La poudre de feuilles de Neem (Azadirachta indica) atténue le stress oxydatif et les altérations pathologiques déclenchées par la toxicité au plomb chez le tilapia du Nil (Oreochromis niloticus)

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 9170 (2023) Citer cet article

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Cette étude a examiné les symptômes cliniques et pathologiques de la toxicité du plomb d'origine hydrique chez des tilapias sauvages du Nil collectés dans une zone contaminée par le plomb (le canal Mariotteya : Pb = 0,6 ± 0,21 mg L−1) et chez un poisson d'élevage après 2 semaines d'exposition expérimentale au plomb. acétate (5 à 10 mg L−1) en plus d'évaluer l'efficacité du traitement à la poudre de feuilles de neem (NLP) pour atténuer les symptômes de toxicité au plomb. Au total, 150 poissons (20 ± 2 g) ont été répartis en cinq groupes (30 poissons/groupe avec trois répétitions). G1 a été attribué comme contrôle négatif sans aucun traitement. Les groupes (2 à 5) ont été exposés à l'acétate de plomb pendant 2 semaines à une concentration de 5 mg L−1 (G2 et G3) ou 10 mg L−1 (G4 et G5). Pendant la période d'exposition au plomb, tous les groupes ont été élevés dans les mêmes conditions, tandis que G3 et G5 ont été traités avec 1 g L−1 de NLP. La toxicité du plomb a induit une fragmentation de l'ADN et une peroxydation lipidique et une diminution du niveau de glutathion et de l'expression de l'enzyme de synthèse de l'hème, l'acide delta aminolévulinique déshydratase (ALA-D) chez le tilapia sauvage, G2 et G4. La PNL pourrait atténuer le stress oxydatif stimulé par le plomb dans le G3 et a montré un effet insignifiant dans le G5. Les résultats pathologiques, notamment l'hyperplasie épithéliale des branchies, l'œdème des branchies et des muscles, la dégénérescence et la nécrose du foie et des muscles, ainsi que l'infiltration leucocytaire de tous les organes, étaient directement corrélés à la concentration de plomb. Ainsi, l’application aqueuse de NLP à raison de 1 g L−1 réduit le stress oxydatif et diminue les altérations pathologiques induites par la toxicité du plomb.

L'aquaculture est considérée comme un moyen pratique de remplacer et de conserver les stocks surexploités et les espèces de poissons menacées, ainsi que de combler l'écart entre la production et la demande humaine1,2,3. L'aquaculture a considérablement augmenté la quantité de fruits de mer produits depuis les années 1970, mais l'industrie reste confrontée à plusieurs défis. Divers facteurs interdépendants, tels que l'environnement aquatique, la nutrition et le cheptel d'élevage, influencent l'efficacité du fonctionnement des opérations aquacoles. L'aquaculture durable repose sur la maximisation de ces variables4. L'emploi de techniques durables et respectueuses de l'environnement pour renforcer l'efficacité de l'aquaculture et atténuer les facteurs de stress environnementaux est devenu intéressant récemment5.

Pendant très longtemps, les meilleures méthodes pour augmenter la croissance, le développement, l’immunité et traiter les infections étaient la chimiothérapie et les antibiotiques. Cependant, l'utilisation continue de la chimiothérapie conventionnelle en aquaculture a été limitée par un certain nombre de conséquences négatives sur l'immunité naturelle et l'écologie des poissons6,7. Des approches respectueuses de l'environnement ont été proposées au secteur de l'aquaculture comme alternative8,9,10,11. Les enzymes exogènes, les micro-organismes bénéfiques et les plantes médicinales constituent les tactiques idéales pour la santé et la production des organismes aquatiques12,13,14,15. Le milieu aquatique est un puisard pour de nombreux contaminants environnementaux16,17,18. Le plomb est un élément non fondamental qui pénètre dans l’écosystème aquatique à partir de diverses sources, telles que les processus miniers et industriels19,20. Le plomb est un métal redox inactif qui peut s’accumuler dans les tissus et les organes des organismes aquatiques et peut persister longtemps dans l’eau et les sédiments21,22,23. Le stress oxydatif est le mécanisme central de la toxicité stimulée par le plomb. L’augmentation de la génération d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) au-delà de la capacité du système antioxydant est à l’origine d’une peroxydation lipidique dans les membranes cellulaires de divers organes, d’une oxydation des protéines et de l’ADN, d’une désactivation d’enzymes, d’altérations de l’expression des gènes et d’altérations du statut rédox cellulaire24,25. Les structures du système antioxydant du poisson comprennent des enzymes et des antioxydants de faible poids moléculaire26. La superoxyde dismutase (SOD), la catalase (CAT), la glutathion peroxydase (GPx) et la glutathion-s-transférase (GST) sont les principales enzymes antioxydantes et servent de marqueurs cruciaux du stress oxydatif2,4,27. De plus, les réductions du glutathion (GSH) et du disulfure de glutathion oxydé (GSSG) jouent un rôle crucial dans la défense antioxydante non enzymatique28. Le plomb modifie le système hématopoïétique en inhibant la synthèse de l'hémoglobine et en limitant les enzymes essentielles dans la voie de synthèse de l'hème. Il réduit également la durée de vie des érythrocytes circulants en renforçant la fragilité des membranes cellulaires29. Le plomb régule à la baisse trois enzymes clés nécessaires à la synthèse de l’hème, dont la plus importante est l’acide delta aminolévulinique déshydratase (ALA-D), également identifiée sous le nom de porphobilinogène synthase. L'ALA-D est une enzyme cytosolique qui catalyse la deuxième phase de la synthèse de l'hème en formant du porphobilinogène à partir de l'acide delta-aminolévulinique (ALA)30,31. Bien que l'ALA-D soit exprimée dans tous les tissus, les érythrocytes et le foie ont les niveaux d'expression les plus élevés32,33. La régulation négative ou l'inactivation de l'enzyme ALA-D est utilisée en clinique pour mesurer le niveau de toxicité du plomb29,34,35. La pollution de l’eau entraîne divers changements pathologiques dans les tissus des poissons, dont la gravité peut être associée au degré de pollution de l’eau36,37. Les deux organes les plus touchés sont les branchies, qui entrent en contact direct avec les polluants de l’eau, et le foie, qui participe à la détoxification. La bioaccumulation de métaux lourds peut également affecter d’autres organes38,39,40.