ニームの葉の粉末 (Azadirachta indica) は、ナイル ティラピア (Oreochromis niloticus) の鉛毒性によって引き起こされる酸化ストレスと病理学的変化を軽減します。

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9170 (2023) この記事を引用

724 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この研究では、鉛汚染地域（マリオッテヤ運河：Pb = 0.6 ± 0.21 mg L−1）から採取した野生のナイルティラピアと、鉛に実験的に2週間暴露した後の養殖魚の水系鉛毒性の臨床症状と病理学的症状を調査しました。酢酸塩（5 ～ 10 mg L-1）の投与に加えて、鉛毒性の症状を緩和するニーム葉粉末（NLP）治療の有効性を評価しました。 合計 150 匹の魚 (20 ± 2 g) を 5 つのグループに分けました (30 匹の魚/グループ、3 つの反復)。 G1 は、何の処理も行わずに陰性対照として割り当てられました。 グループ（2～5）は、5 mg L-1（G2 および G3）または 10 mg L-1（G4 および G5）の濃度の酢酸鉛に 2 週間曝露されました。 鉛曝露期間中、すべてのグループは同じ条件下で飼育され、G3 と G5 は 1 g L-1 NLP で処理されました。 野生ティラピア、G2、および G4 では、鉛の毒性により DNA 断片化と脂質過酸化が誘発され、グルタチオンのレベルとヘム合成酵素デルタアミノレブリン酸デヒドラターゼ (ALA-D) の発現が減少しました。 NLP は、G3 では鉛によって刺激された酸化ストレスを軽減できましたが、G5 ではわずかな効果を示しました。 えらの上皮過形成、えらおよび筋肉の浮腫、肝臓および筋肉の変性および壊死、およびすべての臓器における白血球浸潤を含む病理学的所見は、鉛濃度と直接相関していた。 したがって、1 g L-1 の NLP の水性適用は酸化ストレスを軽減し、鉛毒性によって誘発される病理学的変化を軽減しました。

水産養殖は、乱獲された資源や絶滅危惧種の魚種を代替および保護するだけでなく、生産と人間の需要との間のギャップを埋めるための実用的な方法であると考えられています1、2、3。 1970 年代以来、水産養殖により魚介類の生産量は大幅に増加しましたが、この業界には依然としていくつかの課題があります。 水生環境、栄養、養殖魚など、相互に関連するさまざまな要因が、水産養殖事業の効率的な運営に影響を与えます。 持続可能な水産養殖は、これらの変数を最大化することに基づいて構築されます4。 水産養殖の有効性を高め、環境ストレス要因を軽減するための持続可能で環境に優しい技術の採用が、最近注目を集めています5。

非常に長い間、成長、発達、免疫力を高め、感染症を治療するための最良の方法は、化学療法と抗生物質でした。 しかし、水産養殖における従来の化学療法の継続使用は、魚の自然免疫と生態系に対する多くの悪影響によって制約を受けました6,7。 水産養殖部門では環境に優しいアプローチが代替手段として利用可能になっています8,9,10,11。 外因性酵素、有益な微生物、および薬用植物は、水生生物の健康と生産のための理想的な戦略です12、13、14、15。 水生環境は多くの環境汚染物質の溜まり場です16、17、18。 鉛は、鉱業や工業プロセスなどのさまざまな発生源から水生生態系に侵入する非基本元素です19,20。 鉛は酸化還元不活性金属であり、水生生物の組織や器官に蓄積し、水や堆積物中に長期間残留する可能性があります21、22、23。 酸化ストレスは鉛刺激毒性の中心的なメカニズムです。 抗酸化システムの能力を超えて活性酸素種（ROS）の生成が増加すると、さまざまな臓器の細胞膜で脂質過酸化、タンパク質やDNAの酸化、酵素の失活、遺伝子発現の変化、細胞の酸化還元状態の変化が引き起こされます24,25。 魚の抗酸化システムの構造は、酵素と低分子量抗酸化物質で構成されています26。 スーパーオキシドジスムターゼ (SOD)、カタラーゼ (CAT)、グルタチオンペルオキシダーゼ (GPx)、およびグルタチオン-s-トランスフェラーゼ (GST) は主要な抗酸化酵素であり、酸化ストレスの重要なマーカーとして機能します 2,4,27。 さらに、グルタチオン (GSH) と酸化型グルタチオン ジスルフィド (GSSG) の減少は、非酵素的抗酸化防御において重要な機能を果たします 28。 鉛は、ヘモグロビン合成を阻害し、ヘム合成経路の必須酵素を制限することにより、造血系を改変します。 また、細胞膜の脆弱性を高めることにより、循環赤血球の寿命を短縮します29。 鉛はヘムの合成に必要な 3 つの主要な酵素をダウンレギュレートします。その中で最も顕著なものはデルタ アミノレブリン酸デヒドラターゼ (ALA-D) であり、ポルフォビリノーゲン シンターゼとしても同定されます。 ALA-D は、δ-アミノレブリン酸 (ALA) からポルホビリノーゲンを形成することによりヘム合成の第 2 段階を触媒するサイトゾル酵素です 30,31。 ALA-D はすべての組織で発現されますが、赤血球と肝臓の発現レベルが最も高くなります 32,33。 ALA-D 酵素の下方制御または不活性化は、鉛の毒性レベルを測定するために臨床的に使用されています 29、34、35。 水質汚染は魚の組織にさまざまな病理学的変化をもたらし、その重症度は水質汚染の程度と関連している可能性があります36,37。 最も影響を受ける2つの臓器は、水質汚染物質と直接接触するえらと、解毒に関与する肝臓です。 重金属の生体蓄積は他の臓器にも影響を与える可能性があります38、39、40。