Restoratief vermogen van het extract in poedervorm van Garcinia kola bij Chrysichthys furcatus geïnduceerd met glyfosaatformulering

Abstract

De reacties van Chrysichthys furcatus op glyfosaatformulering en Garcinia kola zaadextracten werden onderzocht met behulp van de door de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling aanbevolen bioassay voor toxiciteit nummers 203 en 407. De vissen werden in vijf groepen verdeeld en blootgesteld aan verschillende behandelingen van glyfosaatformulering en Garcinia kola zaadextract, waarbij de controle als referentie diende. De waterkwaliteitsparameters en de bloedchemie werden op het einde van de 28e dag bepaald bij de experimentele en controle vissen. Er was geen significant verschil () tussen de vissen behandeld met glyfosaat formulering en andere behandelingen, behalve voor opgeloste zuurstof dat zeer significant () was tussen de vissen behandeld met glyfosaat formulering en andere behandelingen en de controle. Alle bloedparameters werden significant () beïnvloed door de glyfosaatformulering in vergelijking met de controle. De veranderingen waargenomen bij glyfosaat formulering alleen waren omkeerbaar wanneer G. kola zaden extract werd toegevoegd en was dosisafhankelijk. Het extract van de plant is een goede remedie gebleken tegen verontreinigende stoffen, en formuleringen van het zaadextract in tabletten of capsules zouden kunnen dienen als tegengif om de effecten van verontreinigende stoffen te verlichten. Deze bevinding kan het risico van biomagnificaties van giftige stoffen langs de voedselketen verminderen.

1. De laatste jaren is er een exponentiële groei geweest op het gebied van de kruidengeneeskunde en deze geneesmiddelen winnen aan populariteit zowel in ontwikkelingslanden als in ontwikkelde landen vanwege hun natuurlijke oorsprong en minder bijwerkingen. Kruidenproducten veroorzaken weinig bijwerkingen maar hebben gunstige farmacologische en therapeutische toepassingen bij een aantal ziekten, waaronder HIV, waar ze zijn onderzocht op hun vermogen om symptomen te verminderen en de kwaliteit van leven te verbeteren . Uit het literatuuronderzoek is gebleken dat orale toediening van een waterig T. cordifolia wortelextract aan alloxan diabetische ratten een significante verlaging van de bloedglucose en de hersenlipiden veroorzaakte. Hoewel het waterige extract in een dosis van 400 mg/kg een significant antihyperglycemisch effect kon teweegbrengen in verschillende diermodellen, was het effect gelijkwaardig aan slechts één eenheid/kg insuline. Er is gerapporteerd dat de dagelijkse toediening van hetzij alcoholisch hetzij waterig extract van T. cordifolia de bloedglucosespiegel verlaagt en de glucosetolerantie bij knaagdieren verhoogt. Ook orale toediening van 2 en 8 g/kg plantenextract van fenegriekzaden veroorzaakte een dosisafhankelijke daling van de bloedglucosespiegel bij zowel normale diabetische ratten. Het plantenzaadextract verbeterde ook het glucosemetabolisme en normaliseerde de creatininekinaseactiviteit in het hart, de skeletspier en de lever van diabetische ratten. Evenzo bleek het methanolische extract van Phyllanthus amarus een krachtige antioxidant werking te hebben en verlaagde het de bloedsuikerspiegel bij alloxanistische diabetische ratten.

Garcinia kola (ook wel bitter kola genoemd) is een economische en zeer gewaardeerde boom die in grote hoeveelheden in West-Afrika verkrijgbaar is. De vruchten, zaden, noten en schors van de plant worden in de Afrikaanse traditionele geneeskunde veelvuldig gebruikt voor de behandeling van diverse ziekten. Het actieve bestanddeel van de plant zijn dimere flavonoïde moleculen die met elkaar versmolten zijn door biflavonoïde. Andere bestanddelen zijn xanthonen en benzofenonen. De droge zaden in poedervorm bevatten 0,003% flavonoïden, terwijl het ruwe extract 0,007% flavonoïden bevat op basis van rutine dat als standaard wordt gebruikt. Bij het kauwen hebben de zaden een bittere, samentrekkende smaak. Van Garcinia-soorten is bekend dat ze een complex mengsel van fenolische verbindingen uitwerken, waaronder biflavonoïden, xanthonen en benzofenonen.

Bitter kola is gebruikt als een tegengif voor gevallen van vergif of vermoedelijk vergif. Wanneer men vermoedt dat voedsel besmet is met bacteriën, kauwt men op bitter kola om de ontwikkeling van een infectie of vergiftiging te voorkomen. De plantaardige producten bevatten ook chemische verbindingen die helpen bij de afbraak van glycogeen in de lever. Dit komt doordat de fenolische verbindingen in bitter kola ontstekingsremmende, antimicrobiële, antidiabetische en antivirale eigenschappen bezitten.

In verschillende studies over G. kola zijn de hypolipidemische, antihistatische en antimicrobiële effecten bevestigd. De aanwezigheid van biflavonoïden en xanthonen in G. kola zaden is bevestigd. Toediening van G. kola zaadextracten veroorzaakte een toename van de testosteronproductie bij Sprague-Dawley ratten. Het zaadextract en het droge zaadpoeder van G. kola planten zijn in verschillende vormen gemaakt, waaronder tabletten, crème en tandpasta . Deze zorgen voor een nauwkeurige dosering, aangezien kruidengeneesmiddelen alom bekritiseerd zijn vanwege een gebrek aan standaardisatie. Ook de formulering van G. kola in een moderne farmaceutische conventionele tablet-doseringsvorm zou het veel van de goede eigenschappen van tabletten geven. Enkele voorbeelden zijn het gemak van toediening, een grotere acceptatie door de presentatie, een langere houdbaarheid, kwaliteitsgarantie, een grotere nauwkeurigheid bij het toedienen, en een verlaging van de transportkosten als gevolg van de formulering in een minder volumineuze doseringsvorm.

Wanneer het bestrijdingsmiddel in aquatische systemen terechtkomt, hetzij door per ongeluk sproeien, verwaaien van de spuitnevel, of oppervlakte-afspoeling, verdwijnt het snel uit de waterkolom als gevolg van adsorptie en mogelijk biologische afbraak. Glyfosaat is een breedspectrum, niet-selectief systemisch herbicide, dat is geregistreerd voor gebruik op vele voedings- en niet-voedingsgewassen, alsmede op niet-gewasgebieden waar totale controle van de vegetatie is gewenst. Wanneer het in lagere doseringen wordt toegepast, dient het als groeiregulator voor planten. Het herbicide is wereldwijd door regelgevende instanties goedgekeurd en is doeltreffend bij het doden van een grote verscheidenheid aan planten, waaronder grassen, breedbladige en houtachtige planten. Het wordt op de markt gebracht onder de volgende handelsnamen: Roundup, Rondo, Sting, Rodeo, Spasor, Muster, Tumbleweed, Sonic, Glifonox, en Glycel. Sediment is de voornaamste opslagplaats voor glyfosaat en na het sproeien stijgt het gehalte in het sediment om vervolgens na enkele maanden te dalen tot lage niveaus. Het is zeer giftig voor regenwormen en nuttige insecten. Kikkerembryo’s die met een glyfosaatformulering en met zuiver glyfosaat alleen zijn behandeld, hebben een kleinere lichaamsomvang, veranderingen in de morfologie van de hersenen, verkleining van de ogen, veranderingen van de vertakkingsbogen en de optische placodes, veranderingen van de neurale plaat en andere afwijkingen van het zenuwstelsel. Wanneer het in planten wordt opgenomen, vertraagt het de afbraak in de bodem en kan het de persistentie van glyfosaat in de bodem met een factor twee tot zes verhogen. Vanwege deze bekende toxiciteit, zijn slechts enkele formuleringen van glyfosaat geregistreerd voor gebruik in aquatische toepassingen .

Naar volume is het herbicide een van de meest gebruikte herbiciden . De formuleringen van het bestrijdingsmiddel bevatten oppervlakteactieve stoffen (detergenten) om de werkzame stof te helpen de wasachtige opperhuid van de plant te penetreren en zijn giftiger voor waterorganismen dan glyfosaat alleen . Het bestrijdingsmiddel is gemakkelijk verkrijgbaar als geformuleerde verbinding. In dit onderzoek wordt daarom nagegaan of G. kola zaadextracten kunnen worden gebruikt om de waterkwaliteit te verbeteren en de bloedchemie van vissen, geïnduceerd met glyfosaatformulering, te herstellen.

2. Materialen en methoden

2.1. Chemische analyse

Glyfosaat (99,5% zuiverheid) en methanol (analytische kwaliteit) voor hoge prestatie vloeistofchromatografie (HPLC) werden verkregen van Chemical Service (West Chester, PA, USA). Na2SO4 (99% zuiverheid), petroleumether (analytische kwaliteit), acetonitril (analytische kwaliteit), ethyl 3-aminobenzoaat methanesulfonaatzout (Sigma-Aldrich, VS), en runderserumalbumine (BSA) gebruikt voor de bepaling van de hoeveelheid eiwitten werden geleverd door Sigma Chemical Company St Louis, MO, VS. Hoogzuivere oplosmiddelen van pesticidenkwaliteit (hexaan, dichloormethaan en de surrogaat-standaardoplossing) werden verkregen van Merck (Darmstadt, Duitsland) en helium (zuiverheid 99,999%) van Messer Technogas (Tsjechische Republiek).

2.2. Apparatuur

De apparatuur omvatte een hepariniseerde injectiespuit, glaswerk, Cecil HPLC-systeem bestaande uit CE 1200 hoge prestatie variabele golflengte monitor en CEII00 vloeistofchromatografie pomp, hoge-resolutie gaschromatografie (HRGC), en UV-detector met variabele golflengte en roestvrij stalen kolom (C18 Reverse phase) verpakt met Octasilica, vacuümpomp, en ultrasone controle.

2.3. Collection and Acclimatization of Test Organisms

Honderdvijftig postjuvenielen stadium van C. furcatus met een gemiddeld gewicht (30,00 + 0,13 g) en lengte (13,09 + 0,2 cm) uit zoetwater omgeving werden verzameld van een particuliere boerderij (Patiby Agro Industrial Enterprise) van Erawa Owhe, Delta State, Nigeria. Ze werden gedurende twee weken geacclimatiseerd aan de omstandigheden in het laboratorium in glazen tanks met gedeïoniseerd water voordat ze voor de experimenten werden gebruikt. De tanks werden belucht met behulp van een luchtpomp, schoongemaakt en het water werd dagelijks ververst. De vissen werden gevoederd met 30% eiwitpellets, niet-opgenomen voeder en fecale uitwerpselen werden verwijderd, en het water werd regelmatig bijgevuld zoals aanbevolen in .

2.3.1. Verzameling en verwerking van zaden

Gerijpte G. kola zaden werden verkregen van een particuliere boerderij in Walode, Osun State, Nigeria. De bruin omhulde zaden werden handmatig uit de peul verwijderd en gedurende vijf dagen aan de lucht gedroogd. De gedroogde bruine schil werd met de hand gepeld, en de zaden werden in stukken gesneden en gedroogd bij kamertemperatuur (22 + 0,15)°C gedurende drie maanden. Het zaadmonster werd fijngemalen met de Nakai blender (droogmolen), gefiltreerd door een zeef met een maaswijdte van 40 mm en gedurende 7 uur geëxtraheerd met het Soxhlet-apparaat, zoals beschreven in

2.3.2. Extractie van de poedervormige zaden

Honderd gram (100 g) poeder van G. kola werd verrijkt met een oplossing van surrogaatstandaard (d8-naftaleen, d10-acenafteen, d12-chryseen en d12-peryleen) en geëxtraheerd met een mengsel van dichloormethaan en n-hexaan in een verhouding 2 : 3, na gedurende 5 uur krachtig te zijn geschud in een sonicatiebad. Het oplosmiddel werd afgescheiden, geconcentreerd met behulp van een rotatieverdamper, en geëlueerd met methanol. Het geëlueerde oplosmiddel werd overgebracht in een open erlenmeyer van 250 ml in een rustige omgeving gedurende 48 uur om de methanol te verdampen.

2.4. Experimentele opzet

De concentraties van de glyfosaatformulering voor de test werden via seriële verdunning bereid uit de stockoplossing. De stamoplossing, de concentraties in het testwater en de concentratie van het G. kola-zaadextract werden geverifieerd met het Cecil HPLC-systeem, bestaande uit een CE 1200-monitor met variabele golflengte en een CEII00 vloeistofchromatografiepomp, en gaschromatografie met hoge resolutie (HRGC) met een Hewlett-Packard 5890 capillaire gaschromatograaf (Hewlett-Packard, Avondale, PA, USA) uitgerust met een elektronenvangstdetector (Hewlett-Packard).

2.5. Acute test

Vóór de blootstelling werd vastgesteld dat de vissen vrij waren van uitwendige parasieten. De test werd uitgevoerd volgens OESO-richtsnoer nummer 203 voor statische-vernieuwingstestomstandigheden met enkele wijzigingen. Vijftien glazen aquaria werden gebruikt voor deze studie, met drie herhalingen per behandeling. Elk aquarium bevat verschillende concentraties van de toxische stof. Alle experimenten werden uitgevoerd bij kamertemperatuur en de bakken werden naar behoren belucht. De vissen werden tijdens het experiment niet gevoederd. Dertig minuten na de bereiding van de testoplossing werden 5 postjuvenielen voorzichtig in elke bak met hun replicaatbakken geplaatst met vijf verschillende concentraties, waaronder de controle (0,00, 1,50, 3,00, 4,50 en 6,0 mg/l). Elke dag werd 75 % van de testoplossing ververst en belucht met behulp van een luchtpomp. Vis- en waterkwaliteitsparameters (pH, temperatuur, opgeloste zuurstof, troebelheid, alkaliteit en totale hardheid) van de testoplossing werden bepaald met een interval van 24 uur, gebruik makend van standaard methodes. De cumulatieve vissterfte werd geregistreerd met intervallen van 24, 48, 72 en 96 uur en de LC50’s van elke periode werden berekend met behulp van het door Finney ontwikkelde dodelijke computerprogramma. Het experiment duurde 96 uur voor de verschillende concentraties van het bestrijdingsmiddel.

2.6. Chronische test

De chronische test werd uitgevoerd volgens OESO-testrichtlijn 407 . Op basis van het resultaat van de acute toxiciteit werden subletale concentraties (0,00, 0,08, 0,12, 0,16 en 0,32 mg/l) bereid. Vijftien glazen aquaria werden eveneens gebruikt met 3 herhalingen per behandeling en onder dezelfde omstandigheden als bij de acute toxiciteit. De vissen werden verdeeld in vijf groepen van tien postjuvenielen per testconcentratie in drie herhalingen. Groep A kreeg gedistilleerd water zoals in de experimentele dosissen, en groep B werd behandeld met enkel 0,16 mg/L glyfosaat formulering, terwijl de andere groepen blootgesteld werden aan dezelfde concentratie als in groep A maar met verschillende concentraties van G. kola zaad extract. De groepen C, D, en E kregen respectievelijk 150, 250, en 350 mg/L G. kola zaad extract.

Vissen en waterkwaliteitsparameters (pH, temperatuur, opgeloste zuurstof, troebelheid, alkaliniteit, en hardheid) van de testoplossing werden gedurende de gehele duur van het experiment in de gaten gehouden. Tekenen van stress zoals verlies van coördinatie, ongewone lethargie, grillig gedrag en naar lucht happen werden gedurende de hele experimentele periode opgevolgd.

Bloedindices (erytrocyten, leukothyten, hemoglobine, hematocriet, en de metabolieten) koolhydraten, proteïne en hydrocortison, een steroïde hormoon, werden geschat bij de experimentele en controle vissen op het einde van 28 dagen blootstelling.

2.7. De totale hardheid en de totale alkaliteit werden gemeten met de titratiemethode. Het gehalte aan opgeloste zuurstof werd gemeten met de Winkler-methode. Watertemperatuur en pH werden bepaald met een glaselektrode (Thermo Orion, Beverly, MA, USA).

2.8. Aan het einde van de 28 dagen werden de vissen uit de aquaria gehaald en onmiddellijk verdoofd met MS222 (ethyl 3-aminobenzoaat methanesulfonaatzout, Sigma). Bloedmonsters werden genomen door de caudale vaten aan te prikken met een 20-gauge naald en 0.2-0.4 mL gemengd arterieel en veneus bloed op te zuigen in een gehepariniseerde injectiespuit, een techniek waarvan is aangetoond dat ze verdunning door weefselvloeistoffen minimaliseert. De bloedmonsters werden bewaard in een gehepariniseerde bloedafnamebuis voor de bepaling van het totale aantal erytrocyten (TEC), het totale aantal leukocyten (TLC), hemoglobine en het koolhydratengehalte. Op dezelfde manier werd bloed verzameld in vlakke flessen (zonder anticoagulantia) en opgeslagen bij -20°C voor eiwit- en hydrocortisonanalyse. Het bloed werd gedurende 30 min. laten stollen, gedurende 15 min. bij 2000 g gecentrifugeerd voor een duidelijke afscheiding van het serum, en tot de analyse bij -80°C bewaard.

2.9. Bepaling van bloedcellen

Het volbloed werd gebruikt voor de schatting van het bloedbeeld. Erytrocyten en leukocyten werden geteld volgens de gewijzigde methode met behulp van hemocytometer. Het hemoglobinegehalte werd geschat aan de hand van de Cyanmethaemoglobinemethode, zoals gewijzigd, terwijl het hematocrietgehalte werd geschat aan de hand van de microhematocrietmethode

2.10. Biochemische Parameters

De veranderingen in het koolhydraatmetabolisme werden bepaald met de Folin en Malmros microprocedure, zoals gewijzigd, en geverifieerd met de enzymatisch-calorimetrische methode. Bovine serum albumine (BSA), gebruikt voor de bepaling van de hoeveelheid eiwitten, werd aangekocht bij Sigma Chemical Company St Louis, MO, USA. De eiwitbepaling werd uitgevoerd volgens de oorspronkelijke Lowry-methode. Elektrochemiluminometrische bepaling werd gebruikt voor de bepaling van het hydrocortisongehalte. De testkit werd bereid volgens de methode beschreven in zoals gewijzigd in .

2.11. Statistische analyse

De gevoeligheid van juvenielen van C. furcatus voor glyfosaatformulering en de reacties op verschillende behandelingen met G. kola zaadextract werden bepaald met behulp van de probit-methode (Probit software) voor analyse voor LC50 bij 96 uur. Student’s -test en one-way variantie-analyse werden gebruikt om te testen op significante verschillen in de waarden van de parameters bij de controle vissen en de verschillende behandelingen; waarden van 0,05 of minder werden beschouwd als statistisch significant.

3. Resultaten

3.1. De waterkwaliteitsparameters (pH, temperatuur, opgeloste zuurstof, troebelheid, alkaliteit en totale hardheid) gecontroleerd tijdens de blootstellingsperiodes waren niet significant verschillend tussen de vissen behandeld met glyfosaatformulering alleen en andere behandelingen (, ) behalve voor opgeloste zuurstof die zeer significant was () tussen de vissen behandeld met glyfosaatformulering alleen en andere behandelingen en de controle (tabel 1).

Behandelingen Parameters pH Temp. (°C) O2 (mg/L) Turbiditeit (mg/L) Alkaliniteit (mg/L) Hardheid (mg/L) Gemiddelde SD gemiddelde SD gemiddelde SD gemiddelde SD gemiddelde SD gemiddelde SD A 7.32 0.02a 25.67 0.16a 7.10 0.22a 0.23 0.04a 17.40 0.72a 31.23 1.15a B 7.36 0.16a 25.00 0.30a 5.12 0.19b 0.23 0.06a 17.63 0.42a 31.33 1.15a C 7.25 0.10a 27.33 0.68a 7.30 0.31a 0.24 0.02a 17.40 0.36a 31.20 1.02a D 7.52 0.25a 27.00 1.20a 7.03 0.22a 0.25 0.04a 17.13 1.20a 30.60 0.50a E 7.32 0.20a 26.33 0.48a 7.16 0.02a 0.26 0.03a 17.23 0.12a 30.60 0.16a

Gemiddelden met verschillende superscripts in de kolom zijn significant verschillend *(P < 0.05).

Tabel 1

Concentraties van fysiochemische parameters van de testmedia.

3.2. Hematologische indices

De reacties van verschillende hematologische indices bij C. furcatus blootgesteld aan glyfosaat formulering alleen en andere behandelingen worden getoond in tabel 2. Alle behandelingen verschillen significant () tussen de controle en de verschillende behandelingen, behalve de glyfosaat formulering behandeld met 250 mg/L G. kola zaden extract. De erytrocytensedimentatiesnelheid (ESR) vertoonde echter geen significant verschil tussen de controle en de glyfosaatformulering behandeld met 250 mg/L G. kolazaad extract (, ).

3.3. Metabolieten

3.3.1. Koolhydraten

Verschuivingen in het koolhydraatmetabolisme bij C. furcatus die werd blootgesteld aan verschillende behandelingen van glyfosaatformulering alleen en behandelingen met G. kola zaadextract worden getoond in Figuur 1. Het koolhydraten metabolisme tussen de controle en glyfosaat formulering behandeld met verschillende concentraties van G. kola zaden extract varieert aanzienlijk (). Het koolhydraatmetabolisme in de behandelingen D en E (250 mg/L en 350 mg/L G. kola zaden extract) is echter vergelijkbaar met dat van de controle.

Figuur 1

Verschuivingen in het koolhydraatmetabolisme (mg/100 ml) bij Chrysichthys furcatus die na 28 dagen werd blootgesteld aan verschillende behandelingen met glyfosaatformulering en Garcinia kola zaadextracten.

3.3.2. Eiwit

Eiwit

Eiwitmetabolisme in vissen blootgesteld aan verschillende behandelingen van glyfosaat en . kola zaden extract is weergegeven in figuur 2. Eiwitmetabolisme in glyfosaat formulering behandelde vis en de controle vis en behandelingen D en E was zeer significant (, ) en tussen glyfosaat formulering en behandeling C was significant (, ). Er was geen significant verschil () tussen de controle en de behandelingen C, D en E.

Figuur 2

Variatie in het serumeiwit (mg/100 mL) bij Chrysichthys furcatus blootgesteld aan verschillende behandelingen van glyfosaatformulering en Garcinia kola zaadextracten na 28 dagen.

3.4. Steroïde hormoon

3.4.1. Hydrocortisone

Hydrocortisone secretie in dit onderzoek wordt getoond in figuur 3. Bij vergelijking van de controle en de verschillende behandelingen werd de hormoonafscheiding significant beïnvloed () tussen de controle en de behandeling met glyfosaatformulering alleen en C (glyfosaatformulering en 150 mg/L G. kola zaad extract). De behandelingen D en E waren vergelijkbaar met de controle.

Figuur 3

Hydrocortisoniveaus (ng/mL) in het serum van Chrysichthys furcatus, blootgesteld aan verschillende behandelingen met glyfosaatformulering en Garcinia kola zaadextracten na 28 dagen.

4. Discussie

4.1. De veranderingen in de waterparameters en de reacties van C. furcatus op de behandeling met glyfosaat en verschillende concentraties van het zaadextract van G. kola vertoonden geen significante veranderingen bij vergelijking van de controlegroep met de behandelde groepen, behalve voor de opgeloste zuurstof die significant () werd beïnvloed in de glyfosaatformulering die alleen werd behandeld. Ook is alleen in behandeling D (G. kola zaadextract behandeld met 250 mg/L extract) de opgeloste zuurstof vergelijkbaar met de controle. Een observatie toonde aan dat de reinigende eigenschap van de plantenextracten dosisafhankelijk is. Opgeloste zuurstof is zeer belangrijk in het aquatische ecosysteem; het brengt verschillende biochemische veranderingen teweeg en beïnvloedt de metabolische activiteiten in organismen; een water van goede kwaliteit moet een oplosbaarheid van zuurstof hebben van 7,0 mg/L bij 30°C, wat binnen het bereik ligt van de controle en het G. kola zaad extract behandeld met 250 mg/L zaad extract.

4.2. Hematologische indices

Haematologische indices veranderen meestal tijdens ziekten of ondervoeding, zijn zeer gevoelig voor verschillende omgevingsfactoren en chemicaliën, en kunnen belangrijke diagnostische informatie verschaffen. Op basis van hematologische studies zou het mogelijk zijn om de fysiologische toestand van vissen in natuurlijke waterlichamen te voorspellen . De verschillen in bloedparameters van de vissen in dit onderzoek konden bijgevolg toegeschreven worden aan de glyfosaatformulering die significant hoog was () in vergelijking met de controle en de andere behandelingen. Alle gemeten bloedparameters van C. furcatus werden aangetast door blootstelling aan glyfosaatformulering tijdens de studieperiodes. De vissen blootgesteld aan subletale concentraties van de glyfosaatformulering hadden een lagere erytrocytenbezinkingssnelheid, rode bloedcellen, hematocriet en hemoglobinegehalte (Hb%) in vergelijking met de controle. Vergelijkbare bevindingen werden gemeld toen zoetwatervissen C. gariepinus en O. niloticus werden blootgesteld aan endosulfan . Vermindering van TEC en Hb% kan wijzen op een aanzienlijke achteruitgang van de hematopoëse die leidt tot verschillende soorten bloedarmoede. Ziekten en andere omgevingsstressoren kunnen het totale leukocytenaantal (TLC) remmen of uitlokken en de mate van verhoging geeft vaak de ernst van de stress aan. Een toename van het TLC bij vissen behandeld met glyfosaatformuleringen kan te wijten zijn aan de aanwezigheid van toxische stoffen of kan geassocieerd worden met de door de verontreiniging veroorzaakte weefselschade, zoals ook werd gesteld in . Over het algemeen lagen de hemathologische indices van vissen die behandeld werden met een mengsel van glyfosaat en G. kola extract (groep C-D) binnen het normale bereik voor vissen. De behandeling met G. kola extract is echter dosisafhankelijk, waarbij groep D (G. kola extract behandeld met 250 mg/L extract) veelbelovend was.

4.3. Metabolieten

4.3.1. Koolhydraten

Verschanderingen in het koolhydraatmetabolisme zijn gesuggereerd als nuttige algemene indicator van stress bij teleost. Referentie meldden ook dat bloedglucose een gevoelige indicator van milieustress bleek te zijn en hoge niveaus van bloedglucose worden veroorzaakt door stoornissen in het koolhydraatmetabolisme die zich voordoen in de conditie van fysieke en chemische stress . De significante verhoging van het koolhydraatmetabolisme in C. furcatus blootgesteld aan glyfosaat formulering alleen kan te wijten zijn aan mobilisatie van spier en lever glycogeen. Stress veroorzaakt een snelle afscheiding van glucocorticoïden en catecholamines uit het bijnierweefsel van de vis. Deze hormonen onderdrukken de insulinesecretie van de pancreas, bevorderen de gluconeogenese in de lever, en remmen de glucoseopname in perifere weefsels. Daarom kan de hyperglycemie in deze studie toegeschreven worden aan glyfosaat geïnduceerde hypersecretie van dit hormoon dat glycolyse veroorzaakt in de lever en de spieren van de vis. Reference rapporteerde dat tilapia een duidelijke hyperglycemische reactie vertoonden op stressvolle omgevingsomstandigheden als gevolg van een onvolledig metabolisme van de bloedsuiker door een verstoorde osmoregulatie. Het koolhydraatmetabolisme in vissen behandeld met het mengsel van glyfosaatformulering en G. kola zaadextract (C-D) is dosisafhankelijk, waarbij groep D (glyfosaatformulering behandeld met 250 mg/L G. kola zaadextract) de glucosespiegels normaliseerde na 28 dagen, een indicatie voor de antihyperglycemische eigenschap van het plantenextract. De therapeutische aard van het kruid bij het reguleren van de koolhydraatstofwisseling wordt bevestigd door de waarneming dat ethanolische extracten (50%) van Caesalpinia bonducella zaden de bloedsuikerspiegel normaliseerden bij streptozotocine (STZ) diabetische ratten. Op dezelfde manier verbetert de toediening van waterig extract van Aegle marmelos bladeren de spijsvertering en verlaagt het bloedsuiker, ureum en serumcholesterol bij geligoxaniseerde ratten in vergelijking met de controle. Naast het vertonen van hypoglykemische activiteit, voorkwam dit extract ook de piekstijging van de bloedsuikerspiegel na 1 uur in de orale glucose tolerantietest.

Wanneer het extract werd verhoogd tot 350 mg/L, was er remming van de glucose secretie, een indicatie dat overdosering schadelijk zou kunnen zijn voor de vis. Vergelijkbaar met deze bevinding is het werk van die gemeld hypoglycemische activiteit van waterig extract van Mangifera indica in zowel normoglycemic of streptozotocin geïnduceerde diabetische ratten. Op dezelfde manier vertoonden ethanolische extracten van M. charantia (200 mg/kg) een antihyperglycemische en ook hypoglycemische werking bij normale en STZ-diabetische ratten. Eiwit

Het is duidelijk dat blootstelling van vis gedurende lange tijd aan de meeste toxische stoffen, waaronder pesticiden, interfereert met het eiwitmetabolisme. De toename van het eiwitgehalte bij met glyfosaat behandelde vissen kan toegeschreven worden aan stress-gemedieerde immobilisatie van deze verbindingen, wat leidt tot een toename van de energiebehoefte van de vis om het hoofd te bieden aan de omgevingsomstandigheden veroorzaakt door de toxische stof. Ook eiwitten zijn functionele moleculen; het is mogelijk dat complicaties die verband houden met de verandering van het glucoseniveau verband houden met een defecte synthese van bepaalde eiwitten, aangezien de hoeveelheid aanwezige mitochondriale eiwitten nauw samenhangt met de ATP-snelheid. Het herstelmechanisme bij Garcinia kola is spontaan. Het resultaat gaf aan dat het eiwitmetabolisme in de behandelde vissen dosisafhankelijk is. Op dezelfde manier bleek hoe gedroogde extracten van Coccinia indica (500 mg/kg lichaamsgewicht) het eiwit- en glucosemetabolisme bij de mens reguleren. De extracten herstelden de activiteiten van het enzym lipoproteïne lipase (LPL) dat verlaagd was en glucose-6-fosfatase en lactaat dehydrogenase, die verhoogd waren bij onbehandelde diabetici. Ook orale toediening van 500 mg/kg C. indica bladeren toonde een significante hypoglykemie bij gelegexaniseerde diabetische honden en verhoogde glucosetolerantie bij normale en diabetische honden. Hydrocortison

De hoge afscheiding van het steroïdhormoon in met glyfosaatformuleringen behandelde vissen kan te wijten zijn aan hun reactie op de door de herbiciden veroorzaakte stress. Stress verhoogt de afscheiding van hydrocortison, waardoor de afbraak van eiwitten wordt bevorderd om de brandstof te leveren voor het in stand houden van de lichaamsfunctie en een fysiologische antagonist van insuline door de afbraak van koolhydraten en vetten te bevorderen, waardoor energiereserves worden gemobiliseerd. Het hormoon werkt ook ontstekingsremmend doordat het de immuunreacties onderdrukt en de door epinefrine veroorzaakte vaatvernauwing verhoogt, een centrale rol bij het helpen van de hypothalamus-hypofyse-bijnieras om zich aan stress aan te passen. Het is belangrijk op te merken dat een toename van de hydrocortisonafscheiding bij vissen die met glyfosaat zijn behandeld, kan leiden tot een afname van de insulinegevoeligheid, een toename van de insulineresistentie, een verminderde nierfunctie, hypertensie, een onderdrukte immuunfunctie, een verlaagd groeihormoongehalte en een verminderde sterkte van het bindweefsel. Dit is schadelijk voor vissen en dieren in het algemeen, waaronder de mens. Dit kan het gewicht en de grootte van de vissen beïnvloeden, waardoor hun marktwaarde daalt. De hydrocortison secretie werd genormaliseerd in G. kola extract behandelingen en was dosis afhankelijk waarbij de behandelingen D en E het meest bemoedigend waren. Vergelijkbare resultaten werden waargenomen door de auteurs van toen zij Lycopodium sporen toedienden aan ratten. De ratten kregen eerst carcinogenen toegediend waarvan bekend is dat ze cortisol verhogen en testosteron verlagen. De daaropvolgende toediening van Lycopodium sporen verminderde cortisol en verhoogde testosteron afscheiding.

5. Conclusie

Glyfosaat is een giftige chemische stof en zijn subletale concentraties kunnen de bloedchemie van vissen veranderen. Garcinia kola, een medicinale plant, heeft echter een grondstof geleverd voor een innovatief, nuttig en veelbelovend tegengif tegen glyfosaat en andere xenobiotische verontreinigingen in het milieu. Daarom moeten gebieden die gevoelig zijn voor vervuiling, vooral het aquatisch milieu, behandeld worden met de juiste hoeveelheid Garcinia kola zaadextract om de effecten van de vervuiling te neutraliseren. Een verdere studie is daarom nodig over hoe het extract van Garcinia kola zaden kan worden geformuleerd in een tablet en capsules om de dosering precisie die de aanvaardbaarheid zou verhogen.

Conflict of Interests

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflict is met betrekking tot de publicatie van dit artikel.