Histopathology of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Exposed to Safflower Extract (Carthamus tinctorius)

Document Type : Aquatic Animal Health Management

Authors

1 Department of Aquaculture, Faculty of Natural Resources and Marin Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, Iran

2 Department of Aquaculture, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran

3 Inland Waters Aquatic Stocks Research Center, Iranian Fisheries Science Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Gorgan, Iran

Abstract

BACKGROUND: Safflower plant can be used in fish due to its antioxidant properties. In the present study, the side effects of intraperitoneal injection of safflower extract in rainbow trout have been investigated.
OBJECTIVES: The effect of the intraperitoneal injection of Safflower (Carthamus tinctorius) extract on Aspartate aminotransferase, Alanine aminotransferase and Alkaline phosphatase as tissue damage indicators and also the histopathologic analysis of kidney and liver tissues in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) have been investigated.
METHODS: To this end, rainbow trout with an average weight of 100 ±5 gr were supplied and intraperitoneally injected with different levels of Safflower extract. In this regard, one negative control group (with no injection), one positive control group (injected with 0.2 ml normal saline) and three treatment groups (injected with 50, 100 and 200 mg/kgbw of safflower extract, respectively) were considered. Blood samples were taken on the third, seventh and tenth days after injection, in order to isolate blood serums and analyze the ALP, ALATA and ASAT activities. Kidney and liver tissue samples were also taken on the seventh-day post injection.
RESULTS: The levels of ALP, ALATA and ASAT activities significantly increased in all treatment groups that received safflower extract compared to control groups in all samples (sig<0.05). In histological analysis typical pathologic effects were recorded in kidney and liver tissue sections.
CONCLUSIONS: Intraperitoneal injection of Safflower extract at dosages of 50-200 mg/kgbw led to damage in the liver and kidney tissues, so that the concentration of 200 mg / L had severe histological complications in these tissues. Hence some limitations must be taken into account for using this extract as immune-stimulant or vaccine adjuvant.

Keywords


مقدمه

 

برخی از گیاهان دارویی با داشتن ترکیباتی که خاصیت ضد اکسیدانی و ضد هیپوکسی دارند می‌توانند در خنثی سازی رادیکال‌های آزاد تولید شده در بدن نقش مهمی بازی کنند و از ایجاد آسیب بافتی و استرس ناشی از کاهش اکسیژن جلوگیری کنند. در عین حال در استفاده از این داروها حتما بابد جانب احتیاط رعایت شود و از عوارض احتمالی آن‌ها پیش از بکار گیری آگاهی حاصل شود. گیاه گلرنگ (C. tinctorius) گیاهی یکساله و گاهی دو ساله متعلق به خانواده Asteraceae از گیاهان دارویی سنتی با اثرات متعدد دارویی است (34). عصاره این گیاه غنی از فلاونوئیدها، آلکالوئیدها، پلی‌اتیلن‌ها، آلکان-دیول (Alkane-diol)، اسیدهای چرب، استروئید‌ها، لیگنان‌ها بوده (34) و همچنین اثرات متعدد درمانی از جمله اثرات بهبود سیستم ایمنی، ضد اکسیداسیونی قوی، اثرات ضد هیپوکسی، اثرات ضد افسردگی و ضد التهاب نیز برای آن گزارش شده است (39). در رابطه با اثرات عصاره خوراکی و تزریقی عصاره گلرنگ در موش آزمایشگاهی بررسی­های متعددی صورت گرفته است (2،21،23،36)، در رابطه با اثرات این گیاه در ماهیان بررسی­های بسیار محدودی صورت گرفته است که همگی این بررسی­ها بر روی اثرات خوراکی عصاره مذکور در برخی گونه­های بوده است (7،8،33).

برای استفاده از هر مکمل دارویی قبل از هر چیز باید از عوارض احتمالی آن آگاهی داشته باشیم، برای ارزیابی اثرات ترکیبات مختلف در ماهیان شاخص‌های فیزیولوژیکی متعددی وجود دارد، یکی از این شاخص‌ها بررسی‌های آسیب شناسی بافتی می‌باشد که به طور مستقیم ارزیابی کاملی از سلامت بافت فراهم می‌کند و منعکس کننده وضعیت سلامت موجود زنده است (27). تزریق به راحتی ماده مورد نظر را به خون وارد کرده و به سرعت به بافت‌های مختلف بدن انتقال می‌یابد، مواد وارد شده به خون در نهایت از راه کلیه دفع و یا در چرخه سم زدایی متابولولیت‌های آن خنثی شده و از راه سیستم صفراوی از بدن خارج می‌گردد، در غیر این صورت طی فرایند سم زدایی رادیکال‌های آزاد تولید شده موجب پراکسیداسیون لیپید‌های موجود در غشا سلول‌ها و همچنین اکسید کردن ماکرومولکول‌های مهم مانند پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها و DNA سبب از بین روفتن سلول‌ها و در نهایت نکروز بافتی می‌شود که در بررسی­های بافت شناسی می­توان این عوارض را شناسایی نمود (35). اگرچه بافت­های کبد و کلیه از جمله بافت­های با اهمیتی هستند که در مراحل اولیه درگیری­های دارویی و سموم دچار عوارض می­شوند اما آگاهی کمتری نسبت به سمیت این بافت­ها در رابطه با داروهای گیاهی وجود دارد (31).

در عین حال بررسی­ برخی شاخص­های سرم خون نیز در ارزیابی عملکرد فیزیولوژیکی بدن می­تواند به کار گرفته شود به عبارت دیگر ارزیابی پلاسما و سرم خون به­دلیل ارتباط گسترده در سراسر بدن با بافت­های مختلف، می­تواند به عنوان یک شاخص مفید برای سنجش وضعیت تغذیه‌ای، سلامت و یا قرار گرفتن در معرض آلاینده‌ها به­کار گرفته شود (5،18). در ارزیابی اثرات ترکیبات مختلف خوراکی و تزریقی در ماهیان، با سنجش برخی متابولیت‌های سرمی و آنزیم‌ها می­توان اثرات مثبت یا منفی ماده مورد استفاده در ماهی مورد مطالعه را شناسایی نمود (22،25). به عنوان مثال افزایش مقادیر آنزیم‌هایی مانند آلانین آمینو ترانسفراز (ALAT)، آسپارتات آمینو ترانسفراز (ASAT) و فسفاتاز قلیایی (ALP) نیز در سرم یا پلاسما با آسیب­های هپاتوسیت­های کبدی، کیسه صفرا و مجرای صفراوی در ارتباط است (22،25). با توجه به اطلاعات محدود در رابطه با اثرات عصاره گلرنگ در ماهیان و عدم وجود هیچ منبعی برای اثرات این ترکیب در ماهی قزل آلای رنگین کمان، در بررسی حاضر عوارض تزریق داخل صفاقی این عصاره در ماهی قزل الای رنگین کمان مورد بررسی قرار گرفت. هدف از این بررسی امکان سنجی به­کار گیری عصاره این گیاه بصورت تزریقی و همچنین بررسی اثرات و عوارض بافتی در دوزهای 50 تا 200 (میلی­گرم/وزن ماهی) این دارو در ماهی قزل­آلای رنگین کمان بوده است.

مواد و روش‌کار

تهیه ماهی، اداپتاسیون و استخراج عصاره: ماهی‌های قزل‌آلای‌رنگین‌کمان (O. mykiss) با میانگین وزن 5 ± 100 گرم تهیه و در طی یک هفته آداپتاسیون با غذای تجاری GFT1 شرکت فرادانه تغذیه شدند. به منظور آماده سازی عصاره تزریقی، گل‌‌های خشک شده گیاه گلرنگ تهیه و از آن عصاره اتانولی طبق روش Harikrishnan و همکاران در سال 2009 تهیه شد (12). برای تهیه سوسپانسیون تزریقی مجدد با استفاده از سرم فیزیولوژی با دمای 45 درجه سانتی­گراد عصاره حاصله به صورت محلول در دوز‌های 50، 100 و 200 میلی‌گرم به ازای هر کیلو‌گرم وزن ماهی آماده (12) و پس محاسبه دقیق عصاره­های مذکور در 2/0 سی­سی سرم فیزیولوژی (حاوی 9/0 درصد NaCl) به صورت داخل صفاقی به ماهی تزریق شد. به این منظور پس از سازگاری ماهیان با شرایط آزمایش یک سه گروه تیمار، یک گروه کنترل منفی و یک گروه کنترل مثبت در نظر گرفته شد (هر گروه در 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفتند). ماهیان گروه تیمار به ترتیب با دوزهای 50، 100 و 200 میلی‌گرم به ازای هر کیلو‌گرم وزن ماهی مورد تزریق قرار گرفتند. ماهیان گروه کنترل مثبت تنها با 2/0 سی­سی سرم فیزیولوژی به روش داخل صفاقی تزریق شدند. هیچ تزریقی در ماهیان گروه کنترل منفی صورت نگرفت.

نمونه برداری و بررسی شاخص­های بافتی و سرمی: نمونه برداری از خون ماهی‌های از طریق ساقه دمی توسط سرنگ 2 ­سی سی و یر یوزن گیج 25 برای تمامی گروه­ها در روز‌های سوم، هفتم و دهم به صورت انجام گرفت و بعد از لخته شدن در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 40 دقیقه نمونه‌ها با دور 4000 دور در دقیقه به مدت 5 دقیقه سانتریفیوژ و سرم‌ها به میکروتیوب‌های جدید منتقل شدند و تا زمان انجام آزمایش در فریزر 80- قرار گرفتند. نمونه‌های بافت کبد و کلیه نیز در روز هفتم برداشته شد و به داخل محلول فرمالین 10درصد  منتقل شدند و مجدد بعد از 12 ساعت محلول فرمالین مربوط به هر ظرف نمونه تعویض گردید. مقاطع بافتی طبق روش استاندارد تهیه شد (27). در این راستا، پس از طی مراحل آبگیری، شفاف­سازی، پارافینه کردن و قالب­گیری مقاطع 5 میکرومتری از بافت­های کبد و کلیه تهیه و بر روی لام چسبانده شد. سپس رنگ­آمیزی به روش هماتوکسیلین-ائوزین (H&E) صورت گرفت. مقدار پروتئین کل، آلانین آمینو ترانسفراز (ALAT)، آسپارتات آمینو ترانسفراز (ASAT) و فسفاتاز قلیایی (ALP) با استفاده از کیت (شرکت پارس آزمون) صورت گرفت و محاسبات طبق بروشور موجود در هر کیت صورت گرفت. در مطالعات بافت شناسی، آسیب­های احتمالی بافتی پس از رنگ­آمیزی به وسیله میکروسکوپ نوری با بزرگنمایی 100 تا 400 برابر (Nikon ECLIPSE E100) مورد مطالعه قرار گرفت.

آنالیز آماری: جهت بررسی آماری نتایج نهایی از نرم افزار SPSS نسخه 22 و جهت رسم نمودار‌ها از نرم افزار Microsoft Excel نسخه 2016 استفاده شد. نتایج بررسی شاخص­های مورد مطالعه به­صورت میانگین ± انحراف استاندارد برای تیمار‌های مختلف بیان گردید. جهت مقایسه­ی میانگین­ها از آنالیز واریانس یک طرفه (one way ANOVA) در سطح اطمینان 95 درصد استفاده استفاده گردید.

نتایج

مقدار پروتئین کل سرم خون: مقدار پروتئین کل سرم خون در هر دوره نمونه برداری نوسان‌هایی را نشان داد. در هر سه دوره نمونه برداری سطح پروتئین کل در تجویز دوز 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم کاهش معنی‌داری  داشت(05/0P <). به طوری که در سه دوره نمونه برداری کمترین سطح متعلق دوز 200 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم بود. همچنین تزریق دوز 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم در روز دهم نیز کاهش معنی‌داری (05/0P <) را نشان داد (جدول 1).

مقادیر آنزیم‌های ALAT، ASAT و ALP در سرم خون: سنجش مقدار فعالیت آنزیم‌هایی از قبیل ALAT، ASAT و ALP می‌تواند اطلاعات مفید درباره سلامت بافت و اندام‌ها در اختیار محققیق قرار دهد بر اساس بررسی حاضر. مقدار فعالیت آنزیم آسپارتات آمینو ترانسفراز در روزهای سوم، هفتم و دهم پس از تزریق در مقایسه با شاهد منفی و شاهد مثبت مقادیر بیشتری را نشان داد (05/0P <). به عبارت دیگر کمترین میزان فعالیت مربوط به گروه‌های شاهد منفی و مثبت در روز سوم، هفتم و دهم بود (جدول 2)در اندازه‌گیری کمی سطوح آنزیم فسفاتاز قلیایی در روزهای سوم، هفتم و دهم بعد از تجویز عصاره، افزایش معنی‌داری در فعالیت این آنزیم در مقایسه با نمونه‌های شاهد دیده شد (05/0P <) و کمترین سطح در شاهد منفی مربوط به هر دوره نمونه‌برداری مشاهده شد (جدول 3).

مقدار سطوح آنزیم آلانین آمینو ترانسفراز موجود در داخل سرم خون نیز برای هر سه دوره نمونه برداری در دوز‌های 50، 100 و 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم در مقایسه با گروه‌های شاهد منفی و مثبت افزایش یافت (05/0P <) به طوری که بیشترین مقدار فعالیت این آنزیم در هر سه دوره نمونه برداری مربوط به دوز 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم ثبت شد (جدول 4).

نتایج حاصل از مطالعات بافت شناسی:با توجه به بررسی مقاطع بافتی کلیه و کبد، به طور کلی می‌توان گفت تزریق داخل صفاقی عصاره گلرنگ باعث افزایش آسیب‌های بافتی کلیه و کبد گردید. در این مطالعه به موازات افزایش غلظت عصاره گلرنگ از 50 به 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم، روند آسیب‌های بافتی ثبت شده نیز افزایش یافت. عمده‌ترین علائم مشاهده شده در بررسی بافت کلیه ماهی‌های تزریق شده با عصاره گلرنگ شامل افزایش مراکز ملانوماکروفاژ و دژنره شدن توبول‌های کلیوی بوده است. در این بررسی شدت عوارض یاد شده در دوز‌های بالا بیشتر بود (تصاویر1).

عمده آسیب‌های مشاهده شده در بافت کبد شامل واکوئوله شدن هپاتوسیت‌ها بود که بر اساس بررسی‌های بافت شناسی با افزایش دوز تزریقی عصاره گلرنگ شدت واکوئوله شدن هپاتوسیت‌های کبدی افزایش معناداری داشت (تصاویر 2). در ماهی‌هایی که 200 میلی‌گرم بر گیلوگرم عصاره گلرنگ را از راه تزریق داخل صفاقی دریافت نمودند، واکوئوله شدن شدید و همچنین نکروز هپاتوسیت‌های کبدی نیز ثبت شد (تصاویر 2).

  جدول 1. پروتئین کل سرم (گرم/دسی­لیتر) به تفکیک در روز سوم، هفتم و دهم بعد از تزریق غلظت‌های مختلف عصاره گلرنگ در ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان، میانگین ± انحراف استاندارد.

 

روز سوم

(گرم/دسی­لیتر)

روز هفتم

(گرم/دسی­لیتر)

روز دهم

(گرم/دسی­لیتر)

شاهد منفی

a02/0 ± 4/5

a03/0 ± 1/6

ab01/0 ± 3/4

شاهد مثبت

a03/0 ± 38/5

a04/0 ± 2/6

a07/0 ± 4/5

دوز 50 میلی‌گرم

b06/0 ± 5

ab06/0 ± 4/5

ab08/0 ± 5

دوز 100 میلی‌گرم

c05/0 ± 56/4

a05/0 ± 6

b03/0 ± 4

دوز 200 میلی‌گرم

d01/0 ± 87/3

b03/0 ± 05/5

b02/0 ± 4

 

*حروف انگلیسی متفاوت در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنی‌دار بین میانگین‌ها می‌باشد (05/0P˂).

جدول 2. سطحوح آنزیم آسپارتات آمینو ترانسفراز (واحد/­لیتر) به تفکیک در روز سوم، هفتم و دهم بعد از تزریق غلظت‌های مختلف عصاره گلرنگ در ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان، میانگین ± انحراف استاندارد.

 

روز سوم

(واحد/­لیتر)

روز هفتم

(واحد/­لیتر)

روز دهم

(واحد/­لیتر)

شاهد منفی

d16/14 ± 83/111

d6/15 ± 41/210

c1/10 ± 51/153

شاهد مثبت

d08/12 ± 13/115

d09/19 ± 77/207

b61/8 ± 33/177

دوز 50 میلی‌گرم

c12/15 ± 03/131

c12/11 ± 82/244

a13/17 ± 61/227

دوز 100 میلی‌گرم

b11/20 ± 17/154

b82/23 ± 58/231

a16/20 ± 221

دوز 200 میلی‌گرم

a61/10 ± 12/205

a1/9 ± 16/287

b2/11 ± 5/198

 

*حروف انگلیسی متفاوت در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنی‌دار بین میانگین‌ها می‌باشد (05/0P˂).

 

جدول 3. سطحوح آنزیم فسفاتاز قلیایی (واحد/­لیتر) به تفکیک در روز سوم، هفتم و دهم بعد از تزریق غلظت‌های مختلف عصاره گلرنگ در ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان، میانگین ± انحراف استاندارد.

 

روز سوم

(واحد/­لیتر)

روز هفتم

(واحد/­لیتر)

روز دهم

(واحد/­لیتر)

شاهد منفی

b13/42 ± 25/689

d67/23 ± 1/623

c72/58 ± 15/486

شاهد مثبت

b2/51 ± 17/690

c8/38 ± 11/702

bc9/60 ± 43/630

دوز 50 میلی‌گرم

a62/38 ± 88/738

b9/24 ± 58/753

abc19/57 ± 74/683

دوز 100 میلی‌گرم

a9/48 ± 42/755

a16/41 ± 36/960

ab32/22 ± 19/667

دوز 200 میلی‌گرم

a12/29 ± 8/773

a32/30 ± 44/959

a7/43 ± 93/692

 

*حروف انگلیسی متفاوت در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنی‌دار بین میانگین‌ها می‌باشد (05/0P˂).

 

جدول 4. سطحوح آنزیم آلانین آمینو ترانسفراز (واحد/­لیتر) به تفکیک در روز سوم، هفتم و دهم بعد از تزریق غلظت‌های مختلف عصاره گلرنگ در ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان، میانگین ± انحراف استاندارد.

 

روز سوم

(واحد/­لیتر)

روز هفتم

(واحد/­لیتر)

روز دهم

(واحد/­لیتر)

شاهد منفی

d1/0 ± 21/0

c13/0 ± 21/0

c9/0 ± 11/0

شاهد مثبت

d32/0 ± 22/0

c39/0 ± 2/0

c6/0 ± 14/0

دوز 50 میلی‌گرم

c4/0 ± 3/1

bc12/0 ± 2/1

c46/0 ± 2/1

دوز 100 میلی‌گرم

b08/0 ± 2/1

b8/0 ± 1/1

b18/0 ± 1/3

دوز 200 میلی‌گرم

a76/0 ± 31/3

a2/0 ± 4/4

a98/0 ± 16/4

 

*حروف انگلیسی متفاوت در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنی‌دار بین میانگین‌ها می‌باشد (05/0P˂).

 

تصاویر 1. آسیب‌های بافتی کلیوی ناشی از تزریق داخل صفاقی عصاره گیاه گلرنگ در ماهی قزل الای رنگین کمان رنگ­آمیزی هماتوکسیلین –ائوزین (H & E) بزرگ­نمایی 400 برابر. تصویر A): بافت کلیه ماهی‌های تزریق شده با غلظت 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم عصاره گلرنگ. توبول‌های کلیوی نرمال (a)، گلومرول کلیوی نرمال (b)، بافت بینابینی کلیوی نرمال (c)، توسعه مراکز پراکنده ملانوماکروفاژ (d). تصویر B): بافت کلیه ماهی‌های تزریق شده با غلظت 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم عصاره گلرنگ، تجمع مایعات اکسودا در برخی توبول‌های کلیوی (a)، نفوذ گسترده مراکز ملانوماکروفاژ (b)، دژنره شدن مختصر سلولی در برخی از توبول‌های کلیوی (c). تصویر C): بافت کلیه ماهی‌های تزریق شده با غلظت 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم عصاره گلرنگ، دژنره شدن سلولی توبول‌های کلیوی (a)، تجمع مایعات در توبول‌های کلیوی (b)، نفوذ گسترده مراکز ملانوماکروفاژ (c)، تجمع مایعات اکسودا در توبول‌های کلیوی (d). تصویر D): بافت کلیه ماهی‌های تزریق شده با غلظت 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم عصاره گلرنگ، دژنره شدن توبول‌های کلیوی (a)، نفوذ گسترده مراکز ملانوماکروفاژ (b)، دژنره شدن بافت بینابینی کلیه (c).

 

 

تصاویر 2. آسیب‌های بافتی کبدی ناشی از تزریق داخل صفاقی عصاره گیاه گلرنگ در ماهی قزل الای رنگین کمان رنگ­آمیزی هماتوکسیلین –ائوزین (H & E) بزرگ­نمایی 400 برابر . تصویر A): بافت کبد در ماهی‌های گروه شاهد، هپاتوسیت‌های کبدی نرمال (a)، مجاری صفراوی نرمال (b)، فضای سینوزوئیدی نرمال (c). تصویر B): بافت کبد در ماهی‌های گروه تزریق شده با غلظت 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم عصاره گلرنگ، واکوئوله شدن هپاتوسیت‌های کبدی (a)، سیاهرگ مرکزی نرمال (b)، فضای سینوزوئیدی نرمال تصویر‌ C): بافت کبد در ماهی‌های گروه تزریق شده با غلظت 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم عصاره گلرنگ، واکوئوله شدن گسترده هپاتوسیت‌های کبدی (a)، دژنره شدن و آغاز روند نکروز در هپاتوسیت‌های کبدی (b). تصویر D): بافت کبد در ماهی‌های گروه تزریق شده با غلظت 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم عصاره گلرنگ، واکوئوله شدن گسترده هپاتوسیت‌های کبدی (a)، دژنره شدن و آغاز روند نکروز در هپاتوسیت‌های کبدی (b).

بحث


علی‌رغم گزارش‌های گسترده‌ای که در زمینه تاثیر عصاره گلرنگ بر پارامتر‌های سیستم ایمنی و مطالعات آسیب شناسی بافتی در پستانداران آزمایشگاهی مانند موش صورت گرفته است، مطالعات بسیار محدودی درباره تاثیر استفاده از مشتقات مختلف گیاه گلرنگ با اهداف متفاوت بر آبزیان انجام گرفته است که در تمامی آن‌ها این مشتقات به صورت خوراکی یا مکمل تغذیه‌ای در جیره ماهی استفاده شده است اما درباره کاربرد تزریقی ترکیبات مختلف گلرنگ در ماهی مطالعه‌ای صورت نگرفته است.

در بررسی سابقه تحقیق اثرات خوراکی عصاره گلرنگ در ماهیان می­توان به بررسی Dehghani Ghomeshani و همکاران در سال 2017 اشاره نمود بر اساس نتایج تحقیق مذکور عصاره گلرنگ خوراکی باعث افزایش مقاومت کپور معمولی در مواجهه با استرس شوری گردید همچنین 6 ساعت بعد از استرس شوری تعداد گلبول‌های قرمز، هماتوکریت و هموگلوبین در ماهیان گروه تیمار افزایش داشت (8). Dadras و همکاران در سال 2016 گزارش دادند افزودن پودر گلرنگ در جیره فیل ماهی (Huso huso) موجب افزایش عملکرد سیستم ایمنی و افزایش فعالیت لایزوزیم، فعالیت کمپلمان سرم و تعداد گلبول سفید می‌شود (7). در گزارش Tudui و همکاران در سال 2016 درباره تاثیر این گیاه بر گنادهای ماهی، با تهیه مقاطع بافتی از گناد‌ ماهی گوپی (Tribulus terrestris) مشخص شد که استفاده از عصاره آبی گلرنگ به مدت سه ماه در جیره غذایی می‌تواند موجب افزایش اسپرماتوژنز شده و نر سازی را در ماهی القای کند (33). Rahimi و همکاران در سال 2009 و Asgari و همکاران در سال 2013 در دو مطالعه مجزا نشان دادند تزریق داخل صفاقی عصاره گلرنگ در موش موجب کاهش معناداری در آسیب‌های بافت پانکراس در برابر آلوکسان می‌شود (26،3). همچنین Zhang و همکاران در سال 2006 گزارش دادند که تزریق گلرنگ ممکن است آسیب ریوی را در موش‌هایی با ترومبو آمبولی ریوی کاهش دهد (37).

تقریباً بیشتر پروتئین‌های پلاسما در کبد سنتز می‌شوند و سطوح پایین پروتئین پلاسما می‌تواند نشان دهنده مشکلات کبدی یا سندروم نفروتیک باشد که در آن مقدار بیش از حد پروتیئن‌های پلاسما توسط کلیه‌ها از خون خارج می‌شود، در صورتی که سطوح بالای پروتئین پلاسما به طور کلی ممکن است به دلیل بیماری کبدی، پاسخ التهابی یا پاسخ ایمنی باشد (10). نشانگر‌های بیوشیمیایی سرم معمولا برای بررسی عملکرد کبد و کلیه استفاده می‌شوند. آنزیم‌های آلانین آمینو ترانسفراز و آسپارتات آمینو ترانسفراز که به ترتیب به نام‌های گلوتامیک پیروویک ترانس آمیناز (GPT) و گلوتامیک اگزال استیک ترانس آمیناز (GOT) نیز خوانده می‌شوند از جمله مهمترین آنزیم‌های گروه آمینوترانسفراز‌ها یا ترانس آمیناز‌ها هستند. آلانین آمینو ترانسفراز یک آنزیم اختصاصی کبدی است و در صورت ورود آسیب به کبد افزایش می‌یابد ولی آسپارتات آمینو ترانسفراز علاوه بر افزایش بر اثر آسیب وارد شده به کبد، در صدمات قلبی و ماهیچه‌ای نیز افزایش می‌یابند. آنزیم آلکالین فسفاتاز در پی-اچ‌های قلیایی بهترین فعالیت را دارد و در بافت‌هایی مانند کیله، جدار روده، غده تیموس و بیضه یافت می‌شود اما بیشترین مقدار آن در کبد وجود دارد. به طور معمول این آنزیم در ضایعه‌های کبدی افزایش یافته و در انسداد مجرا‌های صفراوی، کیست و آبسه کبدی افزایش می‌یابد.

در بررسی حاضر با تزریق داخل صفاقی عصاره اتانولی گلرنگ فعالیت آنزیم‌های ALAT، ASAT و ALP در تمام تیمار‌های تجربی افزایش پیدا کرده است. در رابطه با  اثر‌ات محافظتی عصاره گلرنگ در بافت‌های مختلف موش مانند بافت مغز، پانکراس، ریه و حتی قلب گزارشاتی وجود دارد (9،11،23،26،37،38،40). همچنین تعدادی گزارش نیز مبنی بر اثر‌های محافظتی این ماده در بافت کبد و کلیه وجود دارد (1،16). علی‌رغم بررسی­ها، Namjoo و همکاران در سال 2009 گزارش دادند که استفاده از عصاره گلرنگ در موش منجر به آسیب دیدن گلومرول‌های کلیه می‌شود (24). قلب، کبد، کلیه و طحال از جمله اندام‌های اولیه هستند که تحت تاثیر واکنش‌های متابولیکی ناشی از مواد مختلف قرار می‌گیرند (17). کبد، که یک عضو کلیدی در متابولیسم و سم زدایی ترکیبات زنوبیوتیک‌ها (Xenobiotics) است، در مقابل انواع مواد شیمیایی مختلف آسیب پذیر است (17)، زیرا کبد و کلیه از جمله ارگان‌های اصلی برای تصفیه پلاسما، هموستازی و دفع زنوبیوتیک‌ها از جمله دارو‌ها و مشتقات دارویی از بدن هستند (4). علاوه بر این، کبد مواد سمی را از خون پالایش می‌کند و ظرفیت‌های سوخت و ساز آن منجر به تبدیل مواد مضر به ترکیبات دیگر می‌شود. ممکن است ترکیبات سمی و فراورده‌های حد واسط به داخل کیسه صفرا برگردند و سپس به داخل روده ترشح و از بدن خارج شوند. روش دیگر برای خروج این ترکیبات برگرداندن آن‌ها به داخل جریان خون و حذف آن ترکیبات به واسطه کلیه صورت گیرد. مواد متعددی که به طور طبیعی در ترکیبات گیاهی وجود دارد می‌تواند بر عملکرد فیزیولوژیک ماهی اثر گذار باشد. از مواد ضد تغذیه‌ای که به صورت طبیعی در گیاهان یافت شده می‌توان به مهار کننده تریپسین (20)، هماگلوتینه کننده‌های گلبول قرمز (15)، اسید فیتیک (29،30)، گوسیپول (6)، اسید‌های چرب سیکلوپروپنوئیک (14)، یون‌های تیوسیانات، ایزوتیوسیانات، گویترین ناشی از هیدرولیز آنزیمی گلیکوزینولات‌ها (32)، اسید اروسیک (28) و آلکالوئیدها (13) اشاره کرد که اثر‌های سمی و مخرب این مواد نسبتا شناخته شده هستند.

در مطالعه حاضر نیز که بر روی ماهی قزل آلای رنگین کمان صورت گرفت، مشخص شد تزریق داخل صفاقی عصاره گیاه گلرنگ منجر به ایجاد آسیب به بافت کلیه و کبد می‌شود و با افزایش دوز تزریق از 50 به 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم آسیب‌های وارد شده به کبد و کلیه بیشتر شده است که در راستای همین امر میزان آنزیم‌های ALAT، ASAT و ALP در سرم خون نیز افزایش یافت. بنابراین تجویز این عصاره بصورت تزریق داخل صفاقی در غلظت­های یاد شده می‌تواند اثر‌ات منفی بر عملکرد کبد داشته باشد. به طور کلی آسیب به پارانشیم کبد باعث افزایش ترانس آمینازها در خون می‌شود و بنابراین هر افزایشی نشانه‌ای از آسیب اولیه سلولی بوده که موجب افزایش این آنزیم­ها در سرم خون می‌شود (19). واکوئوله شدن به مقدار وسیع می‌تواند نشان دهنده ضایعه دیستروفی/هایپرتروفی ساده باشد که در ارتباط با اِدم سلولی احتمالا به بزرگ شدن کبد (Hepatomegaly) منجر شود. خروج لوکوسیت‌ها از جریان خون و ایجاد ارتباطات لوکوسیتی و سلول‌های اندوتلیال با تماس مکانیکی (Leucocytes Margination)، گرفتگی سیاهرگ (Venous Congestion) و گسترش عروق خونی (Vasodilation) از جمله واکنش‌های مشخص روند التهابی می‌باشد که می‌تواند مثالی از هپاتیت سمی (هپاتیت به علت آسیب‌های شیمیایی ناشی از دوزهای بالای عصاره) به حساب آید (19). در بررسی حاضر افزایش فعالیت آنزیم­های ALT، ALP و AST نشان دهنده آسیب احتمالی به کبد و کلیه است که در بررسی بافت شناسی این موضوع به تایید رسیده است لذا می­توان عنوان نمود تزریق عصاره گلرنگ در دوزهای 50 میلی­گرم/کیلوگرم و بالاتر می‌تواند عوارض بافتی در کبد و کلیه ماهی قزل آلای رنگین کمان ایجاد نماید به گونه­ای که با افزایش غلظت از 50 به 200 (میلی‌گرم/کیلوگرم وزن بدن) آسیب­های بافتی کبد و کلیه شدیدتر گردید. لذا با توجه به اثرات مفید عصاره گلرنگ، در صورتی که بخواهیم آن را به­صورت تزریقی تجویز نماییم غلظت بالای 50 (میلی­گرم/کیلوگرم وزن بدن) برای بکار گیری غلظت­های پایین­تر بصورت تزریقی نیز تحقیقات تکمیلی لازم است تا در این راستا به دوز بهینه برسیم.

سپاسگزاری

بدینوسیله نویسندگان کمال تشکر و قدردانی را از کارشناسان آزمایشگاه گروه مهندسی شیلات دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و نیز کارکنان محترم ایستگاه تحقیقات شیلاتی قره سو دارند.

تعارض منافع

بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.

  1. Alavash-Shooshtari, A., Khorsandi, L.S., Ahmadi, K. (2016). Protective effect of Carthamus tinctorius L. extract on acetaminophen induced nephrotoxicity in mice. J Gorgan Univ Med Sci, 3, 28-33. (In Persian)
  2. Al-Snafi, A.E. (2016). Immunological effects of medicinal plants: A review (part 2). Immunol Endocr Metab Agents Med Chem, 16, 100-121.
  3. Asgari, S., Rahimi, P., Madani, H., Mahzoni, P., Kabiri, N. (2013). Preventive effect of hydroalcoholic extract of Carthamus tinctorius petal in appearance of type 1-diabetes mellitus in adult male rats. Iranian Journal of Biology, 26, 145-153. (In Persian)
  4. Awodele, O., Osunkalu, V.O., Akinde, O.R., Teixeira da Silva, J.A., Okunowo, W.O., Odogwu, E.C., Akintonwa, A. (2010). Modulatory roles of antioxidants against the aqueous stem bark extract of Alstonia boonei (Apocynaceae)-induced nephrotoxicity and testicular damage. Int J Biomed Pharmaceut Sci, 4, 76-80.
  5. Barton, B.A. (2002). Stress in fishes: a diversity of responses with particular reference to changes in circulating corticosteroids. Integr Comp Biol, 42, 517-525. https://doi .org/10.1093/icb/42.3.517
  6. Berardi, L.C., Goldblatt, L.A. (1980). Gossypol. In: Toxic Constituents of Plant Foodstuffs. Liener, I.E.(ed.). (2nd ed.). Academic Press. New York, USA. p. 183-237.
  7. Dadras, H., Hayatbakhsh, M.R., Shelton, W.L., Golpour, A. (2016). Effects of dietary administration of Rose hip and Safflower on growth performance, haematological, biochemical parameters and innate immune response of Beluga, Huso huso (Linnaeus, 1758). Fish Shellfish Immunol, 59, 109-114. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2016.10.033
  8. Dehghani Ghomeshani, M., Mazandarani, M., Sudagar, M., Hosseini, S.M. (2017). Haematological study of safflower (Carthamus tinctorius) extract fed common carp (Cyprinus carpio) fingerlings exposed to sub lethal salinity stress. Bahrebardari va Parvaesh Abzian, 5, 55-69. (In Persian)
  9. Dehkordi, S.H., Shajdikh, M., Shateri, M., Kabouteri, J., Mirashraei, P. (2014). The effects of safflower (Carthamus tinctorius L) aqueous extract on reproductive system of mice. Iran J of Vet Res, 69, 141-149. (In Persian)
  10. Hall, A.P., Elcombe, C.R., Foster, J.R., Harada, T., Kaufmann, W., Knippel, A., Küttler, K., Malarkey, D.E., Maronpot, R.R., Nishikawa, A., Nolte, T. (2012). Liver hypertrophy: a review of adaptive (adverse and non-adverse) changes—conclusions from the 3rd International ESTP Expert Workshop. Toxicol Pathol, 40, 971-994. https://do i.org/10.1177/0192623312448935
  11. Han, S.Y., Li, H.X., Ma, X., Zhang, K., Ma, Z.Z., Tu, P.F. (2009). Protective effects of purified safflower extract on myocardial ischemia in vivo and in vitro. Phytomedicine, 16, 694-702. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2009.02.019
  12. Harikrishnan, R., Balasundaram, C., Kim, M.C., Kim, J.S., Han, Y.J., Heo, M.S. (2009). Innate immune response and disease resistance in Carassius auratus by triherbal solvent extracts. Fish Shellfish Immunol, 27, 508-515. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2009.07.004
  13. Hendricks, J.D., Sinnhuber, R.O., Henderson, M.C., Buhler, D.R. (1981). Liver and kidney pathology in rainbow trout (Salmo gairdneri) exposed to dietary pyrrolizidine (Senecio) alkaloids. Exp Mol Pathol, 35, 170-183. https://doi.org/ 10.1016/0014-4800(81)90057-5
  14. Hendricks, J.D., Sinnhuber, R.O., Loveland, P.M., Pawlowski, N.E., Nixon, J.E. (1980). Hepato-carcinogenicity of glandless cottonseeds and cottonseed oil to rainbow trout (Salmo gairdneri). Science, 208, 309-311. https://doi.org/10 .1126/science.6892734
  15. Jaffe, W.G. (1980). Toxic constituents of plant foodstuffs. In: Toxic Constituents of Plant Foodstuffs. Liener, I.E. (ed.). Academic Press. New York, USA. p. 73-102.
  16. Jin, M., Li, J.R., Wu, W. (2004). Study on the antioxidative effect of Safflower Yellow. China J Chine Mater Med, 29, 447-449. PMID:15706901
  17. Jothy, S.L., Zakaria, Z., Chen, Y., Lau, Y.L., Latha, L.Y., Sasidharan, S. (2011). Acute oral toxicity of methanolic seed extract of Cassia fistula in mice. Molecules, 16, 5268-5282. https://doi.org/10.3390/molecules16065268
  18. Kiron, V. (2012). Fish immune system and its nutritional modulation for preventive health care. Anim Feed Sci Techol, 173, 111-133. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci2011. 12.015
  19. Li, X., Luo, Y., Wang, L., Li, Y., Shi, Y., Cui, Y., Xue, M. (2010). Acute and subacute toxicity of ethanol extracts from Salvia przewalskii Maxim in rodents. J  Ethnopharmacol, 131(1), 110-115. https://doi.org/10.1016/j.jep.2010.06.012
  20. Liener, I.E., Kakade, M.L. (1980). Protease inhibitors. In: Toxic Constituents of Plant Foodstuffs. Liener, I.E.(ed.). (2nd ed.). Academic Press. New York, USA. p. 7-71.
  21. Lu, Z.W., Liu, F., Hu, J., Bian, D., Li, F.G. (1991). Suppressive effects of safflower yellow on immune functions. Acta Pharmacol Sin, 12, 537-542. PMID:1840455
  22. Mazandarani, M., Hoseini, S.M. (2017). Anaemia and plasma lipid profile in common carp (Cyprinus carpio) exposed to ambient copper sulphate and nano‐scale copper oxide. Aquac Res, 48, 844-852. https://doi.org/10.1111/are.12928
  23. Monfared, A.L., Salati, A.P. (2012). The effects of Carthamus tinctorius L. on placental histomorphology and survival of the neonates in mice. Avicenna J Phytomed, 2, 146. PMID: 25050244
  24. Namjoo, A.R., Rafieian, M., Azizi, Sh., Talebi-Juneghani, A. (2009). Histopathologic effects of Carthamus tinctorius on the brain, liver and kidney of the new born mice. Journal of Shahrekord University of Medical Sciences, 11, 38-45.
    (In Persian)
  25. Pelgrom, S.M.G.J., Lock, R.A.C., Balm, P.H.M., Bonga, S.W. (1995). Integrated physiological response of tilapia, Oreochromis mossambicus, to sublethal copper exposure. Aquat Toxicol, 32, 303-320. https://doi.org/10.1016/0166-445X(95)00004-N
  26. Rahimi, P., Asgari, S., Madani, H., Mahzoni, P. (2009). Hypoglycemic Effect of Hydroalcoholic Extract of Carthamus Tinctorius Petal on Alloxan- Induced Diabetic Rats. J Res Med Sci, 4, 1-5.
  27. Roberts, R.J. (2012). Fish pathology. (4th ed.). Wiley-Blackwell Publishers. London, UK.
  28. Slinger, S.J. (1977). Improving the nutritional properties of rapeseed. J Am Oil Chem Soc, 54, 94A-99A.
  29. Smith, R.R. (1977). Recent research involving full-fat soybean meal in salmonid diets. Salmonid, 1, 8-11.
  30. Spinelli, J., Houle, C.R., Wekell, J.C. (1983). The effect of phytates on the growth of rainbow trout (Salmo gairdneri) fed purified diets containing varying quantities of calcium and magnesium. Aquaculture, 30, 71-83. https://doi.org/10 .1016/0044-8486(83)90153-9
  31. Stickel, F., Egerer, G., Seitz, H. K. (2000). Hepatotoxicity of botanicals. Public Health Nutr, 3, 113-124. https://doi.org/ 10.1017/S1368980000000161
  32. Tookey, H.L., Van-Etten, C.H., Daxenbichler, M.E. (1980). Glucosinolates. In: Toxic Constituents of Plant Foodstuffs. Liener, I.E. (ed.). (2nd ed). Academic Press. New York, USA. p. 103-142.
  33. Tudui, M., Roozbehani, S., Noori, A., Azadbakht, S., Karimifar, H. (2016). Effect of Aqueous Extract Safflower (Carthamus tinctorius) on Physiological Sex Determination in Guppy. Journal of Marine Science and Technology, 70-57. (In Persian)
  34. Villa, C., Costa, J., Oliveira, M.B.P., Mafra, I. (2017). Novel quantitative real-time PCR approach to determine safflower (Carthamus tinctorius) adulteration in saffron (Crocus sativus). Food Chem, 229, 680-687. https://doi.org/10.1016/j .foodchem.2017.02.136
  35. Vutukuru, S.S., Prabhath, N.A., Raghavender, M., Yerramilli, A. (2007). Effect of arsenic and chromium on the serum amino-transferases activity in Indian major carp, Labeo rohita. Int J Environ Res Publ Health, 4, 224-227. https://doi.org/10.3390/ijerph2007030005
  36. Wu, W., Jin, M., Tong, J., Wang, X.F., Zang, B.X. (2011). Inhibitory effect of hydroxysafflor yellow A against PMN activation induced by LPS. Acta pharmaceutica Sinica, 46, 153-157. PMID:21542285
  37. Zhang, J.C., Xia, L., Bai, M. (2006). Changes of ICAM-1 and P-selectin in rats with pulmonary thromboembolism and the effect of safflower injection. Chin J Integr Med, 26, 629-632. PMID:16983919
  38. Zhang, S.Q., Jiang, L.D. (2004). Effect of safflower injection on cardiac energy charge and anti-apoptosis gene bcl-2 in rats' heart. Chin J Integr Med, 24, 442-444. https://doi.org/10.10 07/BF02836401
  39. Zhou, X., Tang, L., Xu, Y., Zhou, G., Wang, Z. (2014). Towards a better understanding of medicinal uses of Carthamus tinctorius L. in traditional Chinese medicine: a phytochemical and pharmacological review. J  Ethnopharmacol, 151, 27-43. https://doi.org/10.1016/j. jep.2013.10.050
  40. Zhu, Y., Thangamani, S., Ho, B., Ding, J.L. (2005). The ancient origin of the complement system. EMBO Journal, 24, 382-394.