Published June 30, 2022 | Version v1
Publication Open

Dietary Supplementation of Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) With Panax ginseng Essential Oil: Positive Impact on Animal Health and Productive Performance, and Mitigating Effects on Atrazine- Induced Toxicity

Creators

  • 1. Zagazig University
  • 2. Polytechnic University of Bari
  • 3. University of Bari Aldo Moro
  • 4. Università di Camerino
  • 5. Alexandria University

Description

The present study assessed the impact of Panax ginseng essential oil (GEO) supplementation on physiological parameters related to productive performance and health status in Nile tilapia reared under standard conditions and exposed to a sub-lethal atrazine (ATZ) concentration. Fish were allocated into 6 groups: the control group was reared in clean water and fed with a commercial basal diet (CNT), two groups were fed with the basal diet supplemented with two different levels of GEO (GEO1 and GEO2, respectively), one group was intoxicated with 1/5 of ATZ 96-h lethal concentration 50 (1.39 mg/L) (ATZ group), and the remaining two groups were fed with the GEO-supplemented diets and concurrently exposed to 1.39 mg ATZ/L (GEO1+ATZ and GEO2+ATZ, respectively). The experiment lasted for 60 days. GEO supplementation exerted a significantly positive influence on fish growth, feed utilization, and hepatic antioxidant defense systems at both levels of supplementation. ATZ exposure significantly reduced fish survival rates and impaired fish growth and feed utilization, with the lowest final weights, weight gain, total feed intake, and the highest feed conversion ratio being recorded in the ATZ-intoxicated group. ATZ exposure caused significant changes in intestinal digestive enzyme activity (decreased lipase activity), hematological indices (decreased hemoglobin, packed cell volume, erythrocytes, and leukocytes), blood biochemical variables (decreased total proteins, albumin, globulins, and immunoglobulin M; increased total cholesterol, triglycerides, and cortisol), and hepatic oxidative/antioxidant indices (decreased glutathione level, superoxide dismutase and catalase enzyme activity and mRNA expression levels, and increased malondialdehyde content). Moreover, in the hepatic tissue of ATZ-intoxicated Nile tilapia, histopathological alterations and upregulated mRNA expression levels of stress- and apoptosis-related genes ( Hsp70 , caspase 3 , and p53) were observed. GEO supplementation in ATZ-treated groups significantly attenuated the aforementioned negative effects, though some parameters did not reach the CNT values. These findings provide further and partly new evidence that sub-lethal ATZ toxicity induces reduced survivability, growth retardation, impaired digestive function, anemia, immunosuppression, hepatic oxidative stress damage, and overall increased stress level in Nile tilapia, and suggest that GEO supplementation may be useful for mitigating this toxicity and provide more general support to the productive performance and health status of this fish species.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

قيمت هذه الدراسة تأثير مكملات زيت الجينسنغ الأساسي (GEO) من باناكس على المعلمات الفسيولوجية المتعلقة بالأداء الإنتاجي والحالة الصحية في بلطي النيل الذي يتم تربيته في ظل ظروف قياسية ويتعرض لتركيز الأترازين شبه المميت (ATZ). تم توزيع الأسماك إلى 6 مجموعات: تم تربية المجموعة الضابطة في مياه نظيفة وتغذيتها بنظام غذائي قاعدي تجاري (CNT)، وتم تغذية مجموعتين بالحمية القاعدية المكملة بمستويين مختلفين من توقعات البيئة العالمية (GEO1 و GeO2، على التوالي)، وتم تسمم مجموعة واحدة بخمس تركيز مميت من ATZ 96 ساعة 50 (1.39 مجم/لتر) (مجموعة ATZ)، وتم تغذية المجموعتين المتبقيتين بالوجبات الغذائية المكملة من GEO وتعرضتا في الوقت نفسه لـ 1.39 مجم من توقعات البيئة العالمية/لتر (GEO1 +ATZ و GEO2 +ATZ، على التوالي). استمرت التجربة لمدة 60 يومًا. كان للمكملات الجغرافية تأثير إيجابي كبير على نمو الأسماك، واستخدام الأعلاف، وأنظمة الدفاع المضادة للأكسدة الكبدية على كلا المستويين من المكملات. قلل التعرض لـ ATZ بشكل كبير من معدلات بقاء الأسماك وضعف نمو الأسماك واستخدام الأعلاف، مع تسجيل أدنى الأوزان النهائية، وزيادة الوزن، وإجمالي تناول الأعلاف، وأعلى نسبة تحويل للأعلاف في مجموعة ATZ غير السامة. تسبب التعرض لـ ATZ في تغييرات كبيرة في نشاط إنزيم الجهاز الهضمي المعوي (انخفاض نشاط الليباز)، ومؤشرات الدم (انخفاض الهيموغلوبين، وحجم الخلايا المعبأة، وخلايا الدم الحمراء، والكريات البيض)، والمتغيرات البيوكيميائية في الدم (انخفاض البروتينات الكلية، والألبومين، والجلوبيولين، والغلوبولين المناعي M ؛ وزيادة الكوليسترول الكلي، والدهون الثلاثية، والكورتيزول)، ومؤشرات الأكسدة/مضادات الأكسدة الكبدية (انخفاض مستوى الجلوتاثيون، وفوق أكسيد ديسموتاز، ونشاط إنزيم الكاتالاز ومستويات تعبير mRNA، وزيادة محتوى المالونديالديهايد). علاوة على ذلك، في الأنسجة الكبدية للبلطي النيلي المسكر ATZ، لوحظت تغيرات في الأنسجة المرضية ومستويات تعبير mRNA المنتظمة للجينات المرتبطة بالإجهاد والاستماتة (Hsp70 و caspase 3 و p53). خففت المكملات الجغرافية في المجموعات المعالجة في المنطقة العازلة للمعالجة بشكل كبير من الآثار السلبية المذكورة أعلاه، على الرغم من أن بعض المعلمات لم تصل إلى قيم CNT. توفر هذه النتائج أدلة إضافية وجديدة جزئيًا على أن سمية ATZ شبه المميتة تؤدي إلى انخفاض القدرة على البقاء على قيد الحياة، وتأخر النمو، وضعف وظيفة الجهاز الهضمي، وفقر الدم، وكبت المناعة، وتلف الإجهاد التأكسدي الكبدي، وزيادة مستوى الإجهاد بشكل عام في بلطي النيل، وتشير إلى أن مكملات GEO قد تكون مفيدة للتخفيف من هذه السمية وتوفير دعم أكثر عمومية للأداء الإنتاجي والحالة الصحية لهذا النوع من الأسماك.

Translated Description (French)

La présente étude a évalué l'impact de la supplémentation en huile essentielle de ginseng Panax (GEO) sur les paramètres physiologiques liés à la performance productive et à l'état de santé chez le tilapia du Nil élevé dans des conditions standard et exposé à une concentration d'atrazine sublétale (ATZ). Les poissons ont été répartis en 6 groupes : le groupe témoin a été élevé dans de l'eau propre et nourri avec un régime basal commercial (CNT), deux groupes ont été nourris avec le régime basal supplémenté avec deux niveaux différents de GEO (GEO1 et GEO2, respectivement), un groupe a été intoxiqué avec 1/5 de concentration létale ATZ 96 h 50 (1,39 mg/L) (groupe ATZ), et les deux groupes restants ont été nourris avec les régimes supplémentés en GEO et exposés simultanément à 1,39 mg ATZ/L (GEO1+ATZ et GEO2+ATZ, respectivement). L'expérience a duré 60 jours. La supplémentation GÉOGRAPHIQUE a exercé une influence positive significative sur la croissance des poissons, l'utilisation des aliments et les systèmes de défense antioxydants hépatiques aux deux niveaux de supplémentation. L'exposition à la ZTA a considérablement réduit les taux de survie des poissons et a nui à la croissance des poissons et à l'utilisation des aliments, les poids finaux les plus bas, le gain de poids, la consommation totale d'aliments et le taux de conversion des aliments le plus élevé étant enregistrés dans le groupe intoxiqué par la ZTA. L'exposition à l'ATZ a provoqué des changements significatifs de l'activité enzymatique digestive intestinale (diminution de l'activité lipasique), des indices hématologiques (diminution de l'hémoglobine, du volume cellulaire, des érythrocytes et des leucocytes), des variables biochimiques sanguines (diminution des protéines totales, de l'albumine, des globulines et de l'immunoglobuline M ; augmentation du cholestérol total, des triglycérides et du cortisol) et des indices oxydatifs/antioxydants hépatiques (diminution du taux de glutathion, de l'activité enzymatique de la superoxyde dismutase et de la catalase et des taux d'expression de l'ARNm, et augmentation de la teneur en malondialdéhyde). De plus, dans le tissu hépatique du tilapia du Nil intoxiqué par l'ATZ, des altérations histopathologiques et des niveaux d'expression d'ARNm régulés à la hausse des gènes liés au stress et à l'apoptose ( Hsp70 , caspase 3 et p53) ont été observés. La supplémentation en GÉO dans les groupes traités par ATZ a considérablement atténué les effets négatifs susmentionnés, bien que certains paramètres n'aient pas atteint les valeurs CNT. Ces résultats fournissent des preuves supplémentaires et en partie nouvelles que la toxicité sublétale de l'ATZ induit une capacité de survie réduite, un retard de croissance, une altération de la fonction digestive, une anémie, une immunosuppression, des dommages au stress oxydatif hépatique et un niveau de stress global accru chez le tilapia du Nil, et suggèrent que la supplémentation en GEO peut être utile pour atténuer cette toxicité et fournir un soutien plus général à la performance productive et à l'état de santé de cette espèce de poisson.

Translated Description (Spanish)

El presente estudio evaluó el impacto de la suplementación con aceite esencial de Panax ginseng (GEO) en los parámetros fisiológicos relacionados con el rendimiento productivo y el estado de salud en la tilapia del Nilo criada en condiciones estándar y expuesta a una concentración subletal de atrazina (ATZ). Los peces se asignaron en 6 grupos: el grupo de control se crió en agua limpia y se alimentó con una dieta basal comercial (CNT), dos grupos se alimentaron con la dieta basal suplementada con dos niveles diferentes de GEO (GEO1 y GEO2, respectivamente), un grupo se intoxicó con 1/5 de ATZ 96-h concentración letal 50 (1.39 mg/L) (grupo ATZ), y los dos grupos restantes se alimentaron con las dietas suplementadas con GEO y se expusieron simultáneamente a 1.39 mg ATZ/L (GEO1+ATZ y GEO2+ATZ, respectivamente). El experimento duró 60 días. La suplementación con GEO ejerció una influencia significativamente positiva en el crecimiento de los peces, la utilización de alimentos y los sistemas de defensa antioxidante hepática en ambos niveles de suplementación. La exposición a ATZ redujo significativamente las tasas de supervivencia de los peces y afectó el crecimiento de los peces y la utilización del alimento, registrándose los pesos finales más bajos, el aumento de peso, la ingesta total de alimento y la tasa de conversión de alimento más alta en el grupo intoxicado con ATZ. La exposición a ATZ causó cambios significativos en la actividad de las enzimas digestivas intestinales (disminución de la actividad de la lipasa), índices hematológicos (disminución de la hemoglobina, volumen celular empaquetado, eritrocitos y leucocitos), variables bioquímicas sanguíneas (disminución de las proteínas totales, albúmina, globulinas e inmunoglobulina M; aumento del colesterol total, triglicéridos y cortisol) e índices oxidativos/antioxidantes hepáticos (disminución del nivel de glutatión, actividad enzimática de superóxido dismutasa y catalasa y niveles de expresión de ARNm, y aumento del contenido de malondialdehído). Además, en el tejido hepático de la tilapia del Nilo intoxicada con ATZ, se observaron alteraciones histopatológicas y niveles de expresión de ARNm regulados al alza de genes relacionados con el estrés y la apoptosis ( Hsp70 , caspasa 3 y p53). La suplementación con GEO en los grupos tratados con ATZ atenuó significativamente los efectos negativos mencionados anteriormente, aunque algunos parámetros no alcanzaron los valores de CNT. Estos hallazgos proporcionan evidencia adicional y parcialmente nueva de que la toxicidad subletal de las ATZ induce una capacidad de supervivencia reducida, retraso del crecimiento, función digestiva deteriorada, anemia, inmunosupresión, daño por estrés oxidativo hepático y un aumento general del nivel de estrés en la tilapia del Nilo, y sugieren que la suplementación con GEO puede ser útil para mitigar esta toxicidad y proporcionar un apoyo más general al rendimiento productivo y al estado de salud de esta especie de peces.

Files

pdf.pdf

Files (4.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3557b75029c991ca132eac1d73f9af0e
4.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
المكملات الغذائية لبلطي النيل (Oreochromis niloticus) مع زيت باناكس الجينسنغ الأساسي: التأثير الإيجابي على صحة الحيوان والأداء الإنتاجي، وتأثيرات التخفيف على السمية المستحثة بالأترازين
Translated title (French)
Supplémentation alimentaire du tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) avec de l'huile essentielle de Panax ginseng : impact positif sur la santé animale et les performances productives, et atténuation des effets sur la toxicité induite par l'atrazine
Translated title (Spanish)
Suplementación dietética de tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) con aceite esencial de Panax ginseng: impacto positivo en la salud animal y el rendimiento productivo, y efectos mitigantes sobre la toxicidad inducida por la atrazina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4283763864
DOI
10.3389/fmars.2022.920057

Is supplement to
https://openalex.org/W4312962213 (Other)
https://openalex.org/W2979677311 (Other)
https://openalex.org/W2770298666 (Other)
https://openalex.org/W2601053396 (Other)
https://openalex.org/W2596476811 (Other)
https://openalex.org/W2189134569 (Other)
https://openalex.org/W2097855679 (Other)
https://openalex.org/W2096047933 (Other)
https://openalex.org/W2051054928 (Other)
https://openalex.org/W1903467096 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1551392207
  • https://openalex.org/W1552325619
  • https://openalex.org/W1792317929
  • https://openalex.org/W191793640
  • https://openalex.org/W1964666593
  • https://openalex.org/W1973639128
  • https://openalex.org/W1973788312
  • https://openalex.org/W1975967482
  • https://openalex.org/W1976718090
  • https://openalex.org/W1980488703
  • https://openalex.org/W1983310681
  • https://openalex.org/W1990262672
  • https://openalex.org/W1991775006
  • https://openalex.org/W1994164512
  • https://openalex.org/W2003874924
  • https://openalex.org/W2010519814
  • https://openalex.org/W2027715560
  • https://openalex.org/W2028289253
  • https://openalex.org/W2035465200
  • https://openalex.org/W2038151543
  • https://openalex.org/W2040056200
  • https://openalex.org/W2045247091
  • https://openalex.org/W2047149444
  • https://openalex.org/W2047627893
  • https://openalex.org/W2053054955
  • https://openalex.org/W2054812204
  • https://openalex.org/W2056064761
  • https://openalex.org/W2056506782
  • https://openalex.org/W2082303245
  • https://openalex.org/W2090948464
  • https://openalex.org/W2099445531
  • https://openalex.org/W2107277218
  • https://openalex.org/W2110783781
  • https://openalex.org/W2122507547
  • https://openalex.org/W2132869299
  • https://openalex.org/W2136061619
  • https://openalex.org/W2141261198
  • https://openalex.org/W2148008017
  • https://openalex.org/W2157155711
  • https://openalex.org/W2158464982
  • https://openalex.org/W2160690890
  • https://openalex.org/W2163729283
  • https://openalex.org/W2170449464
  • https://openalex.org/W2185275963
  • https://openalex.org/W2188912896
  • https://openalex.org/W2225223504
  • https://openalex.org/W2232707876
  • https://openalex.org/W2266929960
  • https://openalex.org/W2325707043
  • https://openalex.org/W2333755468
  • https://openalex.org/W2523248169
  • https://openalex.org/W2621252298
  • https://openalex.org/W2896206719
  • https://openalex.org/W2911191658
  • https://openalex.org/W2912747534
  • https://openalex.org/W2913920573
  • https://openalex.org/W2929044766
  • https://openalex.org/W2952826858
  • https://openalex.org/W2964740399
  • https://openalex.org/W2995713531
  • https://openalex.org/W2996789606
  • https://openalex.org/W3004364052
  • https://openalex.org/W3005259884
  • https://openalex.org/W3018706255
  • https://openalex.org/W3018968992
  • https://openalex.org/W3021330056
  • https://openalex.org/W3022874605
  • https://openalex.org/W3026482015
  • https://openalex.org/W3028864759
  • https://openalex.org/W3045953872
  • https://openalex.org/W3082361270
  • https://openalex.org/W3083685563
  • https://openalex.org/W3084239229
  • https://openalex.org/W3086073840
  • https://openalex.org/W3087682158
  • https://openalex.org/W3110989061
  • https://openalex.org/W3119526140
  • https://openalex.org/W3128290990
  • https://openalex.org/W3156591880
  • https://openalex.org/W3160420925
  • https://openalex.org/W3176180285
  • https://openalex.org/W3192542089
  • https://openalex.org/W3196417080
  • https://openalex.org/W3200868358
  • https://openalex.org/W3204241203
  • https://openalex.org/W3216029665
  • https://openalex.org/W40830852
  • https://openalex.org/W4246460845
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W49470374
  • https://openalex.org/W803682140