Đánh giá mức độ phơi nhiễm nitơ amoniac trong hệ thống phòng thủ miễn dịch hiện diện trên lá lách và đầu thận của cá tráp Vũ Xương (Megalobrama Amblycephala)
Nov 13, 2023
Trừu tượng:Amoniac là một trong những yếu tố môi trường quan trọng nhất trong hệ sinh thái dưới nước. Tuy nhiên, có rất ít nghiên cứu về tác động của stress amoniac mãn tính hoặc lâu dài cũng như cơ chế phân tử tiềm năng của nó ở cá. Nghiên cứu này nhằm mục đích điều tra phản ứng miễn dịch và cơ chế phân tử ở lá lách và đầu thận của cá sau khi tiếp xúc với amoniac mãn tính.Bệnh nhược não Megalobrama(9.98 ± {{0}}.48 g) được tiếp xúc với tổng lượng nitơ amoniac (0–30 mg/L) ở các nồng độ khác nhau trong 30 ngày. Phơi nhiễm amoniac gây ra sự gia tăng đáng kể nồng độ cortisol và giảm nồng độ lysozyme và bổ sung 3/4 trong huyết thanh, cho thấy tác dụng ức chế của stress amoniac đối với các phản ứng miễn dịch bẩm sinh. Phơi nhiễm amoniac cũng gây ra sự gia tăng phụ thuộc vào nồng độ nồng độ amoniac trong mô, tổn thương bệnh lý và các chỉ số của lá lách và đầu thận. Ngoài ra, hàm lượng globulin miễn dịch M (IgM), interleukin 1 (IL-1 ) và yếu tố hoại tử khối u (TNF- ) cũng như mức độ mRNA của các thụ thể giống thu phí (TLR)/yếu tố phân biệt myeloid 88 (MyD88) ở lá lách và đầu thận đã được điều chỉnh giảm đáng kể sau khi tiếp xúc với amoniac. Phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng việc tiếp xúc thường xuyên với amoniac đã gây ra sự ức chế các phản ứng miễn dịch bẩm sinh và thích ứng thông qua việc điều hòa tín hiệu độc lập TLR/MyD88-thấp. Những ảnh hưởng bất lợi của stress amoniac mãn tính ở lá lách nghiêm trọng hơn ở đầu thận.
Từ khóa: amoniac; nhấn mạnh; thụ thể giống như thu phí; lách; đầu thận; miễn dịch
CLICK VÀO ĐÂY ĐỂ NHẬN THẢO DƯỢC CHO THẬN
1. Giới thiệu
Ammonia is one of the most important environmental factors in aquatic ecosystems that affect the growth and health of aquatic animals [1]. Ammonia nitrogen generally comes in one of two ionized forms—NH4 + and the un-ionized form, NH3, in the aquatic environment. NH3 is extremely toxic to fish by reason of its ability to diffuse across cell membranes easily [2–4]. Over the past decades, high levels of ammonia frequently occur in aquatic environments due to disorderly discharges of sewage effluent, agricultural run-off, and high-density aquaculture [5–7]. Although the recommended level of ammonia nitrogen in drinking water is up to 3 mg/L (NH4/L) [8], the real ammonia level can reach much higher (>20 mg/L) do xử lý nước thải không hiệu quả hoặc không tồn tại hoặc các lý do khác [9,10].
Tác dụng ức chế miễn dịch của amoniac ở cá đã được chứng minh là góp phần gây ra dịch bệnh [11,12]. Trong một số nghiên cứu về Takifugu rubripes, Scphthalmus maximus và Pelteobagrus fulvidraco, việc tiếp xúc cấp tính với amoniac có thể điều chỉnh tăng mức độ biểu hiện gen của yếu tố kích hoạt tế bào B, protein sốc nhiệt 70/90, tnf- và interleukin- 1/1 /6/ 12/8 [13–15]. Vương và cộng sự. cũng báo cáo rằng hoạt động lysozyme trong huyết thanh đã giảm đáng kể ở Acanthopagrus schlegelii sau 24 giờ tiếp xúc với amoniac [16]. Tương tự, mức độ mRNA của bổ sung C3 và IgM giảm đã được quan sát thấy ở lá lách của Pelteobagrus vachellii và Rhynchocypris lagowski khi tiếp xúc với amoniac cấp tính [17,18]. Mặc dù người ta chú ý nhiều đến tác động của việc tiếp xúc với amoniac cấp tính đối với khả năng miễn dịch của cá, nhưng chỉ có những nghiên cứu hạn chế về tác động của stress amoniac mãn tính hoặc lâu dài và cơ chế phân tử tiềm năng của nó. Ngoài ra, một số nhà điều tra đã báo cáo tác dụng phụ của nitơ amoniac đối với biểu hiện mRNA của TLR thông qua phân tích phiên mã [16,19–22]. Do đó, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng việc tiếp xúc với amoniac kéo dài cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng miễn dịch của cá, trong đó đường truyền tín hiệu TLR có thể đóng một vai trò quan trọng.
Lá lách và thận đầu là những cơ quan miễn dịch chính ở cá teleost, chịu trách nhiệm bẫy và loại bỏ các hạt vật chất lạ và duy trì môi trường bên trong ổn định [23,24]. Chúng cũng là nơi chính sản sinh ra kháng thể miễn dịch [25–27]. Ngoài ra, ở cá, hệ thống miễn dịch bẩm sinh bao gồm các tế bào cố định và di động cũng như một loạt các phân tử phòng vệ (chẳng hạn như lysozyme, bổ thể và cytokine) [28,29]. Cá tráp Vũ Xương (Megalobrama amblycephala) là loài cá chép có nguồn gốc từ lưu vực sông Dương Tử của Trung Quốc, đứng thứ 11 trên thế giới về tổng sản lượng loài cá này hàng năm vào năm 2014 [30]. Là loài nuôi trồng thủy sản chính, M. amblycephala là loài tương đối nhạy cảm với nitơ amoniac và thường bị căng thẳng do nitơ amoniac gây ra [31–33]. Do đó, một thí nghiệm phơi nhiễm mãn tính đã được tiến hành ở cá tráp Vũ Xương để làm sáng tỏ các đặc điểm của phản ứng miễn dịch sau khi tiếp xúc với amoniac mãn tính và cơ chế đằng sau những tác động này thông qua việc phát hiện những thay đổi trong các thông số miễn dịch trong huyết thanh, mô học và các phân tử liên quan đến con đường TLR. ở lách và đầu thận. Kết quả của chúng tôi cũng có lợi cho việc theo dõi tình trạng sức khỏe và phúc lợi của M. amblycephala trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản thâm canh.
2. Kết quả
2.1. Hàm lượng amoniac trong lá lách và đầu thận
Hình 1 cho thấy hàm lượng amoniac trong lá lách và thận đầu của M. amblycephala sau 30 ngày tiếp xúc với các mức độ amoniac khác nhau. Mức amoniac tăng đáng kể đã được quan sát thấy ở lá lách của cá tiếp xúc với tổng lượng nitơ amoniac 30 mg/L so với nhóm đối chứng (p < 0,05). Không có sự khác biệt thống kê về nồng độ amoniac ở đầu thận giữa tất cả các nhóm điều trị bằng amoniac và nhóm đối chứng (p > 0,05).
Hình 1. Ảnh hưởng của việc tiếp xúc thường xuyên với amoniac đến sự tích tụ amoniac ở lá lách và đầu thận của M. amblycephala. Mỗi cột đại diện cho giá trị trung bình ± SE của sáu bản sao. Các giá trị của p < 0.05 được biểu thị dưới dạng "*" phía trên cột, tương ứng biểu thị sự khác biệt đáng kể so với đối chứng.
2.2. Nồng độ Cortisol, Lysozyme, C3 và C4 trong huyết thanh
Như được hiển thị trong Hình 2, nồng độ cortisol huyết thanh tăng đáng kể ở tất cả các nhóm điều trị bằng amoniac so với nhóm đối chứng (p < 0.05). Ngược lại, hoạt động của lysozyme huyết thanh giảm đáng kể ở cá tiếp xúc với nồng độ amoniac cao hơn (20 và tổng nitơ amoniac 30 mg/L) (p < 0,05). Nồng độ C3 và C4 bổ sung trong huyết thanh giảm đáng kể ở các nhóm được điều trị với tổng lượng nitơ amoniac từ 10 đến 30 mg/L (p < 0,01).
Hình 2. Ảnh hưởng của việc tiếp xúc thường xuyên với amoniac đến nồng độ cortisol, lysozyme, C3 và C4(AD) trong huyết thanh ở M. amblycephala. Mỗi cột đại diện cho giá trị trung bình + SE của sáu bản sao. Các giá trị của p < 0.05 và 0.0l được biểu thị dưới dạng "" và "" phía trên cột, tương ứng biểu thị sự khác biệt đáng kể so với kiểm soát.
2.3. Chỉ số cơ quan miễn dịch
Cả chỉ số lá lách và đầu thận đều tăng cùng với sự gia tăng tổng nồng độ nitơ amoniac sau khi tiếp xúc (Hình 3). So với nhóm đối chứng, chỉ số lá lách tăng đáng kể ở cá được xử lý bằng tổng lượng nitơ amoniac cao hơn (20 và 30 mg/L) (p < 0,05). Không có sự khác biệt đáng kể nào được phát hiện về chỉ số đầu-thận giữa tất cả các nhóm điều trị bằng amoniac và nhóm đối chứng (p > 0,05).
Hình 3. Ảnh hưởng của việc tiếp xúc thường xuyên với amoniac đến các chỉ số lá lách (A) và đầu thận (B) ở Mamblycephala. Các giá trị được biểu thị dưới dạng Tối thiểu đến Tối đa (n=18). Các giá trị của p < 0.05 và 0,01 được biểu thị dưới dạng"" và "u" phía trên cột, tương ứng biểu thị sự khác biệt đáng kể so với đối chứng.
2.4. Đánh giá bệnh lý
Lá lách của cá tráp Vũ Xương ở nhóm đối chứng có hình dạng bình thường với lượng hồng cầu và bạch cầu dồi dào (Hình 4A). Sau khi tiếp xúc với amoniac trong 30 ngày, số lượng hồng cầu tăng nhẹ đã được ghi nhận cùng với sự xuất hiện của các trung tâm đại thực bào hắc tố ở lá lách của cá tiếp xúc với tổng lượng nitơ amoniac 5 mg/L (Hình 4B, Bảng 1). Những thay đổi tương tự nhưng nghiêm trọng hơn đã được quan sát thấy ở cá được xử lý với tổng lượng nitơ amoniac từ 10 đến 30 mg/L, chẳng hạn như sự gia tăng số lượng và kích thước của các trung tâm đại thực bào-khối u ác tính cũng như số lượng hồng cầu tăng rõ rệt (Hình 4C, D). Ngoài ra, hiện tượng không bào hóa tế bào chất cũng được phát hiện ở lá lách của cá tiếp xúc với tổng lượng nitơ amoniac 30 mg/L (Hình 4E, Bảng 1).
Đối với phần đầu thận, Hình 5A thể hiện cấu trúc bình thường của mô đầu thận ở cá đối chứng sau khi tiếp xúc. Không có dấu hiệu bệnh lý rõ ràng nào được ghi nhận ở đầu thận của cá tiếp xúc với tổng lượng nitơ amoniac thấp hơn (5 mg/L) (Hình 5B, Bảng 1). Sự gia tăng nhẹ về số lượng các trung tâm đại thực bào-khối u ác tính đã được quan sát thấy ở cá tiếp xúc với tổng lượng nitơ amoniac 10 và 20 mg/L (Hình 5C, D, Bảng 1). Kích thước và số lượng các trung tâm đại thực bào-khối u ác tính được tăng cường trong nhóm nitơ amoniac tổng cộng 30 mg/L (Hình 5E, Bảng 1).
2.5. Phân tích thông số miễn dịch mô
Mức độ của các thông số miễn dịch bẩm sinh (TNF- , IL-1 ) và các thông số miễn dịch thu được (IgM) ở lá lách và đầu thận giảm cùng với sự gia tăng mức độ tiếp xúc với amoniac (Hình 6, Bảng bổ trợ S1). Ở lá lách, hàm lượng và mức độ mRNA của TNF- và IgM đã giảm đáng kể ở tất cả các nhóm điều trị bằng amoniac so với nhóm đối chứng (p < 0.{{10}}5). Trong khi đó, hàm lượng IL-1 ở lách và mức độ biểu hiện mRNA được điều chỉnh giảm đáng kể ở cá tiếp xúc với tổng lượng nitơ amoniac lớn hơn 20 mg/L (p < 0,05). Ngược lại, chỉ có hàm lượng và mức độ mRNA của IL-1 cũng như mức độ biểu hiện của tnf- ở đầu thận là giảm rõ rệt ở các nhóm xử lý bằng amoniac so với đối chứng (p < 0,05). Không có sự khác biệt đáng kể về mức độ biểu hiện gen và protein IgM cũng như nồng độ TNF- ở đầu thận giữa nhóm được điều trị bằng amoniac và nhóm đối chứng (p > 0,05).
Hình 6. Mức mRNA tương đối của các gen dẫn truyền tín hiệu TLR cũng như hàm lượng TNF- , IL- 1 và IgM trong lá lách và đầu-thận của M. amblycephala. Các giá trị được biểu thị bằng phương tiện ± SE của sáu lần lặp. igm: immunoglobulin M, il-1 : interleukin 1 , tnf- : yếu tố hoại tử khối u , jnk1: c-Jun N terminal kinase1, erk1: protein kinase 1 được điều hòa ngoại bào, p38 : protein kinase p38 được kích hoạt bằng mitogen p38 , nf-κb1 /2: yếu tố hạt nhân-κ-gen liên kết 1/2, pi3 k: phosphatidylinositol 3-kinase, akt: protein kinase B, myd88: yếu tố biệt hóa tủy 88, traf6: yếu tố liên quan đến thụ thể yếu tố hoại tử khối u 6, tlr1 /2/3/4/5: thụ thể giống thu phí 1/2/3/4/5. Các giá trị của p < 0.05 và 0,01 được biểu thị dưới dạng "*" và "**" phía trên cột, biểu thị sự khác biệt đáng kể so với đối chứng, tương ứng
Để làm sáng tỏ cơ chế phân tử của tình trạng ngộ độc amoniac mãn tính trên hệ thống miễn dịch, những thay đổi phiên mã của các gen quan trọng liên quan đến đường truyền tín hiệu TLR đã được xác định cùng với mức độ TNF-, IL-1 và IgM. Ở lá lách, mức độ mRNA của các gen thụ thể giống toll (tlr2, tlr4), con đường độc lập MyD88- liên quan đến gen traf6, con đường truyền tín hiệu NF-κB liên quan đến gen nf-κb2 và con đường truyền tín hiệu MAPK liên quan đến gen erk1 đã giảm đáng kể -được điều hòa ở các nhóm xử lý bằng amoniac so với đối chứng (p < 0.05), trong khi không có sự thay đổi đáng kể nào về biểu hiện của tlr1, tlr3, tlr5, pi3 k, akt, myd88 , nf-κb1, jnk1 và p38 a (p > 0.05). Tương tự, mức độ phiên mã của tlr1, tlr2, tlr5, akt, traf6, nf-κb1, erk1 và jnk1 có màu đỏ đáng kể, không có sự khác biệt đáng kể về biểu hiện của tlr3, tlr4, myd88, pi3 k, nf-κb2 và p38 ở đầu thận giữa nhóm xử lý amoniac và nhóm đối chứng (p > 0,05).
2.6. Phân tích tương quan
Như được hiển thị trong Hình 7 và Bảng bổ trợ S2, nồng độ phơi nhiễm amoniac có tương quan nghịch đáng kể với hàm lượng TNF- , IL-1 và IgM cũng như mức độ phiên mã của tnf- , il-1 , igm, tlr2, traf6, nf-кb2 và jnk1 ở lách. Trong khi đó, hàm lượng và mức độ phiên mã của TNF- , IL{12}} và IgM lách thể hiện mối tương quan tích cực đáng kể với nhau (p < 0.05). Nồng độ IgM ở lách cho thấy mối tương quan dương đáng kể với tlr2 và nf-кb2, đồng thời TNF- cũng như IL-1 thể hiện mối tương quan dương đáng kể với tlr2, traf6 và nf-кb2 (p < 0.{{ 53}}5). Tuy nhiên, ở đầu thận, mức độ tiếp xúc với amoniac chỉ có mối tương quan nghịch đáng kể với hàm lượng IL{26}} và sự biểu hiện của các gen tnf- , il-1 , tlr1/2/4/5, traf6, akt, nf-кb1, jnk1 và erk1 (p < 0,05). IL{41}} ở đầu thận có mối tương quan thuận với IgM, igm, il-1 , tlr4, myd88, traf6, akt, nf-кb1, erk1 và jnk1, trong khi IgM và TNF- thể hiện mối tương quan dương với tương ứng là p38 a và tlr2 (p < 0,05).
Hình 7. Hệ số tương quan Spearman ® giữa nồng độ phơi nhiễm amoniac và các thông số miễn dịch liên quan đến đường truyền tín hiệu TLR ở lá lách và đầu-thận của M. amblycephala sau khi tiếp xúc với amoniac mãn tính. Các giá trị của p < 0.05 và 0,01 được biểu thị dưới dạng "*" và "**" phía trên cột, biểu thị sự khác biệt đáng kể so với đối chứng, tương ứng
2.7. Chỉ số IBR
Giá trị IBR được tính toán từ dữ liệu tiêu chuẩn của 22 dấu ấn sinh học ở lá lách và đầu thận ở cá tráp Vũ Xương dưới các mức amoniac xung quanh khác nhau sau 30-ngày tiếp xúc (Bảng 2, Hình 8). Khi nồng độ tiếp xúc của amoniac tăng lên, giá trị IBR có xu hướng tăng ở cả lá lách và đầu thận. Giá trị IBR cao hơn ở lách
Dịch vụ hỗ trợ của Wecistanche-Nhà xuất khẩu cistanche lớn nhất ở Trung Quốc:
Email:wallence.suen@wecistanche.com
Whatsapp/Điện thoại:+86 15292862950
Mua sắm để biết thêm thông số kỹ thuật
https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop
