مكملات الزرنيخ الغذائية تحفز الإجهاد التأكسدي عن طريق قمع العامل النووي {0}} المرتبط بالزرنيخ في كبد وكلى الدجاج البياض

اتصال:joanna.jia@wecistanche.com/ واتساب: 008618081934791

نبذة مختصرة

بحثت هذه الدراسة في تأثير مكملات الزرنيخ الغذائية على أداء وضع البويضات ، وجودة البيض ، والتشريح المرضي للكبد والكلى ، والإجهاد التأكسدي في الكبد وكليتي الدجاج البياض. علاوة على ذلك ، تم استكشاف مسار البروتين 1 (Keap1) المرتبط بالعامل النووي {0} المرتبط بالعامل 2 (Nrf2) الذي يشبه Kelch للكشف عن الآلية الجزيئية للإجهاد. تم تخصيص خمسمائة واثني عشر 40- أسبوعًا من الدجاج البياض Hyline White بشكل عشوائي إلى 4 مجموعات مع 8 أقلام لكل مجموعة و 16 دجاجة لكل قلم. كانت جرعات الزرنيخ المعطاة للمجموعات الأربع 0. 95 ، 2 0. 78 ، 4 0. 67 ، 6 0. 25 مجم / كجم. أظهرت النتائج أن مكملات الزرنيخ الغذائية قللت معنوياً إنتاج بيض الدجاج (P ، 0. 05) ، متوسط ​​وزن البيض (P ، 0.05) ، وحدات Haugh (P ، 0.05) ، ارتفاع الزلال (P ، 0.05) ، وقوة قشر البيض (P ، 0.05). تسببت مكملات الزرنيخ الغذائية أيضًا في تراكم الزرنيخ والأضرار النسيجية المرضية في الكبد والكلى. وفقًا لذلك ، عززت مكملات الزرنيخ الغذائية بشكل ملحوظ مصل الألانين aminotransferase (P ، {0}}. 0 5) ، aspartate aminotransferase (P ، 0. 0 5) ، نيتروجين اليوريا في الدم (P ، {{1 {12}}}}. 0 5) ، ومستويات حمض البوليك (P ، 0. 0 5). بعد التعرض للزرنيخ ، كانت أنشطة ديسموتاز الفائق (P ، 0.05) ، الكاتلاز (P ، 0.01) ، اختزال الجلوتاثيون (P ، 0.05) ، الجلوتاثيون بيروكسيديز (P ، 0.05) ، ومحتوى الجلوتاثيون (P ، 0.05) انخفض بشكل ملحوظ ، بينما زاد مستوى malondialdehyde معنويا (P، 0.05) في الكبد والكلى. حدثت ارتباطات إيجابية بين أنشطة إنزيم مضادات الأكسدة والتعبير الجيني لإنزيم مضادات الأكسدة في الكبد والكلى ، باستثناء التعبير الجيني لأكسيد المنغنيز الكلوي ونشاط SOD. بالإضافة إلى ذلك ، ارتبط تعبير Nrf2 mRNA الكبدي والكلوي بشكل إيجابي مع التعبير الجيني المضاد للأكسدة وارتبط سلبًا بتعبير Keap1 mRNA. باختصار ، تسببت مكملات الزرنيخ الغذائية في الإجهاد التأكسدي عن طريق تثبيط مسار Nrf 2- Keap1 في كبد وكلى الدجاج البياض.

الكلمات الدالة:الزرنيخ ، الدجاج البياض ، Nrf 2- مسار Keap1 ، الإجهاد التأكسدي ، الكلى

المقدمة

في السنوات الأخيرة ، تم العثور على مخاطر بيئية تحدث في زيادة التركيزات. الزرنيخ مادة سامة شديدة الفلزات ، حتى مع وجود تركيز منخفض جدًا في علف الدواجن. تم تحديد دوره الفسيولوجي في الدواجن جيدًا ، لأنه ضروري لتخليق نواتج الميثيونين بما في ذلك السيستين. تتراوح التركيزات الموصى بها من الزرنيخ في أعلاف الدواجن بين {0}. 012 و 0.050 مجم / كجم (Balo s et al.، 2019). ومع ذلك ، أظهر تحقيق سابق أن تركيزات الزرنيخ في أعلاف الدواجن من المحتمل أن تتجاوز مستويات تحمل الحيوانات عندما تحتوي علف الدواجن على أعشاب بحرية ، أو كربونات النحاسي ، أو كبريتات كبريتات النحاسي ، أو ثنائي أكسيد الكلوريد ثلاثي الهيدروكسيد ، أو كربونات الحديدوز (Adamse et al. ، 2017) . كازي وآخرون (2013) أن هناك احتمال كبير بأن الزرنيخ في علف الدواجن يؤثر على صحة الدجاج اللاحم. لا تزال الكميات الزائدة من الزرنيخ في أعلاف الدواجن وآثارها السامة على الدواجن من المشاكل الخطيرة. عندما يدخل الزرنيخ الزائد حيوانًا ، يمكن أن يتسبب في مجموعة متنوعة من الآثار الصحية الضارة ، مثل السمية المناعية ، والسمية التنفسية ، والسمية القلبية الوعائية ، والسمية الكبدية ، والسمية الكبدية ، والسمية الكلوية ، والفوهة العصبية ، والسمية الإنجابية ، والسمية الجينية. تم توثيق التأثيرات السمية للزرنيخ على الأعضاء الحشوية بشكل أساسي في دراسات الثدييات ، مما يشير إلى أن الزرنيخ يشكل خطرًا على وظائف الكبد والكلى (Waalkes et al. ، 2004 ؛ Mazumder ، 2005 ؛ Zheng et al. ، 2014). ومع ذلك ، لا تزال الآثار السمية للتعرض الغذائي للزرنيخ على الكبد والكلى للدجاج البياض غير واضحة. ترتبط سمية الزرنيخ في الحيوانات ارتباطًا وثيقًا بالإجهاد التأكسدي ، الذي يخل بالتوازن المؤيد / المضاد للأكسدة (Flora ، 2011). عندما يدخل الزرنيخ إلى الخلية ، فإنه يرتبط بالجلوتاثيون داخل الخلايا (GSH) أو يؤكسده ، مما يؤدي إلى توليد الجذور الحرة. كما نعلم ، يمكن تنظيم الجينات الواقية للخلايا من خلال عدد من عوامل النسخ داخل الخلايا ، بما في ذلك العامل 2 (Nrf2) العامل النووي {11}} ، والبروتين المنشط 1 ، والعامل النووي kappa-B (Kwak et al. ، 2001 ). عامل النسخ Nrf2 هو جزيء حيوي ينظم مستويات الإجهاد في الخلايا. في ظل ظروف هادئة ، يتفاعل Nrf2 مع البروتين 1 المرتبط بـ ECH الشبيه بـ Kelch (Keap1) ، والذي يوجد غالبًا في السيتوبلازم. عندما يتم تشغيل الإجهاد التأكسدي ، ينتقل Nrf2 من السيتوبلازم إلى النواة بعد الانفصال عن جزيء Keap1 ثم ينشط تعبيرات الجينات الواقية للخلايا (موتوهاشي وياماموتو ، 2004). بعد ذلك ، تنظم الجينات الواقية للخلايا أيضًا أنشطة إنزيمات مضادات الأكسدة في مجرى النهر ، بما في ذلك ديسموتاز الفائق (SOD) ، واختزال الجلوتاثيون (GR) ، والجلوتاثيون بيروكسيديز (GSH-Px) ، والكتلاز (CAT). أظهرت دراسة سابقة أن عامل النسخ Nrf2 يشارك في الإجهاد الناجم عن الزرنيخ في الثدييات (Sinha et al. ، 2013). ومع ذلك ، فإن الآثار الدقيقة للتعرض للزرنيخ على تأثيرات الإجهاد التأكسدي في الدجاج البياض تظل بعيدة المنال. في هذه الدراسة ، درسنا تأثير مكملات الزرنيخ الغذائية على أداء البياض ، وجودة البيض ، والمؤشرات البيوكيميائية في مصل الدم ، والتغيرات النسيجية الكبدية والكلوية ، والإجهاد التأكسدي في الدجاج البياض. علاوة على ذلك ، تم استكشاف مسار Nrf 2- Keap1 لتحديد الآلية الجزيئية في الكبد والكلىمن الدجاج البياض. تقدم هذه الدراسة بعض الأفكار حول النظرية البيولوجية للتسمم الغذائي الزائد للزرنيخ في الكبد والكلىمن الدجاج البياض.

سيستانش رديتإلىيخفف آلام الكلى

المواد والأساليب

تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل لجنة رعاية الحيوان المؤسسية واستخدامها. تم تنفيذ جميع الإجراءات التجريبية التي أجريت على الحيوانات وفقًا للجمعية الصينية لعلوم حيوانات المختبر.

الحيوانات والوجبات الغذائية والتصميم التجريبي

تم اختيار خمسمائة واثني عشر {{0} أسبوعًا من الدجاج البياض Hyline White ذات الحالة الجسدية المتشابهة بشكل عشوائي وتم فصلها إلى 4 مجموعات. كل مجموعة تحتوي على 8 مكررات من 16 طائر. تمت إضافة الزرنيخ إلى حمية حبوب الذرة القاعدية عند 4 تركيزات مختلفة (0 و 20 و 40 و 60 مجم / كجم ؛ على شكل حمض الأرسانيليك) (جدول الملحق 1). تم قياس تركيزات الزرنيخ في التغذية عن طريق قياس طيف الامتصاص الذري لتوليد الهيدريد وفقًا للمنهجية السابقة (Dos Passos et al. ، 2012). كانت التركيزات الفعلية للزرنيخ في المجموعات الأربع 0.95 و 20.78 و 40.67 و 60.25 ملغم / كغم. تم تربية الطيور في أقفاص (60 ، 50 ، 50 سم 3) مزودة بعلف واحد و 2 من حلمات الشرب ، و 2 دجاجتان في القفص. طوال فترة التجربة بأكملها ، كان للدجاج حرية الوصول إلى العلف والشراب. استغرقت التجربة بأكملها 10 أسابيع ، بما في ذلك 1- فترة تعديل و 9- أسبوعًا فترة تجريبية رسمية.

أداء وضع البيض وجودة البيض

طوال فترة التجربة بأكملها ، تم تسجيل مؤشرات أداء البياض يوميًا ، بما في ذلك استهلاك العلف ، وإنتاج بيض الدجاج ، ووزن البيض (EW). تم إجراء تحديدات تناول العلف والحرب الإلكترونية في كل مجموعة باستخدام مقياس وزن حساس (XS2002S ، Mettler Toledo ، زيورخ ، سويسرا). تم حساب نسبة تحويل العلف (FCR) وفقًا للصيغة التالية: تناول العلف FCR 5 بالجرام / كتلة البيض بالجرام. تم جمع ما مجموعه 40 بيضة من كل مجموعة بشكل عشوائي لقياس معايير جودة البيض خلال 24 ساعة من وضع البيض في نهاية التجربة. تم وزن البيض باستخدام مقياس وزن حساس (XS2002S ، Mettler Toledo). بعد ذلك ، تم تحديد وحدة Haugh ، وارتفاع الزلال ، ولون الصفار ، وقوة قشر البيض بواسطة جهاز اختبار البيض الرقمي (DET6000 ، Nabel Co. Ltd. ، كيوتو ، اليابان). تم تحديد سمك قشر البيض مع الغشاء الداخلي في المنطقة الحادة والمتوسطة والحادة للبيضة باستخدام ميكرومتر قياس الطلب(547-350 ، ميتوتويو ، كاواساكي ، اليابان) ، وتم استخدام القيم المتوسطة للتحليل الإحصائي.

جمع العينات

بعد تجربة التربية ، تم اختيار 32 طائراً من كل مجموعة عشوائياً والموت الرحيم بقطع عروق العنق. تم جمع عينات الدم في أنابيب طرد مركزي معقمة ونقلها على الفور إلى المختبر لقياس المؤشرات البيوكيميائية في المصل. بعد ذلك ، تم تشريح الطيور ، والكبد والكلىمن تجويف البطن. الكبد والكلىتم تقطيع العينات إلى 4 أجزاء. تم إصلاح جزء واحد على الفور في بارافورمالدهيد 4 في المئة لفحص الأنسجة. تم تخزين الأجزاء الثلاثة الأخرى على الفور في نيتروجين سائل لتحديد مزيد من معاملات الإجهاد التأكسدي وترسب الزرنيخ والتعبير الجيني.

فحص ترسيب الزرنيخ

بعد قياس جودة البيض ، تم فصل الصفار عن الزلال. تم قياس تراكم الزرنيخ في الزلال والصفار بواسطة مطياف الامتصاص الذري لتوليد الهيدريد وفقًا للمنهجية السابقة (Dos Passos et al. ، 2012). تم حساب تراكم الزرنيخ في البيضة بأكملها عن طريق جمع محتوى الزرنيخ في الزلال والصفار. بطريقة مماثلة ، تم استخدام مطياف الامتصاص الذري لتوليد الهيدريد لتحديد تراكم الزرنيخ في الكبد وكلية الدجاج البياض(دوس باسوس وآخرون ، 2012).

تحديد المؤشرات البيوكيميائية في مصل الدم

البروتين الكلي ، الألبومين ، الجلوبيولين ، ألانين أمينوترانسفيراز (ALT) ، ومستويات الأسبارتات aminotransferase (AST) هي مؤشرات مهمة لتقييم وظائف الكبد. تم قياس هذه المعلمات باستخدام مجموعات الفحص المناسبة (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute ، Nanjing ، الصين) وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. تعتبر مستويات نيتروجين اليوريا في الدم (BUN) وحمض البوليك (UA) والكرياتينين (CT) مؤشرات مهمة لتقييم وظائف الكلى وتم تحديدها باستخدام أدوات الكشف (معهد Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute).

التغيرات النسيجية المرضية

تم تجفيف أنسجة الكبد والكلى المثبتة في بارافورمالدهيد بنسبة 4 في المائة في 70 و 80 و 90 و 95 و 100 في المائة من الإيثانول وتم دمجها في النهاية في البارافين. تم تقطيع الأنسجة إلى شرائح بسمك 6- مم ثم تلطيخها بالهيماتوكسيلين ويوزين. بعد ذلك ، ملاحظات للتغيرات النسيجية المرضية في الكبد والكلىتم إجراء الأنسجة بواسطة أخصائي علم الأمراض تحت المجهر الضوئي (أوليمبوس ، ميلفيل ، نيويورك).

فحوصات بيروكسيد الدهون (LPO) ومقايسات نشاط إنزيم مضادات الأكسدة

تم تحديد أنشطة SOD و CAT و GR و GSH-Px ومحتويات malondialdehyde (MDA) و GSH في الكبد والكلى من خلال مجموعات التحليل المناسبة (معهد Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute). باختصار ، تم قياس محتوى MDA بواسطة طريقة قياس الطيف الضوئي بناءً على التفاعل بين حمض الثيوباربيتوريك و MDA (Janero ، 1990). تم تحديد نشاط GR ومحتوى GSH باستخدام 5 ، 5- dithiobis (2- حمض النيتروبنزويك) (Carlberg and Mannervik ، 1985 ؛ Abegg et al. ، 2012). تم تحديد نشاط SOD وفقًا للتفاعل المثبط بين اختزال tetrazolium الأزرق النيترو وأكسيداز الزانثين. تم تحديد نشاط CAT بناءً على تكوين مركب موليبدات الأمونيوم بيروكسيد الهيدروجين (Aebi ، 1984). تم تحديد نشاط GSH-Px من خلال تقييم اختزال t- بيوتيل هيدروبيروكسيد (Wheeler et al. ، 1990).

إجمالي عزل الحمض النووي الريبي و PCR الكمي في الوقت الحقيقي

تم عزل إجمالي الحمض النووي الريبي من أنسجة الكبد والكلى باستخدام مجموعة Trizol RNAiso Kit (Invitrogen ، Carlsbad ، CA) باتباع تعليمات الشركة الصانعة. تم نسخ عينات الحمض النووي الريبي إلى (كدنا) باستخدام مجموعة الكاشف PrimeScript RT (TaKaRa ، داليان ، الصين). يتم عرض البادئات الأمامية والعكسية لأكسيد أكسيد المنغنيز الفائق (MnSOD) ، وأكسيد أكسيد النحاس والزنك الفائق (CuZnSOD) ، و CAT ، و GR ، و GSH-Px ، و Nrf2 ، و Keap1 ، وجين التدبير المنزلي (b-actin) في الجدول التكميلي 2. تم قياس وفرة الجينات بواسطة نظام StepOnePlus Real-Time PCR (ABI 7500 ، Applied Biosystems ، Foster City ، CA). كانت ظروف ركوب الدراجات 95 درجة مئوية لمدة 30 ثانية تليها 35 دورة من 95 درجة مئوية لمدة 5 ثوان ، و 59 درجة مئوية لمدة 10 ثوان ، و 72 درجة مئوية لمدة 30 ثانية. تم قياس فرق الطي في تعبير mRNA باستخدام طريقة القياس الكمي النسبي باستخدام كفاءات PCR في الوقت الفعلي وتطبيعها إلى مستوى b-actin ، لمقارنة التغييرات النسبية CT بين جميع المجموعات (Livak and Schmittgen ، 2001).

تحاليل احصائية

يتم التعبير عن جميع البيانات على أنها متوسط ​​6 SE. تم إجراء التحليل الإحصائي بواسطة ANOVA أحادي الاتجاه باستخدام الإصدار 2 من SPSS 0. 0 (SPSS Inc.، Chicago، IL). عندما كانت الاختلافات بين المجموعات كبيرة (المشار إليها بواسطة P ، 0. 05) ، تمت مقارنة المتوسطات مع اختلاف Tukey المهم بصدق للمقارنات المتعددة اللاحقة. تم تحليل ارتباطات بيرسون عن طريق تحليل الارتباط ثنائي المتغير (SPSS الإصدار 20.0 ، SPSS Inc.). يتم تمثيل معاملات الدلالة والارتباط على أنها "p" و "r" على التوالي.

النتائج

أداء وضع البيض وجودة البيض مقارنةً بتلك الموجودة في {0}. 95 مجم / كجم من الزرنيخ ، وإنتاج بيض الدجاجة ، و EW انخفض بشكل ملحوظ في 6 0. 25 مجم / مجموعة الزرنيخ بالكيلو جرام (P، 0. 0 5). ومع ذلك ، لم يؤثر الزرنيخ الغذائي في تناول العلف أو معدل التحويل الغذائي (الجدول 1). بالمقارنة مع ذلك في مجموعة {{2 0}. 95 مجم / كجم من الزرنيخ ، انخفضت وحدة Haugh بشكل ملحوظ في 4 0. 67 مجم / كجم (P ، 0.05) و 60.25 مجم / كجم (P، 0.05) من مجموعات الزرنيخ. علاوة على ذلك ، انخفض كل من ارتفاع الزلال وقوة قشر البيض بشكل ملحوظ في مجموعة الزرنيخ 20.78 مجم / كجم مقارنة بمجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم (P ، 0.05) ، التي استقرت في مجموعة 40.67 مجم / كجم من الزرنيخ ، وانخفضت بشكل حاد في 60.25 ملغم / كغم من مجموعة الزرنيخ (P ، 0.05). لم يؤثر الزرنيخ الغذائي على لون الصفار أو سمك قشر البيض (الجدول 1)

ترسب الزرنيخ

ترسب الزرنيخ في الزلال (P، {0}}. 0 5) ، صفار البيض (P ، 0. 0 5) ، والبيضة الكاملة (P، 0. 0 5) زادت بشكل ملحوظ مع زيادة جرعة الزرنيخ الغذائي من 0.95 إلى 60.25 مجم / كجم (الجدول 2). وبالمثل ، مع زيادة جرعة الزرنيخ الغذائي من 0.95 إلى 60.25 مجم / كجم ، زاد ترسب الزرنيخ في الكبد (P ، 0.05) والكلى (P ، 0.05) بشكل ملحوظ (الجدول 2)

تحليل الارتباط بين جودة البيض وترسب الزرنيخ في البيض

ترسب الزرنيخ في الزلال ارتبط ارتباطًا سلبيًا بوحدة Haugh (ص {0}. 622، P، 0. {{1 {14}}}} 1) الزلال الارتفاع (ص 5 20. 878 ، ف ، 0. 0 1) ، وقوة قشر البيض (ص 5 20. 897 ، ف ، 0. {{ 3 0}} 1). وفي الوقت نفسه ، كان ترسب الزرنيخ في الصفار مرتبطًا سلبًا بوحدة Haugh (ص 5 20. 654 ، ف ، 0.01) ، ارتفاع الزلال (ص 5 20. 893 ، ف ، 0.01) ، و قوة قشر البيض (ص 5 20. 902 ، ف ، 0.01). وبالمثل ، تم العثور على علاقات سلبية بين ترسب الزرنيخ في البويضة الكاملة ووحدة Haugh (ص 5 20. 640 ، ف ، 0.01) ، ارتفاع الزلال (ص 5 20. 888 ، ف ، 0.01) ، وقوة قشر البيض (ص 5 20. 902 ، ف ، 0.01) (الجدول 3)

مؤشرات مصل الكيمياء الحيوية

بالمقارنة مع تلك الموجودة في مجموعة {0}. 95 مجم / كجم من الزرنيخ ، زادت مستويات ALT بشكل ملحوظ في 2 0. 78 مجم / كجم (P، 0. { {16}} 5) و 4 {18}}. 67 مجم / كجم (P ، 0.05) و 60.25 مجم / كجم (P ، 0.05) من مجموعات الزرنيخ. وفي الوقت نفسه ، زادت مستويات AST في مجموعة 60.25 ملغم / كغم من الزرنيخ بشكل ملحوظ مقارنة مع تلك الموجودة في مجموعة الزرنيخ 0.95 ملغم / كغم (P ، 0.05). لم يؤثر الزرنيخ الغذائي على مستويات البروتين الكلي أو الألبومين في مصل الدم (الجدول 4).

بالمقارنة مع تلك الموجودة في مجموعة {0}. 95 مجم / كجم من الزرنيخ ، تمت زيادة مستويات BUN و UA بشكل ملحوظ في مجموعة 60.25 مجم / كجم من الزرنيخ (P ، 0.05) ، بينما لم يحدث التعرض للزرنيخ في الغذاء يؤثر على مستوى التصوير المقطعي المحوسب في المصل (الجدول 4).

التغيرات النسيجية المرضية

كان مظهر النسيج الكبدي طبيعيًا ولم يتغير في مجموعة {0}. 95 مجم / كجم من الزرنيخ. ومع ذلك ، مع زيادة جرعة الزرنيخ الغذائي من 2 0 .78 إلى 60.25 مجم / كجم ، أصبح تكاثر القناة الصفراوية ، وتنكس خلايا الكبد الدهنية ، وتشوه الوريد المركزي أكثر حدة (الأشكال 1 أ -1 د). كان مظهر النسيج الكلوي طبيعيًا ولم يتغير في مجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم. ومع ذلك ، كان هناك انكماش كبيبي شديد في مجموعة 20.78 ملغم / كغم من الزرنيخ مقارنة مع مجموعة الزرنيخ 0.95 ملغم / كغم. مع زيادة جرعة الزرنيخ الغذائي من 40.67 إلى 60.25 ملغم / كغم ، أصبح تضخم الأنابيب الكلوية والتليف الأنبوبي والتحلل أكثر شدة (الأشكال 1E-1H).

المؤشرات الحيوية للإجهاد التأكسدي

بالمقارنة مع تلك الموجودة في {0}}. 95 مجم / كجم من الزرنيخ ، زادت مستويات MDA الكبدية بشكل ملحوظ في 6 0. 25 مجم / كجم من الزرنيخ (P ، {{12} }. 0 5) ، وزادت مستويات MDA الكلوية بشكل ملحوظ في 20.78 مجم / كجم (P ، 0.05) ، 40.67 مجم / كجم (P ، 0.05) ، و 60.25 مجم / كجم (P ، 0.05) زرنيخ المجموعات (الشكل 2 أ). مستويات GSH في الكبد والكلىانخفض بشكل ملحوظ في المجموعة 2 0. 78 مجم / كجم من الزرنيخ مقارنةً بالمجموعة 0. 95 مجم / كجم من الزرنيخ (P، 0. 0 5) ، واستقر في 0 4. 67 و 6 0. 25 مجم / كجم من مجموعات الزرنيخ (الشكل 2 ب). انخفض نشاط SOD الكبدي بشكل ملحوظ في مجموعات الزرنيخ 4 0 67 مجم / كجم (P ، 0.05) و 60.25 مجم / كجم (P ، 0.05) مقارنة بمجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم. انخفض نشاط SOD الكلوي بشكل كبير في مجموعة 20.78 مجم / كجم من الزرنيخ مقارنة بمجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم (P ، 0.05) واستقر في مجموعات الزرنيخ 40.67 و 60.25 مجم / كجم (الشكل 2C). نشاط CAT في الكبد والكلىانخفض بشكل ملحوظ مع زيادة جرعة الزرنيخ الغذائي من {{0}. 95 إلى 6 0. 25 مجم / كجم (P، 0. 0 5 ، الشكل 2D). مقارنةً بالمجموعة 0. 95 مجم / كجم من الزرنيخ ، انخفض نشاط GR في الكبد والكلى بشكل ملحوظ في المجموعة 6 0. 25 مجم / كجم من الزرنيخ (P ، 0.05 ، الشكل 2E ). بالإضافة إلى ذلك ، بالمقارنة مع مجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم ، انخفض نشاط GSH-Px الكبدي بشكل كبير في مجموعة 60.25 مجم / كجم من الزرنيخ (P ، 0.05) ، وانخفض نشاط GSH Px الكلوي بشكل حاد في مجموعة الزرنيخ 20.78 مجم / كجم (P ، 0.05) واستقر في مجموعات الزرنيخ 40.67 و 60.25 مجم / كجم (الشكل 2F).

التعبيرات الجينية للإنزيمات المضادة للأكسدة ، Nrf2 ، و Keap1 Molecules

انخفض التعبير الجيني CuZnSOD الكبدي بشكل ملحوظ في 2 0. 78 ملغم / كغم من الزرنيخ مقارنة مع 0. 95 ملجم / كجم من الزرنيخ (P ، 0. {{16} } 5) واستقرت في 4 مجموعات 0 67 و 6 0. 25 مجم / كجم من الزرنيخ. انخفض التعبير الجيني CuZnSOD الكلوي بشكل ملحوظ في 4 0. 67 مجم / كجم (P ، 0. 0 5) و 6 0. 25 مجم / كجم (P ، 0. 0 5) مجموعات الزرنيخ مقارنة بمجموعة 0. 95 مجم / كجم من الزرنيخ (الشكل 3 أ). مقارنة بالمجموعة 0. 95 مجم / كجم من الزرنيخ ، انخفض التعبير الجيني MnSOD الكبدي بشكل ملحوظ في 2 0. 78 مجم / كجم من الزرنيخ (P، 0. {{73) }} 5) واستقر في 4 مجموعات {{8 {82}}}. 67 و 6 0. 25 مجم / كجم من الزرنيخ. لم يكن التعبير الجيني الكلوي MnSOD مختلفًا بشكل كبير بين المجموعات (الشكل 3 ب). انخفض التعبير الجيني CAT الكبد بشكل ملحوظ في 2 0. 78 مجم / كجم من الزرنيخ مقارنة مع {{1 0 5}}. 95 مجم / كجم من الزرنيخ (P ، 0.05) واستقر في مجموعتي 40.67 و 60.25 مجم / كجم من الزرنيخ. انخفض التعبير الجيني CAT الكلوي بشكل كبير في مجموعة الزرنيخ 20.78 مجم / كجم مقارنة مع مجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم (P ، 0.05) واستقر في مجموعة الزرنيخ 40.67 مجم / كجم ، وانخفض بشكل حاد في 60.25 مجم / كجم. مجموعة الزرنيخ مقارنة بمجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم (P ، 0.05 ، الشكل 3C). انخفض التعبير الجيني GR في الكبد والكلى بشكل ملحوظ في مجموعة الزرنيخ 20.78 مجم / كجم مقارنة بمجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم (P ، 0.05) واستقر في مجموعات الزرنيخ 40.67 و 60.25 مجم / كجم (الشكل 3D). بالإضافة إلى ذلك ، انخفض التعبير الجيني GSH-Px الكبدي بشكل كبير حيث زادت جرعة الزرنيخ الغذائي من 0.95 إلى 40.67 مجم / كجم (P ، 0.05) ثم استقرت في مجموعة 60.25 مجم / كجم من الزرنيخ. انخفض التعبير الجيني الكلوي GSH-Px بشكل ملحوظ في مجموعة الزرنيخ 20.78 مجم / كجم مقارنة بمجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم (P ، 0.05) واستقر في مجموعات الزرنيخ 40.67 و 60.25 مجم / كجم (الشكل 3E). انخفض التعبير الجيني Nrf2 في الكبد والكلى بشكل كبير في مجموعة الزرنيخ 20.78 مجم / كجم مقارنة بمجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم (P ، 0.05) واستقر في مجموعات الزرنيخ 40.67 و 60.25 مجم / كجم (الشكلان 4 أ و 4 ج ). في المقابل ، زاد التعبير الجيني Keap1 في الكبد والكلى بشكل حاد في مجموعة الزرنيخ 20.78 مجم / كجم مقارنة بمجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم (P ، 0.05) واستقر في مجموعات الزرنيخ 40.67 و 60.25 مجم / كجم (الأشكال) 4B و 4 D).

تحليلات الارتباط ذات الصلة بمسار Nrf 2- Keap1

التعبير الجيني لـ CuZnSOD (الكبد ، r {0}}. 613، P، 0.01؛الكلى، ص {0}. 687 ، ف ، 0. {{1 0} 1) ، CAT (كبد ، ص 5 0. 738 ، ف ، 0. 0 1 ؛ كلية ، ص 5 0. 9 0 3 ، ف ، 0. 0 1) ، GR (كبد ، ص 5 0. 477 ، ف ، 0.05 ؛ كلية ، ص 5 0. 485 ، ف ، 0.05) ، و GSH-Px (كبد ، ص 5 0. 450 ، ف ، 0.05 ؛ كلية ، r 5 0. 767، P، 0.01) في الكبد والكلى ، وقد ارتبط التعبير الجيني MnSOD (r 5 0. 707، P، 0.01) بشكل إيجابي مع أنشطة لفائفهم إنزيمات مضادات الأكسدة. علاوة على ذلك ، ارتبط التعبير الجيني Nrf2 بشكل إيجابي مع التعبيرات الجينية لـ CuZnSOD (الكبد ، r 5 0. 756 ، P ، 0.01 ؛الكلى، r {0}. 736، P، 0. 01)، CAT (كبد، r 5 0. 893، P، 0.01؛الكلى، ص {0}. 74 0 ، ف ، {{1 0}}. 0 1) ، GR (الكبد ، ص 5 0 .837، P، 0.01؛ كلوي، r 5 0. 915، P، 0.01) و GSH-Px (كبد ، ص 5 0. 822 ، ف ، 0.01 ؛ كلية ، ص {{17} } .722 ، P ، 0.01) في الكبد والكلى، والتعبير الجيني MnSOD الكبدي (ص {{0}}. 72 0 ، P ، 0.01). كان هناك ارتباط سلبي بين Nrf2 و Keap1 mRNA expres sion (الكبد ، r 5 20. 746 ، P ، 0.01 ؛الكلى، r {0}}. 771، P، 0.01) في الكبد والكلى. بالإضافة إلى ذلك ، لم يكن هناك ارتباط بين التعبير الجيني MnSOD والنشاط الأنزيمي SOD ، أو تعبير Nrf2 mRNA فيكليتي الدجاج البياض(الجدول 5).

نقاش

الزرنيخ هو معدن موجود في كل مكان وسام بطبيعته. يسبب العديد من السموم في البشر والحيوانات ، بما في ذلك السمية الكبدية ، والسمية الكلوية ، والفوعة العصبية ، والسمية المناعية ، والسمية القلبية الوعائية ، والسمية الكبدية ، والسمية الإنجابية (ماندال وسوزوكي ، 2002). يستهدف الزرنيخ بقوة الجهاز التناسلي للحيوانات. أظهرت الدراسات السابقة أن التعرض الغذائي لمادة الروكسارسون يزعج معدل وضع البيض وإنتاج البيض (Chiou et al. ، 1999 ؛ Zhang et al. ، 2017). في هذه الدراسة ، أدت مكملات الزرنيخ الغذائية إلى انخفاض كبير في أداء وضع البيض ، بما في ذلك إنتاج البيض والحرب الإلكترونية. وجدت دراسات سابقة أن مكملات الزرنيخ الغذائية تحفز تراكم الزرنيخ في البيض وتقلل من جودة البيض (Chiou et al. ، 1998 ؛ Zhang et al. ، 2017). في هذه الدراسة ، أدت مكملات الزرنيخ الغذائية إلى انخفاض كبير في وحدة Haugh وارتفاع الزلال وقوة قشر البيض. فيما عدا لون الصفار وسمك قشر البيض ، وجدت علاقة ارتباط سلبية بين ترسب الزرنيخ في البيض ومعايير جودة البيض. يشير هذا إلى أن وحدة Haugh وارتفاع الزلال وقوة قشر البيض قد تتأثر بترسب الزرنيخ في البويضة. كما نعلم ، فإن سمك طبقة الحاجز في قشر البيض هو المحدد لسماكة قشر البيض (Ruiz and Lunam ، 2000) ، بينما يحدد ترسب الصباغ لون الصفار. وبالتالي ، فقد توقعنا أن مكملات الزرنيخ الغذائية قد لا تؤثر على سمك طبقة الحاجز من ترسب الصبغة في بيض الدجاج البياض. تشير الدلائل الناشئة إلى أن الاضطرابات الكبدية والكلوية شائعة في الثدييات بعد التعرض للزرنيخ (Liu and Waalkes، 2008؛ Huang et al.، 2009). أظهرت دراسة سابقة أن التعرض للزرنيخ يتسبب في حدوث آفات نسيجية مرضية في الكبد ، بما في ذلك ارتباك الأنسجة ، والتضخم ، والتفريغ المصحوب بانحلال النواة ، وموت الخلايا المبرمج ، ونخر الخلايا الكبدية في تشانا بونتكتاتوس (روي وباتاشاريا ، 2006). في هذه الدراسة ، لاحظنا تغيرات شديدة في تكاثر القناة الصفراوية ، تنكس دهني لخلايا الكبد ، وتشوه في الوريد المركزي في الكبد حيث زادت جرعة الزرنيخ الغذائي من 20.78 إلى 60.25 مجم / كجم. وجد Roy and Bhattacharya (2006) أيضًا أن التعرض للزرنيخ يؤدي إلى انكماش الكبيبات ، وعدم انتظام في النبيبات الكلوية ، وزيادة مساحة بومان. في التحقيق الحالي ، كجرعة غذائية من الزرنيخ

زادت من 20.78 إلى 60.25 مجم / كجم ، كانت التغيرات النسيجية المرضية الكلوية شديدة للغاية ، بما في ذلك تضخم الأنابيب الكلوية ، والانكماش الكبيبي ، والتليف الأنبوبي والتحلل ، وهو ما يتوافق مع دراسة سابقة (Roy and Bhattacharya ، 2006). وفقًا للتقارير السابقة ، ثبت أن مستويات AST و ALT في المصل علامات بديلة للتفاعل الالتهابي الكبدي والتليف الكبدي (Wang et al. ، 2008 ؛ Khattab et al. ، 2015). في هذه الدراسة ، تشير الزيادات في مستويات AST و ALT في المصل إلى تكثيف الاستجابة الالتهابية الكبدية بعد التعرض للزرنيخ ، وهو ما يتوافق مع التغيرات النسيجية المرضية الملحوظة في أكباد الدجاج البياض. وجد Patel and Kalia (2013) أيضًا أن السمية الكبدية التي يسببها الزرنيخ تتجلى من خلال زيادة مستويات ALT و AST في مصل الفئران Wistar. تتم مراقبة وظائف الكلى بشكل روتيني عن طريق مستويات BUN و CT و UA في المصل. وجدنا أن مستويات BUN و UA في الدم زادت بشكل ملحوظ ، وأن مستوى التصوير المقطعي المحوسب في الدم يميل إلى الزيادة بعد مكملات الزرنيخ الغذائية ، مما يعني أنالكلىالأضرارناتج عن التعرض للزرنيخ في الدجاج البياض ، وهو ما يتوافق مع الأبحاث السابقة (Liu et al. ، 2000). لقد ثبت جيدًا أن تلف الأنسجة الناجم عن التعرض للزرنيخ يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالإجهاد التأكسدي (جوموفا وآخرون ، 2011). عندما يتم تشغيل الإجهاد التأكسدي ، تحفز أنواع الأكسجين التفاعلية داخل الخلايا (ROS) على LPO ، والذي يمكن مراقبته عن طريق مستويات MDA داخل الخلايا (Storey ، 1996). في هذه الدراسة ، زادت مستويات MDA في الكبد والكلى بشكل كبير بعد مكملات الزرنيخ الغذائية ، مما يعني أن هناك زيادة في LPO ، والتي قد تشير إلى الإصابة التأكسدية في الكبد وكليتي الدجاج البياض.يلعب GSH أيضًا دورًا حيويًا في تنظيم الإجهاد التأكسدي داخل الخلايا (Finkel and Holbrook ، 2 0 00). بالمقارنة مع تلك الموجودة في مجموعة الزرنيخ 0.95 مجم / كجم ، مستويات GSH

انخفض بشكل ملحوظ في المجموعات التي عولجت بتركيزات أعلى من الزرنيخ ، مما يشير إلى أن الزرنيخ قد يرتبط بـ GSH لتقليل قدرات مضادات الأكسدة في الكبد والكلى.فلورا وآخرون. (1997) أن التعرض للزرنيخ يقلل من تركيز GSH وينتج عنه آفات واضحة في الكبد والكلىمن الفئران. بالإضافة إلى ذلك ، تمنح الأنظمة الأنزيمية المضادة للأكسدة داخل الخلايا أدوارًا وقائية للحماية من الإجهاد التأكسدي ، بما في ذلك SOD و CAT و GR و GSH-Px (Finkel and Holbrook ، 2000). في هذه الدراسة ، قللت مكملات الزرنيخ الغذائية بشكل كبير من أنشطة SOD و CAT و GR و GSH-Px في كبد وكلى الدجاج البياض. عندما لا تستطيع أنظمة مضادات الأكسدة تحييد فائض ROS داخل الخلايا ، يحدث الضرر التأكسدي بسبب LPO ، والذي بدوره قد يخفف من أنشطة إنزيمات مضادات الأكسدة. ذكرت دراسة سابقة بالمثل أن الزرنيخ يسبب الإجهاد التأكسدي في كلية الفئران (Sener et al. ، 2016). إنزيمات مضادات الأكسدة عبارة عن بروتينات ويمكن تنظيمها بواسطة الجينات على مستوى النسخ. في هذه الدراسة ، أدى التعرض للزرنيخ إلى انخفاض كبير في تعبير الرنا المرسال عن CuZnSOD و CAT و GR و GSHPx. علاوة على ذلك ، ارتبط التعبير الجيني لـ CuZnSOD و CAT و GR و GSH-Px بشكل إيجابي مع أنشطة إنزيمات مضادات الأكسدة ، مما يعني أن التعرض للزرنيخ قلل من أنشطة إنزيمات مضادات الأكسدة عن طريق تثبيط تعبير mRNA. وبالمثل تم الإبلاغ عن ارتباطات بين أنشطة إنزيمات مضادات الأكسدة والتعبير الجيني في الكبد والكلى للدجاج البياض بعد التعرض للزئبق. ومع ذلك ، فإن مكملات الزرنيخ الغذائية لم تؤثر على تعبير MnSOD فيالكلى.قد يكون هذا بسبب احتواء SOD على العديد من الإنزيمات المتشابهة ، ولا يتأثر نشاطها بجين MnSOD. يلعب Nrf2 دورًا حيويًا في نظام الدفاع ضد الإجهاد التأكسدي. في ظل الظروف القاعدية ، يرتبط Nrf2 بـ Keap1 في السيتوبلازم. بمجرد أن يكون مستوى ROS داخل الخلايا مرتفعًا بما يكفي لتعديل مجموعات الثيول التفاعلية لـ Keap1 ، ينتقل Nrf2 بسهولة أكبر إلى النواة ، حيث يؤدي إلى تهيج المستجيب لمضادات الأكسدة

عنصر ثم ينشط جينات الحماية النهائية (Sinha et al. ، 2013). في هذه الدراسة ، وجدنا أن التعرض للزرنيخ قلل بشكل كبير من التعبير الجيني Nrf2 والتعبير عن إنزيمات مضادات الأكسدة في اتجاه مجرى النهر. يشير تقليل تنظيم Nrf2 وجينات الإنزيم المضاد للأكسدة المصب بعد التعرض للزرنيخ إلى أن الزرنيخ يثبط التعبير عن جينات إنزيم مضادات الأكسدة عن طريق تثبيط التعبير الجيني Nrf2 في الكبد والكلى. بالإضافة إلى ذلك ، كان تعزيز تعبير Keap1gene مرتبطًا سلبًا مع Nrf2 والتعبير الجيني للإنزيم المضاد للأكسدة ، مما يعني أن تنظيم السيتوبلازم Keap1 يعزز انتقال Nrf2 من السيتوبلازم إلى النواة (Kensler et al. ، 2007). أفادت دراسة مماثلة أن مسار Nrf داخل الخلايا 2- Keap1 معطل استجابةً للتعرض للزرنيخ (Janasik et al. ، 2018). ومع ذلك ، أفادت دراسة سابقة أيضًا أن التعرض للزرنيخ يعزز مسار Nrf 2- Keap1 للحماية من الضرر التأكسدي (Massrieh et al.، 2006). هذه النتائج لا تتعارض مع هذه الدراسة. في المراحل المبكرة من الإجهاد التأكسدي ، قد يتم تنشيط التأثيرات الوقائية لـ Nrf 2- Keap1 لمنع الإجهاد التأكسدي. ومع ذلك ، فإن مسار Nrf 2- Keap1 قد لا يقاوم الأضرار التأكسدية التي يسببها التعرض المستمر لجرعة عالية من الزرنيخ (Kensler et al. ، 2007). بعد ذلك ، قد يتم تثبيط مسار Nrf 2- Keap1 ، وقد يحدث تلف مؤكسد داخل الخلايا أو حتى موت الخلايا المبرمج في كبد وكلى الدجاج البياض. في ضوء النتائج الحالية ، تقدم هذه الدراسة بعض الأدلة الجديدة للدفاع عن مضادات الأكسدة الكبدية والكلوية تحت التعرض للزرنيخ في الدجاج البياض وتوضح الدور المركزي لمسار Nrf 2- Keap1 في الإجهاد التأكسدي الناجم عن الزرنيخ للمرة الأولى . باختصار ، قللت مكملات الزرنيخ الغذائية من أداء البياض وجودة بيض الدجاج البياض. حدثت أضرار نسيجية في الكبد والكلىبعد التعرض للزرنيخ الغذائي. بالإضافة إلى ذلك ، تسبب التعرض الغذائي للزرنيخ في إجهاد الكبد والكلى المؤكسد عن طريق إضعاف مسار Nrf 2- Keap1 في الدجاج البياض.