DOI: 10.32900/2312-8402-2023-129-16-25
Ключові слова: β-глюкани, окисyювальний стрес, перекисне окисyення ліпідів, Thymallus thymallus, Oncorhynchus mykiss, Coregonus lavaretus
Дієтичні β-глюкани можуть бути корисним засобом для активізації імунної системи господаря та підвищення стійкості проти вторгнення патогенів. Це спонукало нас дослідити вплив β-1,3/1,6-D-глюканів з дріжджів, доданих до кормів протягом 14-денного періоду годування, на функціонування печінки та серця, а також на окиснювальні механізми, які лежать в основі ефектів β-глюканів. Ми оцінили перекисне окиснення ліпідів у печінці та серці райдужної форелі (Oncorhynchus mykiss), європейського сига (Coregonus lavaretus) і харіуса (Thymallus thymallus) після 14-денного періоду прийому β-глюканів. У дослідах використовували 30 здорових харіусів масою 34,9 ± 1,9 г, 30 здорових райдужної форелі вагою 55,9 ± 2,1 г і 30 здорових європейських сигів масою 43,3 ± 2,7 г. Рибу годували комерційною дієтою з розрахунку 1,5% маси тіла чотири рази на день. Після акліматизації рибу розділили на шість груп. Групи годували протягом 14 днів наступним чином: контрольні групи, що складалися з харіуса (n = 15), райдужної форелі (n = 15) і сига (n = 15), отримували контрольну основну дієту, а групи, які отримували β-глюкан, годували харчовим продуктом Yestimun® у дозі 1% основного корму (з 85% β-1,3/1,6-глюканів, Leiber GmbH, Bramsche, Germany). Основний корм доповнювали 1% порошком Yestimun® (доза: 1 кг на 99 кг маси риби). Цей нерозчинний і високоочищений препарат містить природні полісахариди, β-1,3/1,6-D-глюкани, отримані з відпрацьованих пивних дріжджів (Saccharomyces cerevisiae). Клітинні стінки дріжджів зазвичай містять приблизно 30% β-глюканів. Наші результати показали, що годування низькими дозами β-глюканів викликало зниження рівня маркерів перекисного окиснення ліпідів (TBARS) у тканинах печінки та серця райдужної форелі та європейського сига. Подібним чином, 14-денне годування харіусів низькими дозами β-глюканів призвело до зниження рівня TBARS як у печінці, так і у серці. Це дослідження підтверджує, що β-глюкани є корисними для сприяння росту та посилення антиоксидантної здатності пецінки і серця райдужної форелі, європейського сига та харіуса. Дійсно, ми припускаємо, що згодовування низьких доз β-глюканів може сприяти посиленню антиоксидантної функції, особливо за рахунок зниження біомаркерів перекисного окиснення ліпідів у печінці і серці цих видів риб.
Бібліографічний список
- Ai, Q., Mai, K., Zhang, L., Tan, B., Zhang, W., Xu, W., & Li, H. (2007). Effects of dietary beta-1, 3 glucan on innate immune response of large yellow croaker, Pseudosciaena crocea. Fish & shellfish immunology, 22(4), 394–402. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2006.06.011.
- Ayala, A., Muñoz, M. F., & Argüelles, S. (2014). Lipid peroxidation: production, metabolism, and signaling mechanisms of malondialdehyde and 4-hydroxy-2-nonenal. Oxidative medicine and cellular longevity, 2014, 360438. https://doi.org/10.1155/2014/360438.
- Babincová, M., Bacová, Z., Machová, E., & Kogan, G. (2002). Antioxidant properties of carboxymethyl glucan: comparative analysis. Journal of medicinal food, 5(2), 79–83. https://doi.org/10.1089/109662002760178159.
- Babincová, M., Machová, E., & Kogan, G. (1999). Carboxymethylated glucan inhibits lipid peroxidation in liposomes. Zeitschrift fur Naturforschung. C, Journal of biosciences, 54(12), 1084–1088. https://doi.org/10.1515/znc-1999-1213.
- Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical biochemistry, 72, 248–254. https://doi.org/10.1006/abio.1976.9999.
- Bridle, A. R., Carter, C. G., Morrison, R. N., & Nowak, B. F. (2005). The effect of beta-glucan administration on macrophage respiratory burst activity and Atlantic salmon, Salmo salar, challenged with amoebic gill disease – evidence of inherent resistance. Journal of fish diseases, 28(6), 347–356. https://doi.org/10.1111/j.1365-2761.2005.00636.x.
- Cook, M. T., Hayball, P. J., Hutchinson, W., Nowak, B. F., & Hayball, J. D. (2003). Administration of a commercial immunostimulant preparation, EcoActiva as a feed supplement enhances macrophage respiratory burst and the growth rate of snapper (Pagrus auratus, Sparidae (Bloch and Schneider)) in winter. Fish & shellfish immunology, 14(4), 333–345. https://doi.org/10.1006/fsim.2002.0441.
- Dalonso, N., Goldman, G. H., & Gern, R. M. (2015). β-(1→3),(1→6)-Glucans: medicinal activities, characterization, biosynthesis and new horizons. Applied microbiology and biotechnology, 99(19), 7893–7906. https://doi.org/10.1007/s00253-015-6849-x.
- Dietrich-Muszalska, A., Olas, B., Kontek, B., & Rabe-Jabłońska, J. (2011). Beta-glucan from Saccharomyces cerevisiae reduces plasma lipid peroxidation induced by haloperidol. International journal of biological macromolecules, 49(1), 113–116. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2011.03.007.
- Douxfils, J., Fierro-Castro, C., Mandiki, S. N., Emile, W., Tort, L., & Kestemont, P. (2017). Dietary β-glucans differentially modulate immune and stress-related gene expression in lymphoid organs from healthy and Aeromonas hydrophila-infected rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Fish & shellfish immunology, 63, 285–296. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2017.02.027.
- Engstad, R. E., Robertsen, B., & Frivold, E. (1992). Yeast glucan induces increase in lysozyme and complement-mediated haemolytic activity in Atlantic salmon blood. Fish & shellfish immunology, 2, 287–297. https://doi.org/10.1016/S1050-4648(06)80033-1.
- Giese, E. C., Gascon, J., Anzelmo, G., Barbosa, A. M., da Cunha, M. A., & Dekker, R. F. (2015). Free-radical scavenging properties and antioxidant activities of botryosphaeran and some other β-D-glucans. International journal of biological macromolecules, 72, 125–130. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.07.046.
- Heras, R. L., Rodríguez-Gil, J. L., Sauto, J. S. S., Sánchez, P. S., & Catalá, M. (2018). Analysis of lipid peroxidation in animal and plant tissues as field-based biomarker in Mediterranean irrigated agroecosystems (Extremadura, Spain). Journal of environmental science and health. Part. B, Pesticides, food contaminants, and agricultural wastes, 53(9), 567–579. https://doi.org/10.1080/03601234.2018.1473962.
- Kamyshnikov, V. S. (2004). A reference book on the clinic and biochemical research and laboratory diagnostics. MEDpress-inform, Moscow.
- Liu, Y., Wu, Q., Wu, X., Algharib, S. A., Gong, F., Hu, J., Luo, W., Zhou, M., Pan, Y., Yan, Y., & Wang, Y. (2021). Structure, preparation, modification, and bioactivities of β-glucan and mannan from yeast cell wall: A review. International journal of biological macromolecules, 173, 445–456. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.01.125.
- Machuca, C., Méndez-Martínez, Y., Reyes-Becerril, M., & Angulo, C. (2022). Yeast β-Glucans as Fish Immunomodulators: A Review. Animals: an open access journal from MDPI, 12(16), 2154. https://doi.org/10.3390/ani12162154.
- Meena, D. K., Das, P., Kumar, S., Mandal, S. C., Prusty, A. K., Singh, S. K., Akhtar, M. S., Behera, B. K., Kumar, K., Pal, A. K., & Mukherjee, S. C. (2013). Beta-glucan: an ideal immunostimulant in aquaculture (a review). Fish physiology and biochemistry, 39(3), 431–457. https://doi.org/10.1007/s10695-012-9710-5.
- Misra, C. K., Das, B. K., Mukherjee, S. C., & Pattnaik, P. (2006). Effect of multiple injections of beta-glucan on non-specific immune response and disease resistance in Labeo rohita Fish & shellfish immunology, 20(3), 305–319. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2005.05.007.
- Murphy, E. A., Davis, J. M., & Carmichael, M. D. (2010). Immune modulating effects of β-glucan. Current opinion in clinical nutrition and metabolic care, 13(6), 656–661. https://doi.org/10.1097/MCO.0b013e32833f1afb.
- Nakashima, A., Yamada, K., Iwata, O., Sugimoto, R., Atsuji, K., Ogawa, T., Ishibashi-Ohgo, N., & Suzuki, K. (2018). β-Glucan in Foods and Its Physiological Functions. Journal of nutritional science and vitaminology, 64(1), 8–17. https://doi.org/10.3177/jnsv.64.8.
- Petit, J., & Wiegertjes, G. F. (2016). Long-lived effects of administering β-glucans: Indications for trained immunity in fish. Developmental and comparative immunology, 64, 93–102. https://doi.org/10.1016/j.dci.2016.03.003.
- Reis, B., Gonçalves, A. T., Santos, P., Sardinha, M., Conceição, L. E. C., Serradeiro, R., Pérez-Sánchez, J., Calduch-Giner, J., Schmid-Staiger, U., Frick, K., Dias, J., & Costas, B. (2021). Immune Status and Hepatic Antioxidant Capacity of Gilthead Seabream Sparus aurata Juveniles Fed Yeast and Microalga Derived β-glucans. Marine drugs, 19(12), 653. https://doi.org/10.3390/md19120653.
- Salah, A. S., El Nahas, A. F., & Mahmoud, S. (2017). Modulatory effect of different doses of β-1,3/1,6-glucan on the expression of antioxidant, inflammatory, stress and immune-related genes of Oreochromis niloticus challenged with Streptococcus iniae. Fish & shellfish immunology, 70, 204–213. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2017.09.008.
- Schronerová, K., Babincová, M., Machová, E., & Kogan, G. (2007). Carboxymethylated (1->3)-beta-D-glucan protects liposomes against ultraviolet light-induced lipid peroxidation. Journal of medicinal food, 10(1), 189–193. https://doi.org/10.1089/jmf.2006.260.
- Soltanian, S., Adloo, M. N., Hafeziyeh, M., & Ghadimi, N. (2014). Effect of β-Glucan on cold-stress resistance of striped catfish, Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage, 1878). Veterinární Medicína, 59(9), 440–446. https://doi.org/10.17221/7684-VETMED.
- Song, L., Zhou, Y., Ni, S., Wang, X., Yuan, J., Zhang, Y., & Zhang, S. (2020). Dietary Intake of β-Glucans Can Prolong Lifespan and Exert an Antioxidant Action on Aged Fish Nothobranchius guentheri. Rejuvenation research, 23(4), 293–301. https://doi.org/10.1089/rej.2019.2223.
- Stier, H., Ebbeskotte, V., & Gruenwald, J. (2014). Immune-modulatory effects of dietary Yeast Beta-1,3/1,6-D-glucan. Nutrition journal, 13, 38. https://doi.org/10.1186/1475-2891-13-38.
- Swennen, K., Courtin, C. M., & Delcour, J. A. (2006). Non-digestible oligosaccharides with prebiotic properties. Critical reviews in food science and nutrition, 46(6), 459–471. https://doi.org/10.1080/10408390500215746.
- Tokunaka, K., Ohno, N., Adachi, Y., Tanaka, S., Tamura, H., & Yadomae, T. (2000). Immunopharmacological and immunotoxicological activities of a water-soluble (1–>3)-beta-D-glucan, CSBG from Candida International journal of immunopharmacology, 22(5), 383–394. https://doi.org/10.1016/s0192-0561(99)00093-4.
- Volman, J. J., Ramakers, J. D., & Plat, J. (2008). Dietary modulation of immune function by beta-glucans. Physiology & behavior, 94(2), 276–284. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2007.11.045.
- Zar, J. H. (1999). Biostatistical Analysis. 4th, Prentice Hall Inc., New Jersey.
- Zeng, L., Wang, Y. H., Ai, C. X., & Zhang, J. S. (2018). Differential effects of β-glucan on oxidative stress, inflammation and copper transport in two intestinal regions of large yellow croaker Larimichthys crocea under acute copper stress. Ecotoxicology and environmental safety, 165, 78–87. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.08.098.