PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2016 | 20 |

Tytuł artykułu

Muscle biochemistry in rainbow trout Oncorhynchus mykiss following Yersinia ruckeri vaccination

Treść / Zawartość

Warianty tytułu

PL
Zmiany biochemiczne w mięśniach pstrąga tęczowego (Oncorhynchus mykiss) immunizowanego przeciwko Yersinia ruckeri

Języki publikacji

EN

Abstrakty

EN
Vaccination of rainbow trout against Yersiniosis confers a high degree of protection to the fish (Raida et al. 2011). On the other hand, vaccination could alter metabolitic reactions in organisms. Therefore, exploring the effects of vaccination against Y. ruckeri on health condition of trout in general, and oxidative stress biomarkers and biochemical alterations in different tissues specifically, would be valuable. This prompted us to investigate theeffects of vaccination against Y. ruckeri on muscle function, and the oxidative mechanism underlying those effects, by detecting relevant lipid peroxidation (2-thiobarbituric acid reactive substances, TBARS) and protein oxidation biomarkers (aldehydic derivatives and ketonic derivatives) as well as biochemical alterations (aminotransferases and lactate dehydrogenase activity, lactate and pyruvate levels) in rainbow trout Oncorhynchus mykiss following Y. ruckeri vaccination at first month after oral immunization. Concentrated vaccine with inactivated by formalin Y. ruckeri strains was enclosed by fish feed, and was administered three times every other day. Rainbow trout from each group were euthanized 30 days after the immunization, and then muscle tissue were sampled for analysis. The TBARS level in the muscle tissue of vaccinated group was at same level compared to unhandled group. The ketonic derivatives of oxidatively modified proteins in the trout following Y. ruckeri vaccination at first month after immunization were significantly increased compared to the level in the controls, while the aldehydic derivatives of oxidatively modified proteins were non-significantly increased. Pyruvate level was increased by 47% (p = 0.013) in vaccinated trout compared to values of untreated fish. Lactate level, aminotransferases and lactate dehydrogenase activities were nonsignificantly altered in vaccinated trout. Our results suggest that vaccination could promote the activation of the gluconeogenic substrate-providing enzymes, as well as substrates for aerobic metabolism that might in turn contribute to increase of oxidatively modified proteins. The oxidative stress biomarkers, i.e. content of oxidative protein damage, as well as biochemical enzymes and substrates were sensitive to vaccination of trout against Y. ruckeri and may potentially be used as biomarkers in evaluating vaccine toxicity in rainbow trout. From a practical point of view, the results may be useful in relation to studies of infections and the development, administration and uptake of new vaccines applicable for large amounts of fish.
PL
Ciągłe ulepszanie i wprowadzanie nowych, cechujących się wysoką skutecznością, metod ochrony zdrowia ryb to podstawowe czynniki, decydujące o ekonomicznych efektach oraz postępie w chowie i hodowli ryb. Duże znaczenie mają metody ochrony zdrowia tarlaków, których kondycyja oraz stan zdrowia mają znaczący wpływ na uzyskanie od nich zdrowego potomstwa. Celem badań była analiza mechanizmów kształtowania się reakcji odpornościowych ryb przez ocenę stężenia markerów stresu oksydacyjnego (produkty reagujące z kwasem 2-tiobarbiturowym, aldehydowe i ketonowe pochodne oksydacyjnej modyfikacji białek) i przemian metabolicznych (aktywność aminotransferaz alaninowej i asparaginianowej, dehydrogenazy mleczanowej, stężenie mleczanu i pirogronianu) w tkance mięśniowej młodocianych osobników pstrąga tęczowego, które to mechanizmy decydują o efektywności stosowania szczepionki przeciwko Yersinia ruckeri w pierwszym miesiącu po immunizacji doustnej. Ryby zostały podzielone na dwie grupy doświadczalne. Pierwszą z nich karmiono paszą bez dodatków i konserwantów (firma „Bestfeed”), drugą paszą z inaktywowanymi antygenami Y. ruckeri podawaną 3 razy co drugi dzień, a w pozostałe dni podawano paszę kontrolną. Po pierwszym miesiącu od zakończenia immunizacji szczepionką przeciwko Y. ruckeri z grup kontrolnej i doświadczalnej pobrano ryby do badań. Szczepionka zawierała trzy szczepy Y. ruckeri pochodzące z pstrągów tęczowych hodowanych na różnych farmach, gdzie ryby wykazywały kliniczne objawy jersiniozy. Wyizolowane bakterie należały do serotypu O1. Po określeniu opcjonalnych warunków szczepień (dawki antygenów, czasu ekspozycji ryb), młodociane osobniki pstrąga tęczowego karmiono paszą z inaktywowanymi antygenami Y. ruckeri. Zaobserwowano statystycznie istotne zwiększenie poziomu ketonowych pochodnych oksydacyjnie zmodyfikowanych białek między średnimi w grupach immunizowanej i kontrolnej po upływie pierwszego miesiąca po szczepieniu. Aktywacja proteolitycznej degradacji zmodyfikowanych reszt aminokwasowych może być jedną z przyczyn aktywacji metabolizmu pirogronianu w wyniku adaptacji do immunizacji. Korelacyjne zależności między stężeniem markerów stresu oksydacyjnego oraz metabolitami w tkance mięśniowej pstrąga tęczowego immunizowanego szczepionką przeciwko Y. ruckeri w pierwszym miesiącu po szczepieniu potwierdzają ważną rolę metabolitów i enzymów przemian energetycznych w przebiegu stresu oksydacyjnego spowodowanego immunizacją pstrąga tęczowego przeciwko Y. ruckeri. Wyniki badań wykazały, że szczepionka skierowana przeciwko jersiniozie nie wywiera negatywnego wpływu na kondycję i zdrowie ryb. W układach doświadczalnych nie zarejestrowano jakichkolwiek zmian o charakterze klinicznym u osobników poddanych wakcynacji, co jest dowodem na to, że szczepionka nie jest toksyczna.

Wydawca

-

Rocznik

Tom

20

Opis fizyczny

p.137-159,fig.,ref.

Twórcy

autor
  • Department of Zoology and Animal Physiology, Institute of Biology and Environmental Protection, Pomeranian University in Slupsk, Arciszewskiego 22B, 76-200 Slupsk, Poland
  • Department of Salmonid Research, Stanisław Sakowicz Inland Fisheries Institute, 83-330 Zukowo, Poland
autor
  • Department of Fish Diseases, National Veterinary Research Institute, Aleja Partyzantow 57, 24-100 Pulawy, Poland

Bibliografia

  • Banaee M., Sureda A., Mirvaghefi A.R, Ahmadi K., 2011. Effects of diazinon on biochemical parameters of blood in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Pest. Biochem. Physiol., 99, 1-6.
  • Barnes A.C., 2011. Enteric Redmouth Disease (ERM) (Yersinia ruckeri). In: Fish Diseases and Disorders. Vol. 3: Viral, Bacterial and Fungal Infections. (Eds) P.T.K. Woo and D.W. Bruno, 2nd ed., MPG Books Group, Preston, UK, 484-511.
  • Bradford M.M., 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem., 72, 248-254.
  • Busch R.A., 1978. Enteric Red Mouth disease (Hagerman strain). Mar. Fish. Rev., 40, 42-51.
  • Busch R.A., 1982. Enteric Redmouth Disease (Yersinia ruckeri). In: Antigens of Fish Pathogens. (Eds) D.P. Anderson, M. Dorson and P. Dubourget, Marcel Merieux, Lyons, 201-233.
  • Chettri J.K., Raida M.K., Kania P.W., Buchmann K., 2012. Differential immune response of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) at early developmental stages (larvae and fry) against the bacterial pathogen Yersinia ruckeri. Dev. Comp. Immunol., 36(2), 463-474.
  • Cipriano R.C., Schill W.B., Pyle S.W., Horner R., 1986. An epizootic in chinook Salmon (Oncorhynchus tshawytscha) caused by a sorbitol-positive serovar-2 strain of Yersinia ruckeri. J. Wildlife Dis., 22(4), 488-492.
  • Cossarini-Dunier M., 1986. Protection against enteric redmouth disease in rainbow-trout, Salmo gairdneri Richardson, after vaccination with Yersinia ruckeri bacterin. J. Fish Dis., 9(1), 27-33.
  • Davidson G.A., Ellis A.E., Secombes C.J., 1993. Route of immunization influences the generation of antibody secreting cells in the gut of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Dev. Comp. Immunol., 17(4), 373-376.
  • Dubinina E.E., Burmistrov S.O., Khodov D.A., Porotov I.G., 1995. Okislitelnaya modifikaciya belkov syvorotki krovi cheloveka, metod opredeleniya. Voprosy medicinskoy khimii. (Oxidative modification of human serum proteins. A method of determining it) Vopr. Med. Khim., 41, 24-26, (in Russian).
  • Evenhuis J.P., Cleveland B.M., 2012. Modulation of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) intestinal immune gene expression following bacterial challenge. Vet. Immunol. Immunopathol., 146(1), 8-17.
  • Fuglem B., Jirillo E., Bjerkås I., Kiyono H., Nochi T., Yuki Y., Raida M., Fischer U., Koppang E.O., 2010. Antigen-sampling cells in the salmonid intestinal epithelium. Dev. Comp. Immunol., 34(7), 768-774.
  • Fuhrmann H., Bohm K.H., Schlotfeldt H.J., 1983. An outbreak of enteric redmouth disease in West Germany. J. Fish Dis., 6, 309-311.
  • Fuhrmann H., Bohm K.H., Schlotfeldt H.J., 1984. On the importance of enteric bacteria in the bacteriology of freshwater fish. Bull. Eur. Assoc. Fish Pathol., 4(3), 42-46.
  • Georgopoulou U., Vernier J.M., 1986. Local immunological response in the posterior intestinal segment of the rainbow trout after oral administration of macromolecules. Dev. Comp. Immunol., 10(4), 529-537.
  • Ghosh B., Nguyen T.D., Crosbie P.B., Nowak B.F., Bridle A.R., 2016. Oral vaccination of first-feeding Atlantic salmon, Salmo salar L., confers greater protection against yersiniosis than immersion vaccination. Vaccine, 34(5), 599-608.
  • Harun N.O., Wang T., Secombes C.J., 2011. Gene expression profiling in naïve and vaccinated rainbow trout after Yersinia ruckeri infection: insights into the mechanisms of protection seen in vaccinated fish. Vaccine, 29(26), 4388-4399.
  • Herasimov I., Plaksina O., 2000. Nefermentatyvne vyznachennya laktatu ta piruvatu v odniy probi krovi. (Non-enzymatic determination of lactate and pyruvate concentrations in blood sample). Labor. Diagn., 2, 46-48, (in Ukrainian).
  • Iwama G.K., 1998. Stress in fish. Ann. N Y Acad. Sci., 851, 304-310.
  • Kamyshnikov V.S., 2004. Spravochnik po kliniko-biochimicheskim issledovaniyam i laboratornoy diagnostike. (Reference book on clinic and biochemical researches and laboratory diagnostics). MED press-inform, Moscow, (in Russian).
  • Khimmakthong U., Deshmukh S., Chettri J.K., Bojesen A.M., Kania P.W., Dalsgaard I., Buchmann K., 2013. Tissue specific uptake of inactivated and live Yersinia ruckeri in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): visualization by immunohistochemistry and in situ hybridization. Microb. Pathog., 59-60, 33-41.
  • Korbut R., Mehrdana F., Kania P.W., Larsen M.H., Frees D., Dalsgaard I., Jørgensen L., 2016. Antigen Uptake during Different Life Stages of Zebrafish (Danio rerio) Using a GFP-Tagged Yersinia ruckeri. PLoS One, 11(7), e0158968.
  • Kumar G., Menanteau-Ledouble S., Saleh M., El-Matbouli M., 2015. Yersinia ruckeri, the causative agent of enteric redmouth disease in fish. Vet Res., 46, 103.
  • Levine R.L., Garland D., Oliver C.N., Amici A., Climent I., Lenz A.-G., Ahn B.-W., Shaltiel S., Stadtman E.R., 1990. Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins. Methods Enzymol., 186, 465-478.
  • Lushchak V.I., 2011. Environmentally induced oxidative stress in aquatic animals. Aquat. Toxicol., 101(1), 13-30.
  • Muthappa N.A., Gupta S., Yengkokpam S., Debnath D., Kumar N., Pal A.K., Jadhao S.B., 2014. Lipotropes promote immunobiochemical plasticity and protect fish against lowdose pesticide-induced oxidative stress. Cell Stress Chaperones, 19(1), 61-81.
  • Ormsby M.J., Caws T., Burchmore R., Wallis T., Verner-Jeffreys D.W., Davies R.L., 2016. Yersinia ruckeri Isolates Recovered from Diseased Atlantic Salmon (Salmo salar) in Scotland Are More Diverse than Those from Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) and Represent Distinct Subpopulations. Appl. Environ. Microbiol., 82(19), 5785-5794.
  • Paiva C.N., Bozza M.T., 2014. Are reactive oxygen species always detrimental to pathogens? Antioxid. Redox Signal., 20(6), 1000-1037.
  • Pickering A.D., Pottinger T.G., 1987. Crowding causes prolonged leukopenia in Salmonid fish, despite interrenal acclimation. J. Fish Biol., 30(6), 701-712.
  • Raida M.K., Buchmann K., 2007. Temperature-dependent expression of immune-relevant genes in rainbow trout following Yersinia ruckeri vaccination. Dis. Aquat. Organ., 77(1), 41-52.
  • Raida M.K., Buchmann K., 2008. Bath vaccination of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) against Yersinia ruckeri: effects of temperature on protection and gene expression. Vaccine, 26(8), 1050-1062.
  • Raida M.K., Nylén J., Holten-Andersen L., Buchmann K., 2011. Association between plasma antibody response and protection in rainbow trout Oncorhynchus mykiss immersion vaccinated against Yersinia ruckeri. PLoS One, 6(6), e18832.
  • Reitman S., Frankel S., 1957. A colorimetric method for determination of serum oxaloacetic and glutamic pyruvic transaminases. Am. J. Clin. Pathology, 28, 56-63.
  • Santos N.M.S. dos, Taverne-Thiele J.J., Barnes A.C., Muiswinkel W.B. van, Ellis A.E., Rombout J., 2001. The gill is a major organ for antibody secreting cell production following direct immersion of sea bass (Dicentrarchus labrax, L.) in a Photobacterium damselae ssp. piscicida bacterin: an ontogenetic study. Fish and Shellfish Immun., 11(1), 65-74.
  • Sevela M., Tovarek J., 1959. A method for estimation of lactic dehydrogenase in body liquids. J. Czech Physiol., 98, 844-848.
  • Tkachenko H., Grudniewska J., Pękala A., Paździor E., 2016a. Effects of vaccination against Yersinia ruckeri on oxidative stress biomarkers and liver and heart biochemistry in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Arch. Pol. Fish., 24, 33-46, doi:10.1515/aopf-2016-0004.
  • Tkachenko H., Grudniewska J., Pękala A., Terech-Majewska E., 2016b. Oxidative stress and antioxidant defence markers in muscle tissue of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) after vaccination against Yersinia ruckeri. J. Vet. Res., 60, 25-33, doi:10.1515/jvetres-2016-0005.
  • Tkachenko H., Komorowski I., Grudniewska J., Kurhaluk N., 2015. Przemiany metaboliczne w wątrobie pstrąga tęczowego (Oncorhynchus mykiss Walbaum) immunizowanego szczepionką przeciwko Yersinia ruckeri. (Metabolism in the liver of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss, Walbaum) immunized with a vaccine against Yersinia ruckeri). Słupskie Pr. Biol., 12, 367-391.
  • Torroba M., Anderson D.P., Dixon O.W., Casares F., Varas A., Alonso L., Gómez del Moral M., Zapata A.G., 1993. In vitro antigen trapping by gill cells of the rainbow trout: an immunohistochemical study. Histol. Histopathol., 8(2), 363-367.
  • Valavanidis A., Vlahogianni T., Dassenakis M., Scoullos M., 2006. Molecular biomarkers of oxidative stress in aquatic organisms in relation to toxic environmental pollutants. Ecotoxicol. Environ. Saf., 64(2), 178-189.
  • Villumsen K.R., Neumann L., Ohtani M., Strøm H.K., Raida M.K., 2014. Oral and anal vaccination confers full protection against enteric redmouth disease (ERM) in rainbow trout. PLoS One, 9(4), e93845.
  • Welch T.J., LaPatra S., 2016. Yersinia ruckeri lipopolysaccharide is necessary and sufficient for eliciting a protective immune response in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss, Walbaum). Fish Shellfish Immunol., 49, 420-426.
  • Wiens G.D., Vallejo R.L., 2010. Temporal and pathogen-load dependent changes in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) immune response traits following challenge with biotype 2 Yersinia ruckeri. Fish Shellfish Immunol., 29(4), 639-647.
  • Wobeser G., 1973 Outbreak of redmouth disease in rainbow trout (Salmogairdneri) in Saskatchewan. J. Fish. Res. Board of Canada, 30(4), 571-575.
  • Zar J.H., 1999. Biostatistical Analysis. 4th ed., Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.agro-567d4735-1bd8-43e1-b740-da820a4440b2
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.