaziei agenților patogeni externi. Când organismul este într-o stare imunitară, modificările conținutului și raportului imunoglobulinelor pot oferi o bază importantă pentru prevenirea și tratamentul bolilor. De exemplu, IgM joacă un rol important în recunoașterea și legarea inițială a infecției acute cu patogeni, astfel încât creșterea acesteia poate indica o infecție acută sau o perioadă de recuperare. Nivelul susținut și stabil de IgG reflectă faptul că starea fiziologică a organismului este mai bună și are o capacitate mai bună de a menține și îmbunătăți funcția imunitară.

Prin urmare, imunitatea corpului este strâns legată de conținutul și raportul imunoglobulinei plasmatice, iar monitorizarea și ajustarea atentă a conținutului și raportului imunoglobulinei plasmatice este una dintre măsurile importante pentru menținerea sănătății bune și a imunității puternice. Din aceasta se poate observa că trebuie să acordăm atenție îmbunătățirii imunității noastre. Pe lângă o alimentație sănătoasă și exerciții fizice în viața de zi cu zi, cistanche poate îmbunătăți și imunitatea. Cistanche conține o varietate de componente biologic active, cum ar fi polizaharide, ciuperci, Huangli, etc. Aceste ingrediente pot stimula diferite celule ale sistemului imunitar și pot crește activitatea lor imunitară.

Faceți clic pe beneficiile pentru sănătate ale cistanche

1. Introducere

Aminoacizii dietetici au roluri importante în creșterea și sănătatea peștilor. Peștele depinde de aportul alimentar pentru a satisface cerințele anumitor aminoacizi, numiți aminoacizi esențiali. Acești aminoacizi nu pot fi sintetizați în corpul peștilor [1]. Cu toate acestea, alți aminoacizi pot fi sintetizați de pește, dacă sunt disponibili anumite substraturi, enzime și cofactori. Majoritatea studiilor privind necesarul de aminoacizi la pește s-au concentrat pe aminoacizii esențiali, dar ar trebui să se concentreze și asupra aminoacizilor neesențiali. Acești aminoacizi, deși pot fi sintetizați în corpurile peștilor, au multe roluri fiziologice importante vitale pentru sănătatea și bunăstarea peștilor [2,3]. Astfel, definiția convențională a aminoacizilor esențiali/neesențiali a fost recent contestată de cercetători.

Glicina este unul dintre aminoacizii neesențiali din pești, ca și alte animale, dar are multe funcții fiziologice importante [2]. Glicina participă la formarea colagenului și 33% din colagen este produs din acest aminoacid [4]. În plus, glicina, în colaborare cu glutamatul și cisteina, participă la sintetizarea glutationului, o moleculă antioxidantă puternică și importantă [5]. Astfel, glicina modulează sistemul antioxidant. Acest aminoacid are diferite roluri în funcția imunitară. S-a stabilit că o scădere a concentrației glicinei serice din sânge crește rezistența serică a diverșilor agenți patogeni umani [6]. Un studiu asupra tilapiei de Nil, Oreochromis niloticus, a relevat că căile metabolice ale glicinei sunt cele mai importante căi în prevenirea mortalității la peștii infectați cu Edwardsiella tarda [7].

Există câteva studii privind efectele glicinei alimentare asupra peștilor, dar rezultatele nu sunt consistente. De exemplu, tilapia de Nil a prezentat o creștere semnificativă a performanței de creștere, atunci când este hrănită cu o dietă suplimentată cu 5 g/kg glicină. Glicina alimentară nu a reușit să afecteze diferitele niveluri ale metaboliților plasmatici și/sau hepatici, activitățile enzimelor antioxidante, activitățile de lizozimă/mieloperoxidază și conținutul de malondialdehidă (MDA). Provocarea experimentală cu Streptococcus iniae a arătat că glicina nu a reușit să îmbunătățească rezistența la boli, iar celelalte răspunsuri antioxidante/imunologice au fost similare cu pre-provocare, cu excepția unei creșteri a superoxid dismutază (SOD), glutation reductază (GR) și mieloperoxidază. activități [8].

Un studiu asupra basului de gură mare, Micropterus salmoides, a arătat că o dietă pe bază de plante suplimentată cu 20 g/kg glicină a fost benefică pentru a preveni întârzierea creșterii și lipsa vilozităților intestinale, în comparație cu o dietă pe bază de făină de pește. Cu toate acestea, nicio modificare a activităților hepatice SOD și glutation peroxidază (GPx) și creșterea conținutului hepatic de MDA și a activității alanin aminotransferazei plasmatice sugerează posibile probleme hepatice la pești [9]. Hoseini și Moghaddam [10] au arătat că suplimentarea cu glicină nu are efecte semnificative asupra performanței de creștere a beluga, Huso huso. Numărul de globule albe (WBC), nivelul plasmatic redus de glutation (GSH), GPx, lizozima și activitățile complementului au crescut la niveluri de glicină de 2,5 și/sau 5 g/kg, ceea ce implică efectele antioxidante și de imunomodulare ale glicinei; cu toate acestea, creșterea semnificativă a conținutului de MDA în plasmă la 5 și 10 g/kg glicină face greu de crezut efectele antioxidante ale glicinei asupra acestei specii.

Studiul nostru anterior asupra crapului comun, Cyprinus carpio, a arătat că o perioadă de 3-săptămână de hrănire cu 2,5–10 g/kg glicină este benefică pentru îmbunătățirea lizozimei plasmatice (5 și 10 g/kg glicină), GPx ( 2,5–10 g/kg glicină), activități de glutation-s-transferază (GST; 10 g/kg glicină) și conținutul de GSH (5 și 10 g/kg glicină), dar scade catalaza plasmatică (CAT; 5 și 10 g). /kg glicină) și nu are efecte semnificative asupra MDA plasmatică [11]. O hrănire 8-săptămânală cu aceleași diete a arătat că glicina nu a avut efecte de stimulare a creșterii asupra peștilor, deși s-au observat îmbunătățiri numerice de ~10,5 și, respectiv, 12,5% în rata de creștere a peștilor și, respectiv, eficiența hranei. SOD, CAT, GPx și GST în plasmă au rămas neschimbate, dar GSH și MDA în plasmă au crescut și, respectiv, au scăzut [12]. Aceste studii indică faptul că sunt necesare evaluări suplimentare pentru a îmbunătăți cunoștințele actuale cu privire la efectele glicinei alimentare în pește.

De exemplu, studiile menționate mai sus s-au concentrat pe un număr limitat de parametri imunitari înnăscuți umorali (lizozimă, complement, mieloperoxidază, activități de explozie respiratorie și leucocite) și au neglijat pe alții, cum ar fi parametrii imunitari ai mucoasei pielii. Acesta este un subiect important având în vedere mai multe roluri imunologice ale glicinei raportate la mamifere [13] și rolul său particular în imunitatea mucoasei observat la porci [14]. Mai mult, efectele antioxidante ale glicinei au fost evaluate doar în sângele și ficatul peștilor, dar s-a demonstrat că celulele roșii din sânge (RBC), atât la mamifere, cât și la pești, pompează activ glicina în citoplasma lor [15,16] pentru a sprijini sinteza glutationului. si mentine capacitatea antioxidanta interna. Glicina este, de asemenea, o componentă cheie a sintezei hemului prin participarea la producția de acid 5-aminolevulinic; inhibarea importului de glicină de către eritroid a dus la perturbarea sintezei hemului la mamifere [17].

Având în vedere informații limitate cu privire la rolurile glicinei dietetice la pești (comparativ cu mamiferele), studiul de față a fost conceput pentru a evalua efectele glicinei alimentare asupra performanței de creștere, a parametrilor imunitari ai mucoasei și umorale a pielii, a parametrilor hematologici, a capacității antioxidante RBC și a tendinței la hemoliza la crapul comun.

2. Materiale și metode

2.1. Dietele

În lumina studiilor anterioare [11,12], am ales 5 (5 GL) și 10 (10 GL) g/kg de glicină pentru suplimentare, dar am redus nivelul de glicină bazală (endogenă) (de la 19,8 la 16,1 g/kg) prin reducerea cantitatea de subprodus de pasăre din dietă pentru a afla dacă suplimentarea cu glicină în dietele pe bază de plante (subprodus de pasăre scăzut) poate susține creșterea maximă. A fost inclusă și o dietă de control fără suplimente de glicină (CTL). Furajele (făină de porumb, făină de grâu, făină de soia, făină de semințe de bumbac, subprodus de conserve de pește și subprodus de pasăre) a fost cernută (200 p) și amestecată în proporțiile dorite (Tabelul 1).

Apoi, la amestec s-au adăugat ulei de soia, premixuri de vitamine/minerale, aminoacizi, celuloză și glicină. La amestec s-au adăugat aproximativ 400 ml/kg apă și s-a preparat un aluat, care a fost granulat folosind o mașină de tocat carne. A fost determinată compoziția alimentară apropiată (trei probe per dietă) pe baza metodelor standard (metoda Kjeldahl pentru proteine; extracția cu eter pentru lipide; uscare în cuptor la 70 ◦ C pentru umiditate; ardere în cuptor pentru cenușă și digestia acidă/bază pentru fibre) așa cum este descris. de Hoseini, Moghaddam [10]. Profilul de aminoacizi din dietă a fost determinat printr-un sistem HPLC (Waters Corporation, Milford, MA, SUA). Probele au fost degresate cu n-hexan și digerate cu HCl, urmată de derivatizare cu fenizotiocianază și separare cu coloană PICO.TAG și detecție într-un detector de absorbanță λ dual [10].

2.2. Creșterea peștilor

Două sute de pui de crap comun au fost achiziționați de la o fermă locală și stocați într-un rezervor de 1 m3 timp de 7 zile, timp în care au fost hrăniți cu dieta CTL. După aceea, 90 pești sănătoși (24,5 ± 0,21 g) cu dimensiune uniformă au fost selectați și distribuiți aleatoriu în 9 acvarii de sticlă. Acvariile au fost umplute cu apă de la robinet declorinată de 50-L, cu aerare continuă. Densitatea populației sa bazat pe un studiu anterior asupra aceleiași specii de pești [12]. Peștii au fost hrăniți cu oricare dintre dietele menționate mai sus, de două ori pe zi (2% din biomasă), timp de 8 săptămâni. O dată la două săptămâni, peștii din fiecare acvariu au fost prinși în vrac și plasați într-un rezervor umplut cu apă pe o cântar digitală pentru a înregistra biomasa rezervorului și ajustarea cantităților de hrană. Apa acvariului a fost reînnoită cu 30 la sută în fiecare zi, iar deșeurile au fost evacuate. Temperatura apei, pH-ul, oxigenul dizolvat și amoniacul total au fost de 23,8 ± 0,85 ◦C, 7,74 ± 0,68, 6,78 ± 0,74 mg/L și, respectiv, 1,53 ± 0,33 mg/L .

După 8 săptămâni de creștere, creșterea în greutate (WG), rata de creștere specifică (SGR) și raportul de conversie a furajului (FCR) au fost înregistrate după cum urmează:

2.3. Colectarea și prelucrarea probelor

La sfârșitul perioadei de creștere, trei pești au fost prinși din fiecare acvariu și anesteziați în 100 µL/L eugenol. Apoi, probe de sânge (1 ml per pește) au fost prelevate din vena caudală a peștelui, folosind seringi heparinizate. O porțiune de 300 µL din probele de sânge proaspăt a fost utilizată pentru examenele hematologice. O altă porțiune de 200 µL din probele de sânge proaspăt a fost utilizată pentru testul de fragilitate osmotică a RBC. Pentru a face lizat de celule, RBC-urile ambalate ale probelor au fost congelate la -70 ◦ C și adăugate cu două volume de tampon fosfat (pH 7,0). După agitare în vortex, suspensiile au fost centrifugate (6000 × g; 7 min; 4 °C) și supernatanții au fost păstrați la -70 °C până la analiza RBC GSH, GR și GPx. Pentru a obține plasmă, 350 µL din probele de sânge proaspăt au fost centrifugate (6000 × g; 7 min; 4 °C) și probele de plasmă au fost menținute la -70 °C până la analiza lizozimei, complementului alternativ (ACH50) și imunoglobulinei totale. (IG).

Probele de mucus cutanat au fost colectate de la trei pești per rezervor. Peștii au fost anesteziați așa cum sa menționat mai sus și mostrele de mucus au fost colectate de pe suprafața dorsolaterală prin spălarea unei spatule. Probele de mucus colectate au fost amestecate cu un volum egal de soluție salină tamponată cu Tris (TBS, 50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, pH 8,0). După agitare în vortex, amestecurile au fost centrifugate (13,000× g; 15 min; 4 °C) și supernatanții au fost păstrați la -70 °C până la testele imunologice ale mucoasei.

2.4. Analiză

2.4.1. Examene hematologice

RBC și WBC au fost numărate folosind o cameră Neubauer, după diluare cu soluția Dacie. Hematocritul (Hct) și hemoglobina (Hb) au fost măsurate prin metode de centrifugare și, respectiv, cianomethemoglobină. Volumul corpuscular mediu (MCV), hemoglobina corpusculară medie (MCH) și concentrația medie de hemoglobină corpusculară (MCHC) au fost calculate conform lui Dacie și Lewis [18]. A fost efectuată o numărare diferențială a leucocitelor prin pregătirea lamelor de sânge colorate cu Giemsa.

2.4.2. Parametrii imunologici plasmatici

Activitatea lizozimei plasmatice a fost determinată pe baza unei metode turbidimetrice, așa cum este descrisă de Ellis [19]. Micrococcus luteus a fost folosit ca țintă și suspendat în tampon fosfat (pH 6,2). La 1 mL din această suspensie, s-au adăugat 25 µL de probă de plasmă și s-a înregistrat o scădere medie a densității optice pe minut timp de 5 minute la 450 nm. Fiecare scădere de 0,001 a densității optice pe minut a fost considerată o unitate de activitate a lizozimei

Activitatea plasmatică ACH50 a fost măsurată pe baza unei metode hemolitice [20], utilizând RBC de oaie ca țintă într-un tampon veronal care conține magneziu și gelatină (pH 7,0). Probele de plasmă diluate în serie au fost adăugate la suspensia de RBC în tampon și incubate la temperatura camerei timp de 60 de minute. Cantitatea de plasmă care duce la 50% hemoliză a fost estimată și utilizată pentru a calcula activitatea ACH50 per ml de plasmă.

Concentrația totală de Ig în plasmă a fost determinată după precipitare cu polietilen glicol [21]. S-au amestecat cantităţi egale de plasmă şi soluţie de polietilen glicol (12 la sută) şi s-au menţinut sub agitare la temperatura camerei. După 2 ore, amestecul a fost centrifugat (6000 x g; 7 min; 4°C) pentru a precipita Ig. Diferența dintre proteina eșantionului înainte și după centrifugare a fost egală cu concentrația totală de Ig a probei.

2.4.3. Enzime antioxidante RBC

Parametrii antioxidanti RBC au fost evaluați conform lui Yousefi și Hoseini [22]. Lizatele celulelor RBC au fost dezghețate și soluțiile au fost centrifugate pentru a precipita orice derbi. Supernatanții au fost utilizați pentru teste enzimatice. Au fost utilizate truse comerciale (Zellbio Co., GmbH, Deutschland, Germania) pentru a testa activitatea enzimelor. Concentrația de GSH a fost măsurată pe baza unei reacții cu 5,50 -ditiobis-(2-acid nitrobenzoic) la 412 nm. Principiul testului GPx s-a bazat pe adăugarea de GSH la probe și conversia GSH în glutation oxidat (GSSG) de către proba GPx. GSSG rezultat este reciclat la GSH prin activitatea GR, care utilizează NADPH. Scăderea concentrației de NADPH este proporțională cu activitatea GPx și măsurabilă la 340 nm. Același protocol este utilizat pentru determinarea activității GR, dar GSSG este adăugat la probe în loc de GSH. Nivelul de hemoglobină în soluție a fost măsurat și activitățile enzimelor au fost exprimate pe baza acestuia.

2.4.4. Test de fragilitate osmotică

Un test de fragilitate osmotică a RBC a fost efectuat conform Gao, Liu [23]. Pe scurt, s-au adăugat 25 µL de RBC proaspăt ambalat la 1 mL de 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, {{ 11}}.5, 0.6, 0.7, 0.85% soluție de clorură de sodiu și lăsată la temperatura camerei timp de 90 de minute. Apoi, suspensiile au fost centrifugate (6000 x g; 7 min; 4 °C) și absorbanța supernatanților a fost măsurată la 492 nm. Densitățile optice au fost corectate pe baza numărului de RBC și a MCH. Cea mai mare densitate optică a fost considerată ca hemoliză de 100%, iar ratele de hemoliză ale celorlalte densități optice au fost calculate pe baza acesteia.

2.4.5. Mucusul pielii Parametrii imunologici

Concentrațiile de proteine ​​solubile ale probelor de mucus cutanat au fost determinate pe baza Bradford [24]. Activitatea peroxidazei mucusului pielii a fost determinată conform Quade și Roth [25], folosind clorhidrat de 3,30,5,50 -tetrametilbenzidină și peroxid de hidrogen ca substrat la 450 nm. Activitatea proteazei mucusului pielii a fost determinată conform lui Zhang, Hu [26], folosind AZOcazeina ca substrat la 350 nm. Activitatea lizozimei mucusului pielii a fost determinată așa cum este descris mai sus. Activitatea fosfatazei alcaline a mucusului pielii (ALP) a fost determinată folosind kitul Parsazmun Co. (Teheran, Iran), conform Hoseinifar, Roosta [27].

2.5. Analize statistice

Înainte de analiză, mediile datelor per acvariu au fost calculate și utilizate pentru analiza statistică (n {{0}}). După confirmarea distribuției normale a datelor prin testul Shapiro-Wilk și a omogenității varianței prin testul Levene, datele au fost supuse la ANOVA unidirecțional. Diferențele semnificative între tratamente au fost determinate de testul Tukey. p < 0,05 a fost considerat semnificativ și toate analizele au fost efectuate în SPSS v.22.

3. Rezultate

Performanța de creștere a peștelui este prezentată în Tabelul 2. FCR în tratamentele cu 5 GL și 10 GL au fost semnificativ mai mici decât cele ale tratamentului CTL. Greutatea finală, WG și SGR în tratamentul cu 5 GL au fost semnificativ mai mari decât cea a tratamentului CTL. Nu a existat nicio mortalitate printre tratamente.

Parametrii antioxidanti ai RBC sunt prezentați în Tabelul 3. Conținutul de GSH a crescut semnificativ, deoarece activitatea GR a scăzut semnificativ în tratamentele cu 5 GL și 10 GL, comparativ cu tratamentul CTL. Nu a existat nicio diferență semnificativă în activitatea GPx între tratamente.

Rezultatele testului de fragilitate osmotică sunt prezentate în Tabelul 4. Nu au existat diferențe semnificative în rata hemolizei între tratamente la concentrații de NaCl de 0.1, 0.2, 0. 7 și 0,85 la sută . La o concentrație de NaCl de 0,3–0,5 procente, rata de hemoliză a tratamentului cu 5 GL a fost semnificativ mai mică decât tratamentul cu CTL. Ratele de hemoliză ale peștilor tratați cu glicină la o concentrație de NaCl de 0,6% au fost semnificativ mai mici decât cele ale tratamentului CTL.

Parametrii imunologici ai mucoasei pielii ai peștilor sunt prezentați în Tabelul 6. Nu au existat diferențe semnificative în conținutul de proteine ​​solubile în mucoasă, lizozimă, peroxidază, protează și activitățile ALP între tratamentele cu 5 GL și 10 GL; ambele au prezentat valori semnificativ mai mari, comparativ cu tratamentul CTL.

4. Discutie

Glicina contribuie la sinteza proteinelor structurale și reprezintă aproape 9% din proteinele întregului corp la crapul comun [28]. În studiul de față, suplimentarea alimentară cu glicină a îmbunătățit semnificativ performanța de creștere și eficiența hranei la crapul comun, ceea ce nu este similar cu studiul nostru anterior pe aceeași specie [12]. Motivele exacte pentru o astfel de diferență nu sunt clare; era de așteptat ca nivelul scăzut de glicină din dieta de control a prezentului studiu (1,61 la sută), comparativ cu cel precedent (1,98 la sută), să facă diferența. Cu toate acestea, performanța de creștere a peștilor martor în cele două studii a fost aproximativ similară.

Astfel, alți factori ar putea contribui la o astfel de diferență. O explicație poate fi o modificare a compoziției de aminoacizi din dietă între cele două studii. Lizina și metionina, doi aminoacizi majori care limitează creșterea, în studiul de față au fost mai mari decât în ​​cel anterior, iar nivelurile alimentare suboptime ale acestor aminoacizi au ca rezultat o retenție mai mică de azot, aminoacizi și glicină [29,30] . Rezultatele prezente sunt în concordanță cu studiile anterioare privind tilapia de Nil [8] și basul de gură mare [9], conform cărora suplimentarea alimentară cu glicină a îmbunătățit performanța de creștere a peștilor. Deși aminoacizii neesențiali pot fi sintetizați în corpurile peștilor, rata de sinteză a acestora poate fi insuficientă pentru a îndeplini cerințele biologice. Prin urmare, performanța îmbunătățită de creștere în tratamentele cu glicină din prezentul studiu se poate datora disponibilității mai mari a glicinei pentru a îndeplini cerințele de creștere și întreținere.

Studiile hematologice oferă vedere asupra stării de sănătate a peștilor și a stării de mobilizare a gazelor. O scădere a numărului de eritrocite și a conținutului de hemoglobină împiedică oxigenarea țesuturilor și clearance-ul dioxidului de carbon [31]. Prin urmare, mai multe studii au evaluat rolul manipulărilor nutriționale [32–34], inclusiv suplimentarea cu aminoacizi [35–37], asupra parametrilor hematologici la diferite specii de pești. Se cunosc puține lucruri despre rolul glicinei în parametrii hematologici la pești. Un studiu asupra somnului de canal, Ictalurus punctatus, a arătat că RBC transportă activ glicina în citoplasmă, care poate fi folosită pentru sinteza glutationului [15], așa cum s-a observat la mamifere [17]. Datorită prezenței hemoglobinei, eritrocitații sunt în pericol constant de oxidare, iar glutationul are un rol crucial în prevenirea stresului oxidativ eritrocitar [15].

Conform rezultatelor prezente, îmbunătățirile parametrilor antioxidanti legați de glutation (creșterea conținutului de GSH și scăderea activității GR) pot fi responsabile pentru un număr mai mare de RBC și rezistență la hemoliză la peștii tratați cu glicină. S-a descoperit că eritrocitele de pește sunt foarte sensibile la condițiile oxidative, în care apare o scădere semnificativă a conținutului de GSH (care a fost datorată oxidării) și o creștere a GPx, peroxidarea lipidelor și hemoliză [38-40]. Nicio modificare a activității GPx în prezentul studiu sugerează, probabil, nicio diferență în condițiile oxidative între tratament. Astfel, conținuturi mai mari de GSH în tratamentele cu 5 GL și 10 GL se pot datora sintezei îmbunătățite a glutationului în condițiile disponibilității glicinei. O creștere a sintezei GSH poate îndeplini cerințele biologice ale celulei, deci nu este nevoie de reciclare suplimentară a GSSG, ceea ce explică scăderea activității GR în tratamentele cu 5 GL și 10 GL.

Leucocitele sunt celule imune importante cu funcții diverse care ajută gazda să combată germenii străini [41]. S-a descoperit că o creștere a WBC după suplimentele alimentare crește rezistența la boli la diferite specii de pești [42,43]. În ceea ce privește glicina, s-a descoperit că suplimentele alimentare cresc WBC la beluga [10], similar cu rezultatele prezente. Neutrofilele sunt primele leucocite de apărare atunci când peștii se confruntă cu atacuri de agenți patogeni. Ei ucid agenții patogeni prin fagocitoză, ceea ce duce la formarea de molecule reactive [44]. Monocitele sunt alte celule imune cu funcții fagocitare [45].

Datorită producției de diferite molecule pro-oxidante de către aceste celule, acestea au nevoie de un sistem antioxidant puternic pentru a supraviețui. Studiile asupra celulelor umane au relevat faptul că glutationul este esențial necesar pentru viabilitatea și funcționarea neutrofilelor și monocitelor [46,47], dar există informații limitate cu privire la acest subiect la pești. Studiile asupra crapului au arătat că conținutul de glutation crește în neutrofile în timpul fagocitozei sau inducerii lipopolizaharidelor [48]. Expunerea monocitelor de tilapia Nilului la un agent pro-oxidant (nanoparticule de cupru) a indus apoptoza, stresul oxidativ și epuizarea conținutului de GSH [45].

În consecință, se speculează că numărul/procentul mai mare de neutrofile și monocite din sânge în peștele tratat cu glicină din prezentul studiu a fost o consecință a îmbunătățirii conținutului de GSH al celulei. Cu toate acestea, glicina nu are efecte semnificative asupra populației de limfocite din sânge și scăderea procentelor de limfocite la peștii tratați cu glicină a fost rezultatul unei creșteri a procentelor altor tipuri de leucocite. În total, aceste rezultate sugerează că suplimentarea alimentară cu glicină îmbunătățește puterea sistemului imunitar înnăscut.

Lizozima acționează ca un agent bactericid care este secretat de neutrofilele din sânge în circulație [49]. Prin urmare, se speculează că creșterea lizozimei plasmatice la peștii tratați cu glicină s-a datorat creșterii populației de neutrofile din sânge sau producției lor de lizozim. În mod similar, creșterile activității lizozimelor plasmatice au fost însoțite de creșteri ale populației de neutrofile din sânge, după adăugarea diverșilor aditivi pentru hrana peștilor [50,51].

Similar cu studiul de față, suplimentarea alimentară cu glicină a crescut semnificativ activitatea lizozimelor plasmatice la beluga [10] și crapul comun [11]. Sistemul de complement acționează ca un agent de ucidere a germenilor și opsonizant la pește, care constă din mai multe proteine ​​​​produse în ficat [52]. Suplimentarea alimentară cu glicină s-a dovedit că crește activitatea plasmatică a ACH50 la beluga [10]; cu toate acestea, o perioadă scurtă de hrănire cu diete suplimentate cu glicină nu a indus modificări semnificative în activitatea plasmatică a ACH50 la crapul comun [11]. Mecanismul exact prin care glicina îmbunătățește activitatea plasmatică a ACH50 nu este clar, dar GSH poate contribui, deoarece suplimentarea alimentară cu glutation a crescut semnificativ concentrația proteinelor complementului în hemolimfa crabului, Eriocheir sinensis, care poate fi rezultatul unei sănătăți mai mari a hepatopancreasului. și sinteza proteinelor cauzată de disponibilitatea GSH [53].

Prin urmare, se speculează că glicina alimentară poate crește concentrația de GSH, care, la rândul său, poate fi responsabilă pentru o activitate mai mare a ACH50 în studiul de față. Mai mult, properdina, o moleculă bogată în glicină care reglează activitatea complementului, a fost identificată în diferite țesuturi ale peștilor, cum ar fi ficatul, pielea, neutrofilele și monocitele [54,55]. Această moleculă a fost identificată la crapul comun [56], așa că se speculează că disponibilitatea glicinei ar putea susține o producție mai mare de properdină și o activitate crescută a ACH50 în studiul de față.

Imunitatea mucoasei pielii este foarte importantă pentru prevenirea bolilor în practica acvaculturii, deoarece apa servește ca principal transmițător de patogen și o imunitate puternică a mucoasei poate împiedica intrarea agenților patogeni la peștii noi [57]. Lizozima mucoasei pielii acționează ca un agent bactericid, similar cu lizozimul plasmatic [49]. Proteaza din mucusul pielii ucide agenții patogeni, scade integritatea mucusului, crește desprinderea stratului de mucus și activează alți parametri imunitari [58]. Peroxidaza mucoasei pielii participă la formarea complexului peroxidază-H2O2-halogenuri, un puternic agent bactericid și citotoxic [58]. Activitatea ALP în mucusul pielii poate detoxifica compușii proinflamatori creați de microbi [59]. Nu există studii similare pentru comparație, dar rezultatele prezente sugerează că suplimentarea alimentară cu glicină poate îmbunătăți imunitatea mucoasei pielii la crapul comun.

5. Concluzii

În concluzie, suplimentarea alimentară cu glicină poate sprijini sinteza GSH, ceea ce îmbunătățește capacitatea antioxidantă și rezistența la hemoliză în RBC. Mai mult, suplimentarea alimentară cu glicină crește populația de neutrofile și monocite din sânge, ceea ce se poate datora rolului protector al GSH în aceste celule. Interesant este că glicina poate îmbunătăți vederea intrării în corpurile peștilor. Pe baza acestor beneficii, se recomandă suplimentarea dietetică cu 5 g/kg de glicină pentru suplimentarea cu hrana pentru crap comun.

Contribuții ale autorului:

Conceptualizare, ATM, SMH și HVD; metodologie, MA și HR; software, SHH; analiza formală, SHH și SMH; investigație, MA și SMH; curatarea datelor, bancomat; redactare — pregătirea proiectului original, MA și SMH; scriere – revizuire și editare, SMH; vizualizare, HR; supraveghere, SMH; administrare proiecte, bancomat, SMH; achiziție de finanțare, HVD Toți autorii au citit și au fost de acord cu versiunea publicată a manuscrisului.

Finanțarea:

Nu s-au primit fonduri pentru acest studiu.

Declarația Comisiei de revizuire instituțională:

Protocolul de studiu pe animale a fost aprobat de Consiliul Instituțional de Revizuire al Centrului de Cercetare a Resurselor Acvatice din Apele Interioare (ET.CG/2; 9 septembrie 2021)." pentru studii care implică animale.

Declarație de consimțământ informat:

Nu se aplică.

Declarație de disponibilitate a datelor:

Datele acestui studiu sunt disponibile la cererea autorului corespunzător.

Mulțumiri:

Această activitate de cercetare a fost susținută parțial de Universitatea Chiang Mai.

Conflicte de interes:

Autorii nu declară niciun conflict de interese.

Referințe

1. Mai, K.; Xue, M.; El, G.; Xie, SQ; Kaushik, SJ Capitolul 4—Proteine ​​și aminoacizi. În Nutriția peștelui, ed. a IV-a; Hardy, RW, Kaushik, SJ, Eds.; Academic Press: Oxford, Marea Britanie, 2022; p. 181–302.

2. Li, P.; Mai, KS; Truşenski, J.; Wu, GY Noi evoluții în nutriția cu aminoacizi ai peștilor: Către hrana acvatică funcțională și orientată spre mediu. Aminoacizi. 2009, 37, 43–53. [CrossRef] [PubMed]

3. Hoseini, SM; Reverter, M. Efectele de promovare a sănătății ale aminoacizilor din pește. În Progresele Biotehnologice în Managementul Sănătății Acvaculturii; Gupta, SK, Giri, SS, Eds.; Springer Singapore: Singapore, 2021; p. 493–533.

4. Li, P.; Wu, G. Rolurile glicinei alimentare, prolinei și hidroxiprolinei în sinteza colagenului și creșterea animalelor. Aminoacizi. 2018, 50, 29–38. [CrossRef] [PubMed]

5. Pérez-Torres, I.; María Zuniga-Munoz, A.; Guarner-Lans, V. Efecte benefice ale aminoacidului glicină. Mini. Rev. Med. Chim. 2017, 17, 15–32. [CrossRef] [PubMed]

6. Kou, T.-S.; Wu, J.-H.; Chen, X.-W.; Chen, Z.-G.; Zheng, J.; Peng, B. Glicina exogenă promovează oxidarea glutationului și restabilește sensibilitatea agenților patogeni bacterieni la moartea celulară indusă de ser. Redox Biol. 2022, 58, 102512. [CrossRef]

7. Yang, D.-X.; Yang, M.-J.; Yin, Y.; Kou, T.-S.; Peng, L.-T.; Chen, Z.-G. Metabolismul serinei reglează răspunsurile imune pentru a promova supraviețuirea cu Oreochromis niloticus la infecția cu Edwardsiella tarda. mSystems. 2021, 6, e00426-21. [CrossRef]

8. Xie, S.; Zhou, W.; Tian, ​​L.; Niu, J.; Liu, Y. Efectul suplimentării cu N-acetil cisteină și glicină asupra performanței de creștere, sintezei glutationului, a capacității anti-oxidative și imune a tilapiei de Nil, Oreochromis niloticus. Pește Scoici. Imunol. 2016, 55, 233–241. [CrossRef]

9. Rossi, W., Jr.; Allen, KM; Habte-Tsion, H.-M.; Meesala, K.-M. Suplimentarea cu glicină, prebiotice și nucleotide în dietele pe bază de făină de soia pentru basul de gură mare (Micropterus salmoides): Efecte asupra performanței producției, compoziției și retenției nutrienților pentru întregul corp și histopatologiei intestinale. Acvacultura 2021, 532, 736031. [CrossRef]

10. Hoseini, SM; Moghaddam, AA; Ghelichpour, M.; Pagheh, E.; Haghpanah, A.; Gharavi, B. Suplimentarea dietetică cu glicină modulează răspunsurile antioxidante și imune ale beluga, Huso huso, juvenili. Aquac. Rep. 2022, 23, 101026. [CrossRef]

11. Hoseini, SM; Paolucci, M.; Arghideh, M.; Hosseinpour Delavar, F.; Zavvar, F.; Hoseinifar, SH Efectele administrării dietetice de glicină asupra răspunsurilor biochimice la toxicitatea amoniacului la crapul comun, Cyprinus carpio. Aquac. Res. 2022, 53, 2185–2194. [CrossRef]

12. Hoseini, SM; Majidiyan, N.; Mirghaed, AT; Hoseinifar, SH; Van Doan, H. Suplimentarea dietetică cu glicină atenuează stresul indus de transport la crapul comun, Cyprinus carpio. Acvacultura. 2022, 551, 737959. [CrossRef]

13. Li, P.; Yin, Y.-L.; Li, D.; Woo Kim, S.; Wu, G. Aminoacizi și funcția imunitară. Br. J. Nutr. 2007, 98, 237–252. [CrossRef]

14. Ji, Y.; Ventilator, X.; Zhang, Y.; Li, J.; Dai, Z.; Wu, Z. Glicina reglează imunitatea mucoasei și compoziția microbiană intestinală la purceii înțărcați. Aminoacizi. 2021, 54, 385–398. [CrossRef] [PubMed]

15. Angermeier, SM; Shepard, MD; Tunnicliff, G. Transportul glicinei prin celulele roșii ale somnului canal. Poate sa. J. Zool. 1996, 74, 688–692. [CrossRef]

16. Kim, KM; Kingsmore, SF; Han, H.; Yang-Feng, TL; Godinot, N.; Seldin, MF Clonarea transportorului de glicină uman de tip 1: Caracterizarea moleculară și farmacologică a variantelor noi de izoforme și localizarea cromozomială a genei în genomul uman și al șoarecelui. Mol. Pharmacol. 1994, 45, 608.

17. Winter, M.; Funk, J.; Körner, A.; Alberati, D.; Christen, F.; Schmitt, G. Efectele inhibării GlyT1 asupra eritropoezei și homeostaziei fierului la șobolani. Exp. Hematol. 2016, 44, 964–974.e4. [CrossRef]

18. Dacie, J.; Lewis, S. Hematologie practică; Churchill și Livingston: Londra, Marea Britanie, 1996.

19. Ellis, AE Testele lizozime. în Tehnici în imunologia peștilor; Furat, JS, Ed.; Publicație SOS: Fair Haven, NJ, SUA, 1990; pp. 101–103.

20. Yano, T. Testele activității complementului hemolitic. în Tehnici în imunologia peștilor; Furat, JS, Ed.; Publicație SOS: Fair Haven, NJ, SUA, 1992; p. 131–141.

21. Siwicki, A.; Anderson, D. Testarea mecanismelor de apărare nespecifice la pești: II. Activitate potențială de distrugere a neutrofilelor și macrofagelor, activitatea lizozimelor în ser și organe și nivelul total de imunoglobuline în ser. În metodele de diagnostic și prevenire a bolilor peștilor; Siwicki, A., Anderson, D., Waluga, J., Eds.; Wydawnictwo Instytutu Rybactwa Srodladowego: Olsztyn, Polonia, 1993; pp. 105–112.

22. Yousefi, M.; Hoseini, SM; Vatnikov, YA; Nikishov, AA; Kulikov, EV Thymol ca nou anestezic la crapul comun (Cyprinus carpio): Eficacitate și efecte fiziologice în comparație cu eugenolul. Acvacultura 2018, 495, 376–383. [CrossRef]

23. Gao, Y.-J.; Liu, Y.-J.; Chen, X.-Q.; Yang, H.-J.; Li, X.-F.; Tian, ​​L.-X. Efectele nivelurilor gradate de histidină asupra performanței de creștere, activităților enzimelor digerate, fragilitatea osmotică a eritrocitelor și toleranța la hipoxie a crapului ierb juvenil Ctenopharyngodon idella. Acvacultura 2016, 452, 388–394. [CrossRef]

24. Bradford, MM O metodă rapidă și sensibilă pentru cuantificarea cantităților de micrograme de proteină utilizând principiul legării proteine-colorant. Biochimie anală. 1976, 72, 248–254. [CrossRef]

25. Quade, MJ; Roth, JA Un test rapid, direct pentru a măsura degranularea granulelor primare de neutrofile bovine. Vet Immunol. Imunopatol. 1997, 58, 239–248. [CrossRef]

26. Zhang, W.-W.; Hu, Y.-H.; Wang, H.-L.; Sun, L. Identificarea și caracterizarea unei proteaze asociate virulenței dintr-o tulpină patogenă de Pseudomonas fluorescens. Vet Microbiol. 2009, 139, 183–188. [CrossRef]

27. Hoseinifar, SH; Roosta, Z.; Hajimoradloo, A.; Vakili, F. Efectele Lactobacillus acidophilus ca supliment alimentar asupra parametrilor imunitari ai mucoasei pielii, microbiota intestinală, rezistența la stres și performanța de creștere a coadei spadei negre (Xiphophorus helleri). Pește Crustacee Imunol. 2015, 42, 533–538. [CrossRef] [PubMed]

28. Fu, C.; Cui, Y.; Hung, SSO; Zhu, Z. Modelul de aminoacizi pentru întregul corp al hormonului de creștere uman F4, gena de crap roșu comun transgenic (Cyprinus carpio) alimentat cu diete cu diferite niveluri de proteine. Acvacultura 2000, 189, 287–292. [CrossRef]

29. Gan, L.; Liu, YJ; Tian, ​​LX; Yue, YR; Yang, HJ; Liu, FJ Efectele oxigenului dizolvat și ale nivelurilor de lizină dietetice asupra performanței de creștere, raportului de conversie a hranei și compoziției corporale a crapului ierb, Ctenopharyngodon idella. Acvacult. Nutr. 2013, 19, 860–869. [CrossRef]

30. Yun, Y.; Song, D.; El, Z.; Mi, J.; Wang, L.; Nie, G. Efectele suplimentării cu metionină în dieta pe bază de proteine ​​vegetale asupra performanței de creștere și a calității fileului puietului de crap de râu galben (Cyprinus carpio haetopterus). Acvacultura 2022, 549, 737810. [CrossRef]

31. Fazio, F. Analiza hematologiei peștilor ca instrument important al acvaculturii: o revizuire. Acvacultura 2019, 500, 237–242. [CrossRef]

32. Mohseni, M.; Hamidoghli, A.; Bai, SC Zinc dietetic organic și anorganic la sturionul beluga (Huso huso): Efecte asupra creșterii, hematologiei, concentrației tisulare și capacității oxidative. Acvacultura 2021, 539, 736672. [CrossRef]

33. Mohseni, M.; Saltanat, NL; Rastravan, ME; Golalipour, Y. Efectele suplimentării cu betaină în dietele pe bază de proteine ​​vegetale asupra performanței de creștere, a parametrilor hemato-imunologici, a stării antioxidante și a activităților enzimatice digestive ale păstrăvului caspic juvenil (Salmo trutta, Kessler, 1877). Acvacult. Nutr. 2021, 27, 2132–2141. [CrossRef]

34. Aftabgard, M.; Salarzadeh, A.; Mohseni, M.; Bahri Shabanipour, AH; Zorriehzahra, MEJ Eficiența combinată a izomaltooligozaharidelor dietetice și Bacillus spp. asupra indicilor de creștere, hemato-serologici și microbiotei intestinale ai păstrăvului brun caspic (Salmo trutta caspius Kessler, 1877). Probiotice Antimicrobiene. Proteine ​​2019, 11, 198–206. [CrossRef]

35. Michelato, M.; Zaminhan, M.; Boscolo, WR; Nogaroto, V.; Vicari, M.; Artoni, RF Necesarul alimentar de histidină a puietului de tilapia Nilului pe baza performanței de creștere, a expresiei genelor legate de creșterea musculară și a răspunsurilor hematologice. Acvacultura 2017, 467, 63–70. [CrossRef]

36. Machado, M.; Azeredo, R.; Fontinha, F.; Fernández-Boo, S.; Conceição, LEC; Dias, J. Metionina alimentară îmbunătățește starea imunitară a bibanului european (Dicentrarchus labrax), răspunsul inflamator și rezistența la boli. Față. Imunol. 2018, 9, 2672. [CrossRef]

37. Sharf, Y.; Khan, MA Cerința de pui Channa punctatus (Bloch) pentru lizina alimentară pe baza creșterii, conversiei hranei și eficiența reținerii lizinei, raportul ARN/ADN, parametrii hematologici și activitatea antioxidantă a serului. Acvacult. Nutr. 2021, 27, 140–150. [CrossRef]

38. Li, H.-T.; Feng, L.; Jiang, W.-D.; Liu, Y.; Jiang, J.; Li, S.-H. Parametrii de stres oxidativ și răspunsul anti-apoptotic la radicalii hidroxil din eritrocitele de pește: efectele protectoare ale glutaminei, alaninei, citrulinei și prolinei. Aquat. Toxicol. 2013, 126, 169–179. [CrossRef] [PubMed]

39. Gwo´zdzi ´ski, K.; Roche, H.; Pérès, G. Comparația efectelor ionilor de metale grele asupra activităților enzimelor antioxidante în eritrocitele umane și peștilor Dicentrarchus labrax. Comp. Biochim. Physiol. Partea C Comp. Pharmacol. 1992, 102, 57–60. [CrossRef] [PubMed]

40. Janssens, BJ; Le Gall, R.; Rees, JF Hemoliza eritrocitelor declanșate de peroxid ca model pentru studiul daunelor oxidative la peștii marini. J. Fish Biol. 2002, 61, 71–84. [CrossRef]

41. Maisey, K.; Imarai, M. Diversitatea moleculelor de leucocite de teleost: Rolul splicing-ului alternativ. Pește Crustacee Imunol. 2011, 31, 663–672. [CrossRef] [PubMed]

42. Koch, JFA; de Oliveira, CAF; Zanuzzo, FS Dietary -glucan (MacroGard®) îmbunătățește răspunsurile imune înnăscute și rezistența la boli la tilapia de Nil, indiferent de perioada de administrare. Pește Crustacee Imunol. 2021, 112, 56–63. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com