O pó da folha de nim (Azadirachta indica) mitiga o estresse oxidativo e as alterações patológicas desencadeadas pela toxidade do chumbo em tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus)

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9170 (2023) Citar este artigo

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Este estudo investigou os sintomas clínicos e patológicos da intoxicação por chumbo na água em tilápia do Nilo selvagem coletada de uma área contaminada com chumbo (Canal Mariotteya: Pb = 0,6 ± 0,21 mg L-1) e um peixe de viveiro após 2 semanas de exposição experimental ao chumbo acetato (5–10 mg L-1), além de avaliar a eficácia do tratamento com pó de folhas de nim (NLP) na mitigação dos sintomas de toxicidade por chumbo. Um total de 150 peixes (20 ± 2 g) foram separados em cinco grupos (30 peixes/grupo com três repetições). G1 foi designado como controle negativo sem nenhum tratamento. Os grupos (2–5) foram expostos ao acetato de chumbo por 2 semanas na concentração de 5 mg L−1 (G2 e G3) ou 10 mg L−1 (G4 e G5). Durante o período de exposição ao chumbo, todos os grupos foram criados nas mesmas condições, enquanto G3 e G5 foram tratados com 1 g L-1 de NLP. A toxicidade do chumbo induziu a fragmentação do DNA e a peroxidação lipídica e diminuiu o nível de glutationa e a expressão da enzima de síntese do heme ácido delta aminolaevulínico desidratase (ALA-D) em tilápia selvagem, G2 e G4. A NLP pode aliviar o estresse oxidativo estimulado pelo chumbo em G3 e mostrou um efeito insignificante em G5. Os achados patológicos, incluindo hiperplasia epitelial nas brânquias, edema nas brânquias e músculos, degeneração e necrose no fígado e músculo e infiltração leucocitária em todos os órgãos, foram diretamente correlacionados com a concentração de chumbo. Assim, a aplicação aquosa de NLP a 1 g L-1 reduziu o estresse oxidativo e diminuiu as alterações patológicas induzidas pela toxicidade do chumbo.

A aquicultura é considerada uma forma prática de substituir e conservar os estoques sobrepescados e as espécies de peixes ameaçadas, bem como preencher a lacuna entre a produção e a demanda humana1,2,3. A aquicultura aumentou significativamente a quantidade de frutos do mar produzidos desde a década de 1970, mas ainda existem vários desafios para a indústria. Uma variedade de fatores inter-relacionados, como o ambiente aquático, a nutrição e o estoque cultivado, influenciam a eficácia das operações de aquicultura. A aquicultura sustentável baseia-se na maximização dessas variáveis4. O emprego de técnicas sustentáveis ​​e ecológicas para aumentar a eficácia da aquicultura e mitigar os estressores ambientais tornou-se de interesse recentemente5.

Por um período muito longo, os melhores métodos para aumentar o crescimento, desenvolvimento, imunidade e tratar infecções foram a quimioterapia e os antibióticos. No entanto, o uso contínuo de quimioterapia convencional na aquicultura foi limitado por uma série de consequências negativas sobre a imunidade natural e a ecologia dos peixes6,7. Abordagens ecológicas foram disponibilizadas para o setor de aquicultura como uma alternativa8,9,10,11. Enzimas exógenas, microrganismos benéficos e plantas medicinais são as táticas ideais para a saúde e produção dos organismos aquáticos12,13,14,15. O meio aquático é um reservatório para muitos contaminantes ambientais16,17,18. O chumbo é um elemento não fundamental que entra no ecossistema aquático por diversas fontes, como mineração e processos industriais19,20. O chumbo é um metal redox inativo que pode se acumular nos tecidos e órgãos dos organismos aquáticos e pode persistir na água e nos sedimentos por muito tempo21,22,23. O estresse oxidativo é o mecanismo central da toxicidade estimulada pelo chumbo. O aumento da geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) além da capacidade do sistema antioxidante origina peroxidação lipídica nas membranas celulares de vários órgãos, oxidação de proteínas e DNA, desativação de enzimas, alterações na expressão gênica e alterações no status redox celular24,25. As estruturas do sistema antioxidante em peixes compreendem enzimas e antioxidantes de baixo peso molecular26. Superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e glutationa-s-transferase (GST) são as enzimas antioxidantes primárias e servem como marcadores cruciais do estresse oxidativo2,4,27. Além disso, reduções na glutationa (GSH) e dissulfeto de glutationa oxidada (GSSG) desempenham uma função crucial na defesa antioxidante não enzimática28. O chumbo modifica o sistema hematopoiético inibindo a síntese de hemoglobina e restringindo enzimas essenciais na via de síntese do heme. Também reduz o tempo de vida dos eritrócitos circulantes, aumentando a fragilidade das membranas celulares29. O chumbo regula negativamente três enzimas essenciais necessárias para a síntese do heme, sendo a mais proeminente a delta aminolaevulínica ácido desidratase (ALA-D), também identificada como porfobilinogênio sintase. A ALA-D é uma enzima citosólica que catalisa a segunda fase da síntese do heme por meio da formação de porfobilinogênio a partir do ácido delta-aminolevulínico (ALA)30,31. Embora a ALA-D seja expressa em todos os tecidos, os eritrócitos e o fígado apresentam os níveis de expressão mais elevados32,33. A regulação negativa ou inativação da enzima ALA-D é empregada clinicamente para medir o nível de toxicidade do chumbo29,34,35. A poluição da água resulta em várias alterações patológicas no tecido dos peixes, cuja gravidade pode estar associada ao grau de poluição da água36,37. Os dois órgãos mais afetados são as brânquias, que entram em contato direto com os poluentes da água, e o fígado, que está envolvido na desintoxicação. A bioacumulação de metais pesados ​​também pode afetar outros órgãos38,39,40.