Garcinia kolan jauhemaisten siemenuutteiden ennallistava tulevaisuudennäkymä Chrysichthys furcatusissa, jotka on indusoitu glyfosaattivalmisteella

Abstract

Chrysichthys furcatusin reaktioita glyfosaattivalmisteeseen ja Garcinia kolan siemenuutteisiin tutkittiin käyttämällä Taloudellisen yhteistyön ja kehityksen järjestön numeroita 203 ja 407 suositeltua myrkyllisyyden biotestiä. Kalat jaettiin viiteen ryhmään, ja ne altistettiin glyfosaattivalmisteen ja Garcinia kolan siemenuutteen eri käsittelyille, ja vertailukohtana oli kontrolli. Vedenlaatuparametrit ja verikemia arvioitiin koe- ja kontrollikaloilla 28 päivän kuluttua. Pelkällä glyfosaattivalmisteella ja muilla käsittelyillä käsiteltyjen kalojen välillä ei ollut merkittävää eroa () lukuun ottamatta liuenneen hapen arvoa, joka oli erittäin merkittävä () pelkällä glyfosaattivalmisteella ja muilla käsittelyillä käsiteltyjen kalojen ja kontrollin välillä. Glyfosaattivalmiste vaikutti kaikkiin veriparametreihin merkittävästi () verrattuna kontrolliin. Pelkällä glyfosaattivalmisteella havaitut muutokset olivat palautuvia, kun G. kolan siemenuutetta lisättiin, ja ne olivat annosriippuvaisia. Kasviuute on osoittautunut hyväksi vastalääkkeeksi epäpuhtauksille, ja siemenuutteen formuloinnit tabletteihin tai kapseleihin voisivat toimia vastalääkkeenä epäpuhtauksien vaikutusten lieventämiseksi. Tämä havainto voi vähentää myrkkyjen biomagnifikaatioiden riskiä ravintoketjussa.

1. Johdanto

Viime vuosina kasviperäisen lääketieteen ala on kasvanut räjähdysmäisesti, ja nämä lääkkeet ovat kasvattaneet suosiotaan sekä kehitysmaissa että kehittyneissä maissa niiden luonnollisen alkuperän ja vähäisempien sivuvaikutusten vuoksi . Kasviperäiset tuotteet aiheuttavat vain vähän haittavaikutuksia, mutta niillä on hyödyllistä farmakologista ja terapeuttista käyttöä useissa sairauksissa, kuten HIV:ssä, jossa on tutkittu niiden kykyä vähentää oireita ja parantaa elämänlaatua . Kirjallisuuskatsaus oli osoittanut, että T. cordifolia -juuren vesipitoisen uutteen oraalinen anto alloksaanidiabeetikoille aiheutti merkittävää veren glukoosipitoisuuden ja aivojen lipidien vähenemistä. Vaikka vesipitoinen uute annoksella 400 mg/kg saattoi saada aikaan merkittävän antihyperglykeemisen vaikutuksen eri eläinmalleissa, sen vaikutus vastasi vain yhtä yksikköä/kg insuliinia . On raportoitu, että T. cordifolian alkoholi- tai vesiuutteen päivittäinen anto vähentää veren glukoosipitoisuutta ja lisää glukoosinsietokykyä jyrsijöillä . Myös 2 ja 8 g/kg sarviapilan siementen kasviuutteen oraalinen anto aiheutti annosriippuvaista veren glukoosipitoisuuden laskua sekä normaaleilla diabeetikoilla että diabeetikoilla . Kasvin siemenuute paransi myös glukoosiaineenvaihduntaa ja normalisoi kreatiniinikinaasiaktiivisuutta diabeettisen rotan sydämessä, luurankolihaksessa ja maksassa . Samoin Phyllanthus amarus -kasvin metanoliuutteella todettiin olevan voimakas antioksidanttinen aktiivisuus ja se alensi verensokeria alloksanoituneilla diabeetikoilla rotilla.

Garcinia kola (jota kutsutaan yleisesti katkeraksi kolaksi) on taloudellinen ja erittäin arvostettu puu, jota on saatavissa suuria määriä Länsi-Afrikassa. Kasvin hedelmiä, siemeniä, pähkinöitä ja kuorta on käytetty laajasti afrikkalaisessa perinnelääketieteessä eri sairauksien hoitoon . Kasvin aktiivinen ainesosa on dimeerisiä flavonoidimolekyylejä, jotka on fuusioitu yhteen biflavonoidilla. Muita ainesosia ovat ksantonit ja bentsofenonit . Kuivat ja jauhetut siemenet sisältävät 0,003 % flavonoideja, kun taas raakauute sisälsi 0,007 % flavonoideja standardina käytetyn rutiinin perusteella. Pureskeltaessa siemenissä on kitkerä, kirpeä maku. Garcinia-lajien tiedetään kehittävän monimutkaisen sekoituksen fenolisia yhdisteitä, mukaan lukien biflavonoidit, ksantonit ja bentsofenonit.

Katkeraa kolaa on käytetty vastalääkkeenä myrkytystapauksissa tai myrkkyepäilyissä. Kun ruoan epäillään olevan bakteerien saastuttama, katkeraa kolaa pureskellaan, jotta estetään mahdollisen infektion tai myrkytyksen kehittyminen. Kasvituotteet sisältävät myös kemiallisia yhdisteitä, jotka auttavat glykogeenin hajottamisessa maksassa. Tämä johtuu siitä, että katkeran kolan sisältämillä fenolisilla yhdisteillä on tulehdusta ehkäiseviä, antimikrobisia, antidiabeettisia ja antiviraalisia ominaisuuksia .

Monissa G. kolaa koskevissa tutkimuksissa on vahvistettu sen hypolipideemiset , antihistaaniset ja antimikrobiset vaikutukset . Biflavonoidien ja ksantonin esiintyminen G. kolan siemenissä on vahvistettu . G. kolan siemenuutteiden antaminen aiheutti testosteronin tuotannon lisääntymistä Sprague-Dawley-rotilla . G. kola -kasvien siemenuutetta ja kuivattuja jauhemaisia siemeniä on valmistettu eri muodoissa, kuten tabletteina, voiteena ja hammastahnana . Nämä varmistavat annostelutarkkuuden, sillä kasviperäisiä lääkkeitä on arvosteltu laajalti standardoinnin puutteen vuoksi. Myös G. kola -kasvin formulointi nykyaikaiseen farmaseuttiseen tavanomaiseen tablettiannosmuotoon antaisi sille monia tablettien hyviä ominaisuuksia. Esimerkkeinä mainittakoon helppo annosteltavuus, parempi hyväksyttävyys esitystavan ansiosta, pidempi säilyvyysaika, laadunvarmistus, suurempi annostelutarkkuus ja kuljetuskustannusten aleneminen, jotka johtuvat kenties siitä, että se muotoillaan vähemmän tilaa vievään annostelumuotoon .

Kun torjunta-aine pääsee vesistöihin joko vahingossa tapahtuvan ruiskutuksen, ruiskutuksen aiheuttaman ajelehtimisen tai pintavalunnan seurauksena, se haihtuu nopeasti vesipatsaasta adsorption ja mahdollisesti biologisen hajoamisen tuloksena. Glyfosaatti on laajakirjoinen, ei-selektiivinen systeeminen rikkakasvien torjunta-aine, joka on rekisteröity käytettäväksi monilla elintarvike- ja muilla viljelykasveilla sekä muilla kuin viljelyaloilla, joilla halutaan täydellinen kasvillisuuden hallinta. Kun sitä käytetään pienempinä määrinä, se toimii kasvien kasvun säätelijänä. Herbisidin ovat hyväksyneet sääntelyelimet maailmanlaajuisesti, ja se tappaa tehokkaasti monenlaisia kasveja, kuten ruohoja, leveälehtisiä ja puuvartisia kasveja. Sitä markkinoidaan seuraavilla kauppanimillä: Roundup, Rondo, Sting, Rodeo, Spasor, Muster, Tumbleweed, Sonic, Glifonox ja Glycel. Sedimentti on glyfosaatin ensisijainen nielu, ja ruiskutuksen jälkeen sen pitoisuudet sedimentissä nousevat ja laskevat sitten alhaisiksi muutamassa kuukaudessa . Se on erittäin myrkyllistä kastematoille ja hyödyllisille hyönteisille. Glyfosaattivalmisteella ja pelkällä pelkällä glyfosaatilla käsitellyt sammakon alkiot kärsivät ruumiinkoon pienenemisestä, aivojen morfologian muutoksista, silmien pienenemisestä, haarakaarien ja näköhermon istukoiden muutoksista, hermolevyjen muutoksista ja muista hermoston poikkeavuuksista . Kun se imeytyy kasveihin, se viivästyttää maaperän hajoamista ja voi lisätä glyfosaatin pysyvyyttä maaperässä kahdesta kuuteen kertaan . Tämän tunnetun myrkyllisyyden vuoksi vain jotkin glyfosaatin formulaatiot on rekisteröity käytettäväksi vesistöissä .

Määrältään tämä rikkakasvien torjunta-aine on yksi yleisimmin käytetyistä rikkakasvien torjunta-aineista . Torjunta-ainevalmisteet sisältävät pinta-aktiivisia aineita (pesuaineita), jotka auttavat tehoainetta tunkeutumaan kasvin vahamaisen kynsinauhan läpi, ja ne ovat vesieliöille myrkyllisempiä kuin pelkkä glyfosaatti . Torjunta-ainetta on helposti saatavilla formuloituna yhdisteenä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on siis tutkia mahdollisuuksia käyttää G. kolan siemenuutteita veden laadun parantamiseen ja glyfosaattivalmisteella indusoitujen kalojen verikemian palauttamiseen.

2. Materiaalit ja menetelmät

2.1. Materiaalit ja menetelmät. Kemiallinen analyysi

Glyfosaatti (puhtausaste 99,5 %) ja metanoli (analyyttinen laatu) korkean suorituskyvyn nestekromatografiaa (HPLC) varten hankittiin Chemical Serviceltä (West Chester, PA, USA). Na2SO4 (99 prosentin puhtausaste), petrolieetteri (analyyttinen laatu), asetonitriili (analyyttinen laatu), etyyli-3-aminobentsoaatin metaanisulfonaattisuola (Sigma-Aldrich, Yhdysvallat) ja proteiinien määrän määrittämiseen käytetty naudan seerumin albumiini (BSA) saatiin Sigma Chemical Company St Louis, MO, Yhdysvallat. Erittäin puhtaat torjunta-ainelaatuiset liuottimet (heksaani, dikloorimetaani ja korvaava standardiliuos) saatiin Merckiltä (Darmstadt, Saksa) ja helium (puhtaus 99,999 %) Messer Technogasilta (Tšekin tasavalta).

2.2. TUTKIMUSTULOKSET JA TUTKIMUSKYSYMYKSET Laitteet

Laitteisiin kuuluivat heparinoitu ruisku, lasitavarat, Cecilin HPLC-järjestelmä, joka koostui CE 1200 -suorituskykyisestä muuttuvan aallonpituuden monitorista ja CEII00-nestekromatografiapumpusta, korkearesoluutioisesta kaasukromatografiasta (High-Resolution Gas Chromatography, HRGC) ja UV-ilmaisimesta, jossa on vaihteleva aallonpituus, ja ruostumattomasta teräksestä valmistettu pylväs (C18-käänteisfaasipylväs), joka on pakattu octasilicalla, tyhjiöpumppu ja ultraäänitarkistus.

2.3. Koe-organismien kerääminen ja akklimatisointi

Sataa viisikymmentä C. furcatus -lajin postjuveniilivaihetta, joiden keskipaino oli 30,00 + 0,13 g ja pituus 13,09 + 0,2 cm, kerättiin makean veden ympäristöstä yksityiseltä maatilalta (Patiby Agro Industrial Enterprise -yritysyksikkö) Erawa Owhesta, Deltan osavaltiosta, Nigeriasta. Niitä totutettiin laboratorio-olosuhteisiin deionisoitua vettä sisältävissä lasisäiliöissä kahden viikon ajan ennen kuin niitä käytettiin kokeisiin. Säiliöitä ilmastettiin ilmapumpun avulla, ne puhdistettiin ja vesi uusittiin päivittäin. Kalat ruokittiin 30-prosenttisilla proteiinipelleteillä, kuluttamaton rehu ja ulostejätteet poistettiin, ja vettä täydennettiin säännöllisesti .

2.3.1 suositusten mukaisesti. Siementen kerääminen ja käsittely

Kypsät G. kolan siemenet saatiin yksityiseltä tilalta Walodessa, Osunin osavaltiossa, Nigeriassa. Ruskeat päällystetyt siemenet irrotettiin käsin siemenkodasta ja kuivattiin ilmakuivana viiden päivän ajan. Kuivattu ruskea kuori kuorittiin käsin, siemenet leikattiin paloiksi ja kuivattiin uudelleen huoneenlämmössä (22 + 0,15)°C:ssa kolmen kuukauden ajan. Siemennäyte jauhettiin Nakai-sekoittimella (kuivamylly), suodatettiin 40-silmäisen seulan läpi ja uutettiin 7 tunnin ajan Soxhlet-laitteistolla, kuten on kuvattu kohdassa hieman muutettuna.

2.3.2. Jauhemaisten siementen uuttaminen

Sata grammaa (100 g) G. kola -jauhetta teroitettiin liuoksella korvikestandardia (d8-naftaleeni, d10-acenafteeni, d12-kryseeni ja d12-peryleeni) ja uutettiin dikloorimetaanin ja n-heksaanin seoksella suhteessa 2 : 3, kun sitä oli ravisteltu voimakkaasti sonikointikylvyssä 5 tunnin ajan. Liuotin erotettiin, väkevöitiin pyöröhaihduttimella ja eluoitiin metanolilla. Eluoitu liuotin siirrettiin avoimeen 250 ml:n erlenmeyerpulloon rauhallisessa ympäristössä 48 tunnin ajan metanolin haihduttamiseksi.

2.4. Koesuunnitelma

Kokeessa käytettävät glyfosaattivalmisteen pitoisuudet valmistettiin kantaliuoksesta sarjalaimennuksen avulla. Varastoliuoksen, testiveden konsentraatiot ja G. kolan siemenuutteen konsentraatiot todennettiin Cecilin HPLC-järjestelmällä, joka koostui CE 1200 suuritehoisesta muuttuvasta aallonpituusmonitorista ja CEII00-nestekromatografiapumpusta, sekä korkearesoluutioisella kaasukromatografialla (HRGC), jossa käytettiin kapillaarikaasukromatografia-laitetta, joka oli varustettu elektronikaappausilmaisimella varustetulla Hewlett-Packard 5890 kapillaarikaasukromatografilla (Hewlett-Packard, Avondale, PA) (Hewlett-Packard, PA). Akuutti testi

Kalojen todettiin olevan vapaita ulkoisista loisista ennen altistusta. Testi suoritettiin OECD:n ohjeen numero 203 mukaisesti staattis-uusintatestiolosuhteita varten tietyin muutoksin. Tutkimuksessa käytettiin viittätoista lasiakvaariota, joissa oli kolme toistoa käsittelyä kohti. Kukin akvaario sisältää eri pitoisuuksia myrkkyä. Kaikki kokeet tehtiin huoneenlämmössä, ja akvaariot ilmastettiin asianmukaisesti. Kaloja ei ruokittu kokeen aikana. Kolmekymmentä minuuttia testiliuoksen valmistamisen jälkeen 5 jälkeläistä asetettiin varovasti kuhunkin akvaarioon, joissa oli viisi eri pitoisuutta, mukaan lukien kontrolli (0,00, 1,50, 3,00, 4,50 ja 6,0 mg/l). Seitsemänkymmentäviisi prosenttia testiliuoksesta uusittiin joka päivä ja ilmastettiin ilmapumpun avulla. Kalat ja vedenlaatuparametrit (pH, lämpötila, liuennut happi, sameus, alkaliniteetti ja kokonaiskovuus) määritettiin testiliuoksesta 24 tunnin välein standardimenetelmiä käyttäen. Kalojen kumulatiivinen kuolleisuus kirjattiin 24, 48, 72 ja 96 tunnin välein ja kunkin ajanjakson LC50-arvot laskettiin Finneyn kehittämän tappavan tietokoneohjelman avulla. Koe kesti 96 tuntia torjunta-aineen eri pitoisuuksilla.

2.6. Krooninen testi

Krooninen testi suoritettiin OECD:n testiohjeen 407 mukaisesti. Akuutin myrkyllisyyden tuloksista valmistettiin subletaaliset pitoisuudet (0,00, 0,08, 0,12, 0,16 ja 0,32 mg/l). Lisäksi käytettiin viittätoista lasiakvaariota, joissa oli kolme toistoa käsittelyä kohti ja joissa sovellettiin samoja olosuhteita kuin akuutissa myrkyllisyystestissä. Kalat jaettiin viiteen kymmenen jälkeläisen ryhmään kutakin testipitoisuutta kohti kolmessa toistossa. Ryhmälle A annettiin tislattua vettä, jota koeannokset sisälsivät, ja ryhmää B käsiteltiin ainoastaan 0,16 mg/l glyfosaattivalmisteella, kun taas muut ryhmät altistettiin samalle pitoisuudelle kuin ryhmässä A, mutta eri pitoisuuksilla G. kolan siemenuutetta. Ryhmät C, D ja E saivat vastaavasti 150, 250 ja 350 mg/L G. kolan siemenuutetta.

Kaloja ja testiliuoksen vedenlaatuparametreja (pH, lämpötila, liuennut happi, sameus, alkaliniteetti ja kovuus) seurattiin koko kokeen ajan. Stressin merkkejä, kuten koordinaation menetystä, epätavallista letargiaa, epäsäännöllistä käyttäytymistä ja ilman haukkumista, seurattiin koko kokeen ajan.

Verenkuvaindeksit (erytrosyytit, leukosyytit, hemoglobiini, hematokriitti ja aineenvaihduntatuotteet), hiilihydraatit, proteiini ja steroidihormoni hydrokortisoni arvioitiin koe- ja vertailukaloilla 28 altistuspäivän päätteeksi. Veden laatu

Kokonaiskovuus ja kokonaisalkaliniteetti mitattiin titrausmenetelmällä . Liuennut happipitoisuus mitattiin Winklerin menetelmällä . Veden lämpötila ja pH määritettiin lasielektrodilla (Thermo Orion, Beverly, MA, USA).

2.8 . Verenotto

Kalat poistettiin akvaarioista 28 päivän lopussa ja nukutettiin välittömästi MS222:lla (etyyli-3-aminobentsoaatti-metanessulfonaattisuola, Sigma). Verinäytteet otettiin puhkaisemalla kaudaaliset verisuonet 20-gauge-neulalla ja imemällä 0,2-0,4 ml:n näyte sekoitetusta valtimo- ja laskimoverestä heparinoituun ruiskuun, tekniikka, jonka on osoitettu minimoivan kudosnesteiden aiheuttaman laimenemisen. Verinäytteet säilytettiin heparinisoidussa verenkeräysputkessa erytrosyyttien kokonaismäärän (TEC), leukosyyttien kokonaismäärän (TLC), hemoglobiinipitoisuuden ja hiilihydraattipitoisuuden arviointia varten. Vastaavasti veri kerättiin tasopulloihin (ilman antikoagulantteja) ja säilytettiin -20 °C:ssa proteiini- ja hydrokortisonimäärityksiä varten. Veren annettiin hyytyä 30 minuuttia, sentrifugoitiin 2000 g:n nopeudella 15 minuuttia seerumin selkeää erottumista varten ja säilytettiin -80 °C:ssa analyysiin asti.

2.9. Verisolujen määritys

Kokoverta käytettiin verenkuvan arviointiin. Erytrosyytit ja leukosyytit laskettiin hemosytometrillä muunnetulla menetelmällä. Hemoglobiinipitoisuus arvioitiin Cyanmethaemoglobin -menetelmällä, sellaisena kuin se on muutettuna menetelmällä, kun taas hematokriitti arvioitiin mikrohematokriittimenetelmällä .

2.10. Biokemialliset parametrit

Hiilihydraattien aineenvaihdunnan muutokset määritettiin Folinin ja Malmrosin mikromenetelmällä, sellaisena kuin se on muunneltuna ja varmistettiin entsymaattis-kalorimetrisellä menetelmällä . Proteiinien määrän määrittämiseen käytetty naudan seerumin albumiini (BSA) ostettiin Sigma Chemical Company St Louis, MO, USA:sta. Proteiinimääritys suoritettiin käyttäen alkuperäistä Lowryn menetelmää . Hydrokortisonipitoisuuksien määrityksessä käytettiin sähkökemiluminometristä määritystä. Testipakkaus valmistettiin kohdassa kuvatun menetelmän mukaisesti, sellaisena kuin se on muutettuna kohdassa .

2.11. Tilastollinen analyysi

C. furcatus -lajin nuorten yksilöiden herkkyys glyfosaattivalmisteelle ja vasteet G. kolan siemenuutteen eri käsittelyille määritettiin käyttäen Probit-menetelmää (Probit-ohjelmisto) LC50-arvon analysoimiseksi 96 tunnin kohdalla. Studentin -testiä ja yksisuuntaista varianssianalyysia käytettiin testaamaan merkitseviä eroja parametrien arvoissa kontrollikaloilla ja eri käsittelyillä; arvoja 0,05 tai vähemmän pidettiin tilastollisesti merkitsevinä .

3. Tulokset

3.1. Tulokset

3.1. Tulokset. Testiaineen fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

Vedenlaatuparametrit (pH, lämpötila, liuennut happi, sameus, alkaliniteetti ja kokonaiskovuus), joita seurattiin altistusjaksojen aikana, eivät eronneet merkitsevästi pelkällä glyfosaattivalmisteella käsiteltyjen kalojen ja muiden käsittelyjen välillä (, ) paitsi liuenneen hapen osalta, joka erosi erittäin merkitsevästi () pelkällä glyfosaattivalmisteella käsiteltyjen kalojen ja muiden käsittelyjen ja kontrollin välillä (, ) (taulukko 1).

3.2. Hematologiset indeksit

Taulukossa 2 on esitetty eri hematologisten indeksien vasteet C. furcatus -lajilla, joka altistui pelkälle glyfosaattivalmisteelle ja muille käsittelyille. Kaikki käsittelyt vaihtelevat merkittävästi () kontrollin ja eri käsittelyjen välillä lukuun ottamatta glyfosaattivalmistetta, jota käsiteltiin 250 mg/l G. kolan siemenuutteella. Erytrosyyttien laskeutumisnopeus (ESR) ei kuitenkaan osoittanut merkittävää eroa kontrollin ja 250 mg/l G. kolan siemenuutteella käsitellyn glyfosaattivalmisteen välillä (, ).

3.3. Kokeet. Metaboliitit

3.3.1. Hiilihydraatit

Hiilihydraattien aineenvaihdunnan muutokset C. furcatusissa, joka altistui pelkän glyfosaattivalmisteen eri käsittelyille ja käsittelyille G. kolan siemenuutteen kanssa, on esitetty kuvassa 1. Hiilihydraattien aineenvaihdunta kontrollin ja G. kolan siemenuutteen eri pitoisuuksilla käsitellyn glyfosaattivalmisteen välillä vaihtelee merkittävästi (). Käsittelyjen D ja E (250 mg/l ja 350 mg/l G. kolan siemenuutetta) hiilihydraattiaineenvaihdunta on kuitenkin verrattavissa kontrolliin.

Kuva 1

Hiilihydraattiaineenvaihdunnan muutokset (mg/100 ml) Chrysichthys furcatus -lajissa, joka on altistunut glyfosaattivalmisteen ja garcinia kola -siemenuutteen erilaisille käsittelyille 28 vuorokauden jälkeen.

3.3.2.1. Hiilihydraattien aineenvaihdunta (mg/100 ml). Proteiini

Proteiiniaineenvaihdunta kaloilla, jotka altistettiin glyfosaatin ja . kolan siemenuutteen eri käsittelyille, on esitetty kuvassa 2. Proteiiniaineenvaihdunta glyfosaattivalmisteella käsitellyillä kaloilla ja kontrollikaloilla sekä käsittelyillä D ja E oli erittäin merkitsevä (, ) ja glyfosaattivalmisteen ja käsittelyn C välillä oli merkitsevä (, ). Kontrollin ja käsittelyjen C, D ja E välillä ei ollut merkittävää eroa ().

Kuva 2

Vaihtelu seerumin proteiinissa (mg/100 ml) Chrysichthys furcatus -lajilla, joka altistettiin glyfosaattivalmisteen ja garcinia kola -siemenuutteen erilaisille käsittelyille 28 vuorokauden kuluttua.

3.4. Kokeet. Steroidihormoni

3.4.1. Hydrokortisoni

Hydrokortisonin eritys tässä tutkimuksessa on esitetty kuvassa 3. Verrattaessa kontrollia ja eri käsittelyjä hormonien eritykseen vaikutti merkittävästi () kontrollin ja pelkän glyfosaattivalmisteen käsittelyn sekä C-käsittelyn (glyfosaattivalmiste ja 150 mg/l G. kolan siemenuutetta) välillä. Käsittelyt D ja E olivat vertailukelpoisia kontrolliin nähden.

Kuva 3

Hydrokortisonin l-pitoisuudet (ng/mL) glyfosaattimuodostuman ja garcinia kola -siemenuutteen eri käsittelyille altistetun Chrysichthys furcatus -lajin seerumissa 28 vuorokauden kuluttua.

4. Pohdinta

4.1. Keskustelu. Fysikaalis-kemialliset parametrit

Veden parametrien muutokset ja C. furcatusin reaktiot glyfosaattivalmisteen ja G. kolan siemenuutteen eri pitoisuuksien käsittelyyn eivät osoittaneet merkittävää muutosta verrattaessa kontrolliryhmää käsiteltyihin ryhmiin lukuun ottamatta liuennutta happea, joka vaikutti merkittävästi () pelkällä glyfosaattivalmisteella käsitellyissä ryhmissä. Lisäksi vain käsittelyssä D (G. kolan siemenuutteella käsitelty 250 mg/l uutetta) liuennut happi on verrattavissa kontrolliin. Havainto osoitti, että kasviuutteiden puhdistusominaisuus on annosriippuvainen. Liuenneella hapella on suuri merkitys vesiekosysteemissä; se saa aikaan erilaisia biokemiallisia muutoksia ja vaikuttaa eliöiden aineenvaihduntatoimintaan; hyvälaatuisen veden hapen liukoisuuden tulisi olla 7,0 mg/l 30 °C:ssa, mikä on vertailussa ja 250 mg/l siemenuutteella käsitellyssä G. kolan siemenuutteessa havaitun vaihteluvälin sisällä.

4.2. Hapen ja hapen liukoisuus. Hematologiset indeksit

Hematologiset indeksit muuttuvat yleensä sairauksien tai aliravitsemustilojen aikana, ne ovat hyvin herkkiä erilaisille ympäristötekijöille ja kemikaaleille, ja ne voivat antaa merkittävää diagnostista tietoa . Hematologisten tutkimusten perusteella olisi mahdollista ennustaa kalojen fysiologista tilaa luonnonvesistöissä . Erot kalojen veriparametreissa tässä tutkimuksessa voisivat siis johtua glyfosaattivalmisteesta, joka oli merkittävästi korkea () verrattuna kontrolliin ja muihin käsittelyihin. Glyfosaattivalmisteelle altistumisen todettiin vaikuttavan kaikkiin C. furcatus -lajin mitattuihin veriparametreihin tutkimusjaksojen aikana. Glyfosaattivalmisteen subletaalisille pitoisuuksille altistuneiden kalojen punasolujen laskeutumisnopeus, punasolujen määrä, hematokriitti ja hemoglobiinipitoisuus (Hb%) olivat alhaisemmat kontrolliin verrattuna. Samanlaisia havaintoja raportoitiin, kun makean veden kaloja C. gariepinus ja O. niloticus altistettiin endosulfaanille. TEC:n ja Hb%:n väheneminen voi viitata hematopoieesin huomattavaan vähenemiseen, joka johtaa erityyppisiin anemioihin . Sairaudet ja muut ympäristöstressitekijät voivat estää tai lisätä leukosyyttien kokonaismäärää (TLC), ja kohoamisen aste osoittaa usein stressin vakavuuden. TLC:n nousu glyfosaattivalmisteilla käsitellyissä kaloissa saattaa johtua myrkyllisten aineiden läsnäolosta tai liittyä epäpuhtauksien aiheuttamiin kudosvaurioihin, kuten todettiin myös . Yleisesti ottaen glyfosaattivalmisteen ja G. kola -siemenuutteen seoksella (ryhmä C-D) käsitellyillä kaloilla saadut hematologiset indeksit olivat kaloille normaaleissa rajoissa. G. kolan siemenuutteen käsittely on kuitenkin annosriippuvainen, ja ryhmä D (G. kolan siemenuutteella käsitelty 250 mg/l uutetta) oli lupaava.

4.3. Metaboliitit

4.3.1. Hiilihydraatit

Hiilihydraattiaineenvaihdunnan muutoksia on ehdotettu hyödylliseksi yleiseksi stressin indikaattoriksi teleostissa . Viitteessä raportoitiin myös, että verensokeri näytti olevan herkkä ympäristöstressin indikaattori ja korkeat verensokeritasot johtuvat hiilihydraattiaineenvaihdunnan häiriöistä, jotka ilmenevät fyysisen ja kemiallisen stressin yhteydessä . Pelkästään glyfosaattivalmisteelle altistuneen C. furcatus -lajin hiilihydraattiaineenvaihdunnan merkittävä () kohoaminen voi johtua lihasten ja maksan glykogeenin mobilisoinnista . Stressi saa aikaan nopean glukokortikoidien ja katekoliamiinien erityksen kalan lisämunuaiskudoksesta. Nämä hormonit tukahduttavat insuliinin eritystä haimasta, edistävät glukoneogeneesiä maksassa ja estävät glukoosin ottoa perifeerisissä kudoksissa . Näin ollen tässä tutkimuksessa todettu hyperglykemia voi johtua glyfosaatin aiheuttamasta tämän hormonin liikasaannista, joka aiheuttaa glykolyysiä kalojen maksassa ja lihaksissa. Viitteissä raportoitiin, että tilapia reagoi selvästi hyperglykemiallisesti stressaaviin ympäristöolosuhteisiin heikentyneestä osmoregulaatiosta johtuvan verensokerin epätäydellisen metabolian seurauksena. Glyfosaattivalmisteen ja G. kolan siemenuutteen seoksella (C-D) käsiteltyjen kalojen hiilihydraattiaineenvaihdunta on annosriippuvainen, ja ryhmässä D (glyfosaattivalmiste, jota käsiteltiin 250 mg/l G. kolan siemenuutteella) glukoosipitoisuudet normalisoituivat 28 päivän kuluttua, mikä on osoitus kasviuutteen antihyperglykeemisestä ominaisuudesta. Yrtin terapeuttista luonnetta hiilihydraattiaineenvaihdunnan säätelyssä vahvistaa havainto, jonka mukaan Caesalpinia bonducellan siementen etanoliset uutteet (50 %) normalisoivat verensokerin streptotsotosiini- (STZ) diabeettisilla rotilla. Samoin Aegle marmelos -lehtien vesiuutteen antaminen parantaa ruoansulatusta ja vähentää verensokeria, ureaa ja seerumin kolesterolia alloksaanihoitoisilla rotilla kontrolliin verrattuna. Sen lisäksi, että tämä uute osoitti hypoglykeemistä aktiivisuutta, se esti myös verensokerin huippunousun 1 tunnin kohdalla oraalisessa glukoosin sietokokeessa .

Kun uutetta nostettiin 350 mg / L:aan, glukoosin eritystä estettiin, mikä on osoitus siitä, että yliannostus voisi olla haitallista kaloille. Tämän havainnon kanssa samankaltainen on työ, jossa raportoitiin Mangifera indican vesiuutteen hypoglykeeminen aktiivisuus joko normoglykeemisillä tai streptotsotosiinin aiheuttamilla diabeettisilla rotilla. Samoin M. charantia -lajin etanoliset uutteet (200 mg/kg) osoittivat antihyperglykeemisiä ja hypoglykeemisiä vaikutuksia normaaleilla ja STZ-diabeettisilla rotilla .

4.3.2. Proteiini

On selvää, että kalojen pitkäaikainen altistuminen useimmille myrkyllisille aineille, torjunta-aineet mukaan lukien, häiritsee proteiiniaineenvaihduntaa. Glyfosaatilla käsitellyissä kaloissa raportoidut proteiinipitoisuuksien nousut voivat johtua näiden yhdisteiden stressin välittämästä immobilisaatiosta, joka johtaa kalojen energiantarpeen kasvuun selviytyäkseen myrkkyaineen aiheuttamista ympäristöolosuhteista. Lisäksi proteiinit ovat toiminnallisia molekyylejä; on mahdollista, että kaikki glukoosipitoisuuden muutoksiin liittyvät komplikaatiot liittyvät tiettyjen proteiinien puutteelliseen synteesiin, koska mitokondrioiden proteiinien määrä liittyy läheisesti ATP:n määrään . Toipumismekanismi Garcinia kola on spontaani. Tulos osoitti, että proteiiniaineenvaihdunta käsitellyissä kaloissa on annosriippuvainen. Samoin paljastui, miten Coccinia indican kuivatut uutteet (500 mg/kg ruumiinpainoa) säätelevät proteiini- ja glukoosiaineenvaihduntaa ihmisessä. Uutteet palauttivat entsyymin lipoproteiinilipaasi (LPL) aktiivisuuden, joka oli alentunut, sekä glukoosi-6-fosfataasin ja laktaattidehydrogenaasin aktiivisuuden, jotka olivat koholla käsittelemättömillä diabeetikoilla. Myös C. indican lehtien 500 mg/kg oraalinen anto osoitti merkittävää hypoglykemiaa alloksanoituneilla diabeetikoilla ja lisäsi glukoosinsietokykyä normaaleilla ja diabeetikoilla koirilla .

4.3.3. Hydrokortisoni

Steroidihormonin suuri eritys glyfosaattivalmisteella käsitellyissä kaloissa voi johtua niiden vasteesta herbisidien aiheuttamaan stressiin. Stressi lisää hydrokortisonin eritystä tehostaen siten proteiinien hajoamista, jotta saadaan polttoainetta kehon toiminnan ylläpitämiseksi, ja fysiologinen antagonisti insuliinille edistämällä hiilihydraattien ja lipidien hajoamista ja mobilisoimalla siten energiavarastoja. Hormoni toimii myös anti-inflammatorisena aineena lamaannuttamalla immuunireaktioita ja lisäämällä adrenaliinin aiheuttamaa verisuonten supistumista, millä on keskeinen rooli hypotalamus-aivolisäke-lisämunuaisakselin sopeutumisessa stressiin . On tärkeää huomata, että hydrokortisonin erityksen lisääntyminen glyfosaattivalmisteella käsitellyissä kaloissa voi johtaa insuliiniherkkyyden vähenemiseen, insuliiniresistenssin lisääntymiseen, munuaistoiminnan heikkenemiseen, verenpainetautiin, immuunitoiminnan heikentymiseen, kasvuhormonitasojen alenemiseen ja sidekudoksen voimakkuuden vähenemiseen. Tämä on haitallista kaloille ja eläimille yleensä, myös ihmisille. Tämä voi vaikuttaa kalojen painoon ja kokoon, mikä vähentää niiden markkina-arvoa. Hydrokortisonin eritys normalisoitui G. kola -uutekäsittelyissä, ja se oli annosriippuvainen, ja käsittelyt D ja E olivat rohkaisevimpia. Kirjoittajat havaitsivat samanlaisia tuloksia, kun he antoivat Lycopodiumin itiöitä rotille. Rotat saivat ensin syöpää aiheuttavia aineita, joiden tiedetään nostavan kortisolia ja vähentävän testosteronia. Lycopodiumin itiöiden myöhempi anto vähensi kortisolin ja lisäsi testosteronin eritystä.

5. Johtopäätös

Glyfosaattivalmiste on myrkyllinen kemikaali, ja sen subletaaliset pitoisuudet voivat muuttaa kalojen verikemiaa. Garcinia kola, lääkekasvi, on kuitenkin tarjonnut raaka-aineen innovatiiviselle, hyödylliselle ja lupaavalle vastalääkkeelle ympäristön glyfosaatti- ja muille ksenobioottikontaminaatioille. Siksi saastumiselle altista aluetta, erityisesti vesiympäristöä, olisi käsiteltävä oikealla määrällä Garcinia kolan siemenuutetta, jotta saasteiden vaikutukset voidaan neutraloida. Siksi tarvitaan lisätutkimusta siitä, miten Garcinia kolan siemenuute voitaisiin muotoilla tableteiksi ja kapseleiksi annostelutarkkuuden varmistamiseksi, mikä lisäisi sen hyväksyttävyyttä.

Interesseiden ristiriita

Tekijät ilmoittavat, että tämän artikkelin julkaisemiseen ei liity eturistiriitoja.

Kirjoittajat ilmoittavat, että tämän artikkelin julkaisemiseen ei liity eturistiriitoja.