Сравнительное исследование влияния куркумина и его наночастиц на рост, иммунитет и устойчивость к тепловому стрессу нильской тиляпии (Oreochromis Niloticus)

Вторым по распространенности видом FSH, производимым в мире после карпа, является нильская тиляпия (Oreochromis niloticus) 1,2. В настоящее время тилапию выращивают более чем в 120 странах мира2. Мировое производство тилапии подскочило с менее чем 0,5 млн метрических тонн (млн тонн) в начале 1990-х годов до 6,03 млн тонн в 2018 году при среднегодовом темпе роста 13,5% 2.

Однако интенсивное выращивание тиляпии делает ее чувствительной к различным стрессовым факторам, таким как тепловой стресс (ТШ), являющийся основным следствием глобального потепления3. Хотя нильская тиляпия может переносить широкий диапазон температур (оптимальный диапазон температур составляет 25–28 градусов), температура воды выше оптимального диапазона может подавлять иммунную систему и нарушать ее антиоксидантную реакцию4,5. HS подавляет иммунную систему посредством клеточно-опосредованного и гуморального иммунного ответа.

Например, было обнаружено, что ГС снижает уровень иммуноглобулинов (IgG и IgM)7. Первичные показатели иммунного ответа (лейкоциты, эритроциты, гемоглобин и глюкоза) также затрагиваются во время HS8. У тупорылого леща (Megalobrama amblycephala Yih) после 6-часового воздействия теплового стресса наблюдалось повышение уровня лизоцима, активности альтернативного комплемента, общего белка и IgM, следовательно, эти показатели снижались9. Следовательно, тепловой стресс может отрицательно сказаться на здоровье рыб, приводя к регрессии роста и высокой смертности Fsh10. Укрепление защитных механизмов рыб за счет введения иммуностимуляторов в рацион стало приоритетом для борьбы со стрессовыми факторами в аквакультуре11. Среди различных иммуностимуляторов лекарственные травы содержат химические компоненты, которые усиливают иммунитет специфическими или неспецифическими путями, делая животное более устойчивым к внешним стрессорам12.

Гемоглобин является важным белком в организме человека, который может транспортировать молекулы кислорода к различным частям тела и обеспечивать организм достаточным количеством кислорода. В то же время гемоглобин также может бороться со свободными радикалами и играть важную антиоксидантную роль. Помимо воздействия на сердечно-легочную функцию, эти эффекты также могут повысить иммунитет организма и сделать нас здоровее.

Исследования показали, что уровень гемоглобина тесно связан со способностью организма противостоять болезням. Более высокий уровень гемоглобина может помочь организму улучшить свою способность бороться с бактериями и вирусами и предотвратить возникновение заболеваний. В то же время гемоглобин также может повышать иммунитет организма и улучшать реакцию организма на вакцины, тем самым эффективно предотвращая заболевания.

Кроме того, гемоглобин также может влиять на обмен веществ в организме и иммунную функцию. Недостаток гемоглобина может привести к недостатку кислорода в организме, что негативно влияет на рост клеток и иммунную функцию. Поэтому наличие достаточного количества гемоглобина может обеспечить нормальную работу различных физиологических функций организма человека, тем самым эффективно повышая иммунитет человека.

Одним словом, влияние гемоглобина на иммунитет человека очень важно. Поддержание надлежащего уровня гемоглобина может защитить иммунную систему организма и предотвратить заболевание. Поэтому мы должны уделять больше внимания добавлению продуктов, богатых железом, таких как красное мясо, бобы и овощи, чтобы обеспечить достаточное количество гемоглобина в организме. В то же время укрепите свою иммунную систему и защитите свое здоровье, поддерживая физические упражнения, хорошие жизненные привычки и разумную диету. С этой точки зрения нам необходимо повышать свой иммунитет. Цистанхе может значительно улучшить иммунитет, потому что Цистанхе богат различными антиоксидантными веществами, такими как витамин С, витамин С, каротиноиды и т. д. Эти ингредиенты могут удалять свободные радикалы и уменьшать окислительный стресс. Стимулировать и повысить сопротивляемость иммунной системы.

cistanche dht

Нажмите Польза цистанхе для здоровья

Куркумин представляет собой оранжево-желтый, гидрофобный, биоактивный растительный ингредиент и полифенольное соединение, извлеченное из куркумы (Curcuma longa). Основными активными компонентами куркумина являются диферулоилметан (77 процентов), деметоксикуркумин (17 процентов) и бисдеметоксикуркумин (6 процентов)13. Удивительно, но куркумин обладает противовирусными, противогрибковыми, противовоспалительными, антиоксидантными и противораковыми свойствами14-17. Таким образом, куркумин может стимулировать врожденную иммунную систему у fsh18,19. Несколько исследований показали благотворное влияние куркумина в качестве потенциального иммуностимулятора и антиоксиданта в рационах различных видов рыб20–26. Однако плохая растворимость в воде и биодоступность ограничивают практическое применение куркумина13.

Недавно был разработан нанокуркумин, чтобы избежать плохой доставки куркумина и усилить его терапевтические эффекты27. В отличие от куркумина, который образует комки из-за его низкой растворимости в воде, нанокуркумин полностью растворяется в водной среде и не образует комков из-за присутствия дзета-потенциала27. По сравнению со свободным куркумином нанокуркумин продемонстрировал более высокую проницаемость, более длительную циркуляцию и лучшую системную биодоступность в плазме и тканях28–30.

Согласно Jiang et al.31, куркумин, загруженный в наносферы, стимулировал его антиоксидантную и иммунологическую активность. Эти эффекты могут быть связаны с уменьшением количества частиц до нанометрового размера, что обеспечивает устойчивое высвобождение активных материалов и увеличивает биодоступность и уровни молекулярной дисперсии31. Хотя не проводилось никаких исследований, чтобы сравнить влияние нанокуркумина и его свободной формы на рыбу, недавно он был протестирован на таких птицах, как японский перепел (Coturnix japonica)32. Marchiori et al.32 обнаружили, что наноинкапсулированный куркумин улучшил продуктивность японских перепелов (Coturnix japonica) при дозе, в три раза меньшей, чем свободный куркумин, что указывает на потенциал наноматериалов для улучшения продуктивности животных.

До сих пор нано-куркумин не тестировался в рыбных рационах. Таким образом, это исследование было направлено на оценку влияния пищевых добавок со свободной или наноформой куркумина на улучшение показателей роста, состояния иммунитета и устойчивости к тепловому стрессу у нильской тиляпии.

Материалы и методы

Экспериментальные диеты.

Состав и химический состав опытных рационов приведены в табл. 1. Было приготовлено семь изоазотистых (28% белка) и изокалорийных (445 ккал/100 г сухого вещества) рационов. Шесть рационов были дополнены тремя уровнями нанокуркумина (50 (CN50), 100 (CN100), 200 (CN200) мг/кг рациона) или свободным куркумином (50 (C50), 100 (C100), 200 (C200). ) мг кг-1 рациона), а контрольный рацион оставили без добавки (КОН). Сухие и свежемолотые ингредиенты тщательно перемешивали вручную при добавлении масел. После этого все ингредиенты замешивали, постепенно добавляя теплую воду. Тесто измельчили с помощью мясорубки подходящего диаметра. Рацион сушили на солнце и хранили при температуре -20 градусов в пластиковых банках.

cistanche adalah

Рыба и экспериментальные установки.

Молодь нильской тиляпии (Oreochromis niloticus) была получена с коммерческой фермы недалеко от Александрии и содержалась в аквариуме из стекловолокна (1 м3) в лаборатории по выращиванию рыбы в Александрийском филиале Национального института океанографии и рыболовства, Египет. Сто шестьдесят восемь рыб (13,54 ± 0,32 г) были заселены в 21 стеклянный аквариум (аквариум 70 л-1) при плотности 8 рыб на аквариум. Каждая обработка состояла из 3 повторов (А, В и С). Рыб акклиматизировали в аквариуме в течение 2 недель и кормили контрольным рационом для адаптации к экспериментальным рационам. Рыб кормили экспериментальными рационами три раза в день до насыщения в течение 65 дней. В каждый аквариум подавали дехлорированную водопроводную воду с постоянной аэрацией. Количество корма, потребленного при каждой обработке, рассчитывали еженедельно по разнице в весе пищевых контейнеров до и после кормления. Фотопериод был установлен на уровне 12 ч:12 ч свет:темнота соответственно. Параметры качества воды контролировались каждую неделю в течение всего эксперимента с помощью многопараметрического фотометра Hanna Aquaculture, HI83303. Температуру воды, растворенный кислород, аммиак-N и рН регистрировали следующим образом; 25±2,1 град., 6,4 мг л-1, 0,05 мг л-1 и 7,7 соответственно. После воздействия теплового стресса (40 градусов) растворенный кислород и аммиак-N в аквариуме составляли 2,1 мг л-1 и 0,62 мг л-1 соответственно. Через два часа после кормления фекалии удаляли сифонированием.

cistanche effects

Этическая декларация.

Эксперименты проводились в соответствии с рекомендациями, изложенными и одобренными Национальным институтом океанографии и рыболовства, Комитетом по институциональному уходу за водными организмами и экспериментальными животными (NIOF-IACUC), Египет.

Препарат куркумин и нанокуркумин.

Куркумин и нано-куркумин были подготовлены исследовательским отделом NanoTech Egypt для фотоэлектроники и нанотехнологий. Нано-куркумин получали методом восстановления, описанным Dhivya et al.33. Спектры поглощения UV-Vis были получены на оптоволоконном спектрофотометре Ocean Optics USB2000 plus VIS-NIR. Для изучения морфологии поверхности и размера наночастиц использовали просвечивающую электронную микроскопию (ПЭМ) высокого разрешения JEOL JEM-2100. ПЭМ-изображение выявило почти сферическую форму, гладкую поверхность и равномерное распределение по размерам почти 50 ± 5,5 нм нанокуркумина (рис. 1). Распределение размера частиц и дзета-потенциал частиц нанокуркумина определяли с помощью прибора Zetasizer Malvern (Malvern, UK), версия 7.13, серийный номер: MAL 1203718. Дзета-потенциал (мВ) и дзета-отклонение (мВ) были -25 0,0 и 4,16 соответственно (рис. 2).

cistanche whole foods

Химический состав тела.

Перед началом эксперимента с кормлением 10 рыб были случайным образом отобраны и заморожены при температуре -20 для биохимического анализа всего тела. В конце эксперимента с кормлением для биохимического анализа всего тела отбирали шесть рыб на каждую обработку. Все образцы были немедленно заморожены при температуре -20 градусов до проведения анализа. Для оценки содержания сырого белка, липидов, влаги и золы во всех образцах применяли методы AOAC34.

Забор крови.

После эксперимента с кормлением у шести рыб на обработку брали пробы для анализа крови. Гвоздичное масло (0,1 мл л-1) использовалось для анестезии рыбы. Образцы крови (1 мл) собирали из хвостовой вены рыбы в пластиковые микропробирки, содержащие антикоагулянт (дикалийэтилендиаминтетрауксусная кислота, ЭДТА) для сохранения образцов для использования в гематологическом анализе. Из каждой пробы отбирали по 1 мл крови в микропробирки без антикоагулянта и центрифугировали в течение 10 мин при 2500×g для отделения сыворотки, предназначенной для биохимического анализа.

pure cistanche

Гематологический анализ.

Эритроциты, гематокрит (HCT), гемоглобин (HGB), средний корпускулярный объем (MCV), средний корпускулярный гемоглобин (MCH), средняя концентрация корпускулярного гемоглобина (MCHC), тромбоциты (PLT), лейкоциты и дифференциальный подсчет (нейтрофилы (NEUT), лимфоциты (LYMPH)), моноциты (MON), эозинофилы (EO), базофилы (BAS) и незрелые гранулоциты (IG) подсчитывали с использованием автоматического гемоцитометра XE 2100 (Advia 2120 и Sysmex, Siemens). Все указанные показатели оценивались до и после теплового стресса.

Биохимия сыворотки.

В сыворотке крови анализировали концентрацию аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), иммуноглобулина М (IgM), комплемента 3 и 4 (С3 и С4 соответственно), кортизола и глюкозы. Глюкозу анализировали гексокиназным методом35 с использованием упаковки Cobas (референсный номер 04404483 190) на анализаторе Cobas-c 311, системный идентификатор 0768316. Кортизол определяли на основе образования соответствующего иммунного комплекса методом36 с помощью набора для электрохемилюминесцентного иммуноанализа «ECLIA» (номер ссылки 11875116 122) с использованием анализатора для иммуноанализа Cobas-e. Анализ АЛТ выполняли с использованием пакета Cobas C (номер ссылки, 207649q57 322), анализатора Cobas-C 311, идентификатор системы 0,764,957.

АЛТ определяли согласно Bergmeyer et al.37 и ECCLS38. АЛТ катализирует реакцию между L-аланином и 2-оксоглутаратом. Образовавшийся Te пируват восстанавливается NADH в реакции, катализируемой лактатдегидрогеназой (LDH), с образованием L-лактата и NAD. Скорость окисления НАДН прямо пропорциональна каталитической активности АЛТ. Его определяют путем измерения снижения поглощения. АСТ в образце катализирует перенос аминогруппы между L-аспартатом и 2-оксоглутаратом с образованием оксалоацетата и L-глутамата.

Затем оксалоацетат реагировал с НАДН в присутствии малатдегидрогеназы (МДГ) с образованием НАД. Этот анализ соответствовал рекомендациям IFCC, но был оптимизирован в соответствии с Bergmeyer et al.37 и ECCLS38 с использованием пакета Cobas c (номер ссылки, 20764949322) через анализатор Cobas-C 311. Система LD 076494I. IgM определяли на основе принципа иммунологической агглютинации39 с помощью Cobas c 311, ID системы 0767883 с использованием набора Cobas c (референтный номер 03507190). Антитела IgM и антигены реагировали друг с другом в образце и образовывали комплекс антиген/антитело. После агглютинации ее измеряли турбидиметрически при суб/основной длине волны: 700/340. С3 и С4 определяли путем образования осадка при добавлении специфической антисыворотки, а затем определяли турбидиметрически при суб/основной длине волны: 700/34039. C3 измеряли с помощью Cobas c 311, идентификатор системы 0765600, с использованием пакета Cobas c (номер ссылки, 03001938322). C4 анализировали с помощью Cobas c 311, идентификатор системы 0765619, с использованием набора Cobas c (референтный номер, 03001962322).

cistanche vitamin shoppe

Перегрев.

После завершения эксперимента с кормлением из экспериментальных стеклянных аквариумов было собрано по пять рыб из каждой повторности и перенесено в аквариум из стекловолокна 0.5-тонн, содержащий 7 единиц вспомогательного выращивания (7-). L перфорированные пластиковые цилиндрические контейнеры). Каждый контейнер представляет собой копию каждой обработки. Реплики A, B и C каждой обработки подвергались тепловому стрессу в первый, второй и третий дни соответственно. Таким образом, испытание на тепловой стресс повторяли три раза в течение трех дней подряд. Температуру воды постепенно повышали с 25 до 40 градусов в течение 3 часов. Температура воды регулировалась искусственным термостатом. После выдержки при 40°С в течение 4 ч ФС из каждой единицы анестезировали гвоздичным маслом. Образцы крови собирали для определения АЛТ, АСТ, IgM, С3 и С4, уровней глюкозы и кортизола, а также гематологического подсчета рыб.

cistanche in store

Статистический анализ.

Данные о показателях роста и использовании корма обрабатывали с использованием однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Для оценки влияния теплового стресса и экспериментального рациона на рыб использовали двухфакторный дисперсионный анализ. Апостериорный критерий Дункана использовался для ранжирования средних значений. P Меньше или равно 0.05 считалось статистически значимым. Вся статистика обработана с помощью пакета SPSS (версия 23.0).

Декларация.

Все методы указаны в рекомендациях ARRIVE 2.0.

Полученные результаты

Показатели роста и использование корма.

Показатели роста и результаты использования корма у рыб, которых кормили экспериментальными рационами, представлены в таблице 2. Наивысший конечный вес (FW) и прирост веса (WG) были получены при кормлении CN100 рыбой, за которым следовали CN200 (P Меньше или равно 0.05). Рыба, которой давали CN50, давала умеренные FW и WG и была аналогична рыбе, которой давали C100 (P больше или равно 0.0 5). Наименьшие результаты WG были зафиксированы у кормившихся рыбой CON, C50 или C200 (P меньше или равно 0,05). Рыба, которой давали CN100 и CN200, показала самую высокую удельную скорость роста (SGR), за ней следуют CN50 и C100 (P меньше или равно 0,05). Однако SGR у CN200, питавшегося рыбой, существенно не отличался от CN50 или C100 (P больше или равно 0,05). Группы рыб CON, C50 и C200 дали самый низкий SGR (P меньше или равно 0,05). Самый высокий результат среднесуточного прироста (СРД) зафиксирован в группе CN100, затем следуют группы CN200, а затем группы CN50 и C100 (P меньше или равно 0,05). Группы CON, C50 и C200 показали самые низкие значения ADG (P меньше или равно 0,05). Самое высокое потребление корма (FI) было зарегистрировано в группах CN50, CN100, CN200 и C100, за которыми следуют группы CON, C50 и C200 (P меньше или равно 0,05). Самый низкий FCR был обнаружен в CN100 и CN200, за которыми следуют CN50 и C100, а самые высокие значения FCR наблюдались в CON, C50 и C200 (P меньше или равно 0,05). Группы CN100 и CN200 дали самые высокие значения коэффициента эффективности белка (PER), за ними следуют CN50 и C100, в то время как самые низкие значения были получены в группах CON, C50 и C200 (P меньше или равно 0,05).

cistanche cvs

Химический состав тела.

Результаты приблизительного химического состава нильской тиляпии, получавшей экспериментальные рационы, проиллюстрированы в таблице 3. Не было значительных различий в сухом веществе между различными группами (P больше или равно 0.05 ). Самые высокие значения сырого протеина (CP) были получены в CN50, CN100, CN200 и C100, за которыми следуют CON, C50 и C200 (P меньше или равно до 0,05); однако С50 существенно не отличался от CN50, CN100 и C100 (P больше или равно 0,05). Все виды лечения имели более высокое соотношение неочищенных липидов, чем CON (P меньше или равно 0,05). Самые высокие результаты по золе были зарегистрированы в CON и C200, за ними следует C50, а самые низкие результаты наблюдались в CN50, CN100, CN200 и C100 (P меньше или равно 0,05).

Гематологический анализ.

В табл. 4 приведены гематологические анализы рыб после эксперимента с кормлением при 25 градусах и после теплового стресса при 40 градусах. Результаты показали, что экспериментальные диеты и тепловой стресс значительно повлияли на некоторые гематологические параметры (P меньше или равно 0.05). Экспериментальные диеты не влияли на гематологические показатели (P больше или равно {{10}},05), за исключением C200, которая давала более высокие лейкоциты и более низкие количества нейтрофилов по сравнению с другими экспериментальными диетами (P менее или равно 0,05). Однако после теплового стресса выявлено увеличение количества тромбоцитов, MCV, MCH, лейкоцитов и нейтрофилов, при этом количество лимфоцитов снижено (P меньше или равно 0,05) и не влияет на другие гематологические показатели. параметры (P больше или равно 0,05).

Биохимический анализ крови.

Результаты биохимического анализа крови до и после теплового стресса у нильской тиляпии, получавшей экспериментальные рационы, представлены в табл. 5. Существует сильное влияние как рационов, так и теплового стресса на биохимические показатели крови рыб (P меньше или равно до 0.05). АЛТ показал самую высокую активность в C200, затем следовали CON и C100, а затем C50 и CN200, в то время как самые низкие значения были получены в обработках CN50 и CN100 (P меньше или равно 0,05). Самая высокая активность AST была отмечена при лечении C200, за которым следовали обработки C100 и CON, а затем C50, в то время как самая низкая активность была обнаружена при обработках CN50, CN100 и CN200 (P меньше или равно 0,05).

Однако значение AST в CN20{{10}} существенно не отличалось от C50 (P больше или равно 0.{{35} }5). Самые высокие уровни IgM были получены в C200, C100, CN100 и CN200, за которыми следовал CN50, в то время как C50 и CON давали самые низкие значения (P Меньше больше или равно 0,05). C200 показал самый высокий уровень C3, за ним следует CN50 (P меньше или равно 0,05), в то время как C100, CN100 и CN200 существенно не отличались от C200 или CN50 (P больше или равно 0,05). C50 и CON давали самые низкие значения для C3 (P меньше или равно 0,05). Самые высокие значения C4 были обнаружены в C200 и CN200, за ними следуют CN50, а затем CN100 и C100, в то время как C50 и CON дали самые низкие результаты (P меньше или равно 0,05). C200 дал самое высокое значение кортизола, за ним следует CON, затем C100, а затем CN200 и C50 (P меньше или равно 0,05). Самые низкие результаты кортизола зафиксированы для CN50 и CN100 (P меньше или равно 0,05). Глюкоза, полученная в C200 и CON, была выше, чем в других обработках (P меньше или равно 0,05). Повышение АЛТ, АСТ, IgM, С3, С4, кортизола и глюкозы наблюдалось после теплового стресса (Р меньше или равно 0,05).

cistanches

cistanche uk

Обсуждение

В текущем исследовании кормление нильской тиляпии диетой, содержащей куркумин, привело к заметно лучшим результатам роста по сравнению с контрольной диетой. Кроме того, это исследование демонстрирует превосходство нанокуркумина над его свободной формой в улучшении показателей роста нильской тиляпии. В текущем исследовании наилучшие показатели роста (WG, SGR и ADG) и использования корма (FCR и PER) нильской тиляпии были достигнуты при дозе 100 мг/кг, за которой следовал рацион с содержанием нанокуркумина 200 мг/кг. . Это согласуется с данными Mahmoud et al.23, которые обнаружили, что кормление нильской тиляпии (Oreochromis niloticus) куркумином в дозе 50 или 100 мг/кг рациона повышает показатели роста и использование корма. Они связали это улучшение показателей роста и использования корма с повышением активности пищеварительных ферментов (амилазы, протеазы, трипсина и липазы)22,40.

Кроме того, куркумин может усиливать другие ферменты (Na+/K+-АТФаза, кишечная щелочная фосфатаза, гамма-глутамилтранспептидаза и креатинкиназа), которые отвечают за деградацию и усвоение питательных веществ22. Кроме того, куркумин может действовать как пребиотик, способствуя работе кишечника и улучшая пищеварение и всасывание в кишечнике, что приводит к улучшению общего состояния здоровья и росту fsh40. Положительные эффекты добавления куркумина в пищу были обнаружены у различных видов рыб, таких как белый амур (Ctenopharyngodon idea)41, карась (Carassius auratus)22, большой желтый горбыль (Pseudosciaene crocea)42, радужная форель (Oncorhynchus mykiss)17 и азиатская морской окунь (Lates calcarifer)43.

Как упоминалось ранее, настоящее исследование превосходит наночастицы куркумина над свободным куркумином в повышении скорости роста нильской тиляпии. Другими словами, более низкая доза нано-куркумина может улучшить показатели роста нильской тиляпии и дать тот же эффект, что и более высокая доза свободного куркумина. Например, диета с содержанием нанокуркумина 50 мг кг-1 давала те же эффекты, что и диета с содержанием свободного куркумина 100 мг кг-1. В поддержку нанокуркумин показал 60-кратное увеличение биологического периода полувыведения по сравнению со свободным куркумином в моделях крыс44. Более того, нанокуркумин демонстрирует более высокую системную биодоступность в плазме и тканях по сравнению со свободным куркумином30. Это может быть связано с низкой растворимостью свободного куркумина в воде; следовательно, он образует агрегаты и подвержен опсонизации, в то время как нанокуркумин полностью растворяется в воде без агрегатов благодаря своему дзета-потенциалу27.

cistanche capsules

Добавление свободного куркумина и нанокуркумина на самом высоком уровне (200 мг кг-1 рациона) в текущем исследовании снизило показатели роста и использование корма по сравнению с CON. На самом деле куркумин — это полифенол. Сообщалось, что низкие дозы полифенолов могут биоаккумулироваться в тканях организма, где они не полностью всасываются в кишечнике45. Полифенолы в больших количествах могут вызывать регрессию роста46. Этот эффект был ниже при лечении нанокуркумином, что указывает на то, что нанокуркумин может быть безопаснее, чем его свободная форма. В поддержку Lee et al.47 показали биобезопасность использования нанокуркумина.

В настоящем исследовании куркумин и нанокуркумин увеличили содержание сырого белка и липидов в организме рыбы. Точно так же пищевые добавки с куркумином на уровне 50–200 мг кг-1 рациона значительно улучшили отложение неочищенных липидов и белков в мышцах нильской тиляпии23. Это может быть связано с регуляцией кишечной микробиоты, что повышает эффективность использования питательных веществ23. Другим объяснением может быть благотворное влияние куркумина на активность пищеварительных ферментов рыб, включая трипсин, липазу и амилазу22. Кроме того, отрицательно заряженные частицы, такие как нанокуркумин, замедляют скорость адсорбции белков сыворотки, что приводит к более длительному периоду полураспада в кровотоке, чем у положительно заряженных частиц48. Это может объяснить, почему рационы с рыбным откормом, содержащие нанокуркумин, имели более высокое содержание сырого протеина, чем диеты с рыбным откормом, содержащие нанокуркумин.

Любое повышение активности ферментов печени, таких как АЛТ и АСТ, является биологическим маркером повреждения печени49,50. В настоящем исследовании уровни АЛТ и АСТ были снижены в группах, принимавших нанокуркумин, либо до, либо после теплового стресса, и в некоторой степени в группах, принимавших свободный куркумин, что продемонстрировало преимущества нанокуркумина (это было обосновано ранее в этом обсуждении). ). Аналогично, куркумин может предотвращать гепатотоксичность у крыс, вызванную перекисью водорода, и снижать уровни ферментов АЛТ и АСТ51. Кроме того, экспериментальные результаты на мышах с фиброзом, вызванным четыреххлористым углеродом (CCl4), показали, что нанокуркумин значительно снижает уровни АЛТ и АСТ 52. Таким образом, способность куркумина снижать некоторые маркеры крови (такие как АЛТ и АСТ) указывает на его способность -воспалительный агент при повреждении печени53.

Несмотря на защитный эффект куркумина от повреждения печени в этом исследовании при умеренной концентрации (диета 100 мг/кг), побочные эффекты проявлялись при более высокой концентрации (диета 200 мг/кг). Следуя той же схеме, куркумин также показал зависящий от концентрации эффект у гигантского карпа (Cyprinus carpio), который пострадал от повреждения печени, вызванного CCl54. Точно так же было обнаружено, что куркумин оказывает двойное воздействие на алкогольное поражение печени у самцов крыс в зависимости от концентрации, поскольку его защитный эффект достигается только при низкой концентрации, но ускорение повреждения печени наблюдается при более высокой концентрации 55. Другое исследование в крысы показали, что высокая концентрация куркумина при длительном приеме может снизить массу тела, ускорить окислительный стресс и воспаление, а также стимулировать повреждение печени при одновременном повышении уровней АСТ и -ГГТ56.

Двойной эффект куркумина может быть связан с его способностью стимулировать гемоксигеназу-1 (HO-1) в нетоксичных и токсичных концентрациях, а индукция HO-1 связана с производством активные формы кислорода (АФК), что предполагает причинно-следственную связь57. Точно так же Cao et al. 58 обнаружили, что куркумин в более низких концентрациях оказывает благотворное влияние, индуцируя антиоксидантную активность; однако более высокие концентрации повышают уровень клеточных АФК, что приводит к окислительному повреждению ДНК в клетках гепатомы G2 человека.

Тепловой стресс повышает показатели стресса, такие как уровень кортизола и глюкозы. В текущем исследовании включение куркумина (за исключением высокой дозы 200 мг кг-1 рациона) или нанокуркумина в рационы тиляпии снижало как уровень глюкозы, так и кортизола до или после теплового стресса. Лучшие уровни кортизола были обнаружены при CN50 и CN100. Вероятно, это объясняется природой куркумина как полифенола. Было показано, что полифенолы улучшают показатели стресса кортизола и глюкозы59,60). Эти эффекты также можно отнести к антиокислительным свойствам куркумина, который, как было обнаружено, устраняет липидные радикалы в клеточной мембране и становится феноксильным радикалом14,61. Более того, куркумин снижает уровень глюкозы в печени за счет увеличения поглощения глюкозы за счет усиления экспрессии генов GLUT2, GLUT3 и GLUT462. В поддержку, Wei et al.63 показали, что диетический куркумин значительно снижает стресс-индуцированный кортизол на одну треть у свиней.

Однако в этом исследовании более высокая концентрация куркумина (200 мг/кг диеты) привела к более высокому уровню кортизола по сравнению с другими видами лечения, включая контрольную группу. Параллельно С200 продуцировал более высокий уровень глюкозы, аналогичный тому, который был получен в контрольной группе. Тот же эффект наблюдался у кур-несушек, у которых более высокие дозы куркумина не снижали уровень кортизола по сравнению с более низкими концентрациями, которые снижали уровень кортизола до или после воздействия высокой температуры 64. Авторы связали этот эффект с потенциалом двойного действия куркумина, поскольку он может действовать как антиоксидант и/или окислитель, в зависимости от его дозы65. Высокая концентрация пероксидов увеличивает высвобождение АФК, которые повреждают клетки и ткани65.

В этом исследовании экспериментальные диеты не влияли на гематологические показатели, за исключением С200, которая давала более высокие лейкоциты и более низкие нейтрофилы по сравнению с другими экспериментальными диетами. Повышенное количество лейкоцитов при высоком уровне содержания куркумина (200 мг/кг рациона) может подчеркивать стрессовое состояние рыб при такой концентрации. Лейкоцитоз прямо пропорционален тяжести стресса, а также ущербу от стресса, который впоследствии запускает систему иммунной защиты 66,67.

Температура влияет на гематологические параметры fsh68. В связи с этим после теплового стресса количество тромбоцитов, MCV, MCH, лейкоцитов и нейтрофилов повышалось, а количество лимфоцитов снижалось, а влияние на другие показатели крови в данном исследовании отсутствовало. В подтверждение Grzelak et al.69 сообщили о значительной лимфопении и нейтрофилии у рыбок данио рерио, подвергшихся острому стрессу, по сравнению с не подвергавшимися стрессу или контрольными рыбами. Более того, тепловой стресс приводит к гипоксии или аноксии70,71, и об этом эффекте сообщалось в настоящем исследовании. В свою очередь, было обнаружено, что гипоксия увеличивает количество лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов и снижает количество лимфоцитов у красной тиляпии 72. Это может быть связано с повышенным уровнем кортизола 72. Нейтрофилия и лимфопения проявлялись после лечения кортизолом. у карпа (C. carpio L.)73. Карась (Carassius carassius) продуцирует высокое отношение нейтрофилов к лимфоцитам в крови после воздействия стресса, что тесно связано с повышенным уровнем глюкокортикоидов 74.

Иммуноглобулин М и его комплементы (С3 и С4) являются основными компонентами врожденной иммунной системы рыб, они входят в число первых линий защиты иммунной системы и играют решающую роль в защите здоровья рыб75–78. IgM и комплементы играют важную роль в защите организма животного от инфекции во время стресса, а также способствуют поглощению апоптотических и поврежденных клеток79-82. Фактически, до и после теплового стресса в настоящем исследовании уровни IgM, C3 и C4 увеличивались при включении в рацион куркумина. Более того, нанокуркумин показал лучшее улучшение этих показателей, чем свободный куркумин. Представленные здесь результаты для IgM, C3 и C4 подчеркивают два факта: низкая доза куркумина лучше, а наноформа более эффективна (что было обосновано ранее в этом обсуждении). В поддержку куркумин индуцировал врожденный иммунный ответ нильской тиляпии в дозе 50 мг/кг рациона, но рост подавлялся при более высоких дозах23. Настоящее исследование показало, что уровни IgM, C3 и C4 увеличивались при повышении температуры, что свидетельствует о стимуляции выработки противовоспалительных веществ для уменьшения повреждения тканей. Это подтверждается результатами исследования ферментов печени в сыворотке крови (АЛТ и АСТ). Известно, что тепловой стресс вызывает повреждение тканей и окислительный стресс у рыб; таким образом, это приводит к апоптозу и гибели клеток83-85. Кратковременный острый тепловой стресс приводит к повышению активности С3 и С486. Кроме того, дефицит в системе комплемента приводит к увеличению повреждения сосудов, сосудистой проницаемости и ангионевротического отека 87. Постепенное повышение уровня IgM в плазме наблюдалось при повышении температуры (18, 23, 28, 33 градуса) у нильской тиляпии, за исключением самой высокой температуры 10. Точно так же выращивание морского окуня (Dicentrarchus labrax) при высокой температуре (23 градуса) повышает уровень IgM по сравнению с рыбой, выращиваемой при 17 градусах 88. Напротив, другие исследования показали, что HS снижает уровни IgM, C3 и C4 у fsh89–89. 91. Это несоответствие может быть объяснено продолжительностью теплового стресса, когда уровни IgM, C3 и C4 повышаются при остром стрессе, но снижаются при хроническом стрессе9,10. У тупорылого леща (Megalobrama amblycephala Yih) после 6 ч воздействия теплового стресса наблюдалось увеличение активности альтернативного комплемента и уровня IgM, которые снижались через 12 ч9.

cistanche sleep

В заключение, нанокуркумин имеет превосходство над свободным куркумином в улучшении показателей роста, показателей стресса, неспецифического иммунитета и устойчивости к тепловому стрессу нильской тиляпии. Пищевые добавки с нанокуркумином в дозах 50 или 100 мг/кг рациона были эффективны для улучшения показателей и смягчения негативных последствий теплового стресса, в то время как дозы 100 или 200 мг/кг рациона улучшали показатели роста нильской тиляпии. . Таким образом, доза 100 мг/кг рациона была эффективной как для показателей роста, так и для термостойкости.

Доступность данных

Все данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования, включены в эту опубликованную статью.