Water pH and hardness alter ATPases and oxidative stress in the gills and kidney of pacu ( Piaractus mesopotamicus )

This study aimed to assess the effects of low and high water hardness in interaction with different water pH in pacu (Piaractus mesopotamicus). Pacu juveniles were subjected to low (50 mg CaCO3 L-1 - LWH) or high water hardness (120 mg CaCO3 L-1 - HWH) at water pH of 5.5 (acidic), 7.5 (circumneutral) or 9.0 (alkaline) for 15 days. Gills and kidneys were collected (days 1, 5 and 15). Gill Na+/K+-ATPase (NKA) and vacuolar-type H+-ATPase (V-ATPase) activities were higher in alkaline pH with HWH on day 1. Gill and kidney NKA and V-ATPase activities were higher in acidic pH with LWH on day 15. Gill NKA activity of pacus under alkaline pH with LWH was higher than those exposed to HWH. Reduced antioxidant capacity in the gills and kidney and enhanced thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) levels were demonstrated in fish exposed to acidic or alkaline pH, mainly with LWH. HWH increased glutathione-S-transferase (GST) activity and reduced TBARS levels in the gills and kidney. On day 15, GST activity was increased at acidic pH with LWH. In conclusion, circumneutral pH presents less oxidative stress and fewer variations in ATPases and HWH reduced deleterious effects in fish exposed to acidic or alkaline pH.(AU)

Este estudo objetivou analisar o efeito de baixa e alta dureza da água em interação com diferentes pH da água em pacu (Piaractus mesopotamicus). Juvenis de pacu foram submetidos a baixa (50 mg CaCO3 L-1 - BDA) ou alta dureza da água (120 mg CaCO3 L-1 - ADA) em pH da água de 5.5 ácido), 7.5 (circum-neutro) ou 9.0 (alcalino) por 15 dias. Foram coletados brânquias e rim (dias 1, 5 e 15). Atividade de Na+/K+-ATPase (NKA) e H+-ATPase do tipo vacuolar (V-ATPase) branquial foram maiores em pH alcalino com ADA no dia 1. Atividade de NKA e V-ATPase branquial e renal foram maiores em pH ácido com BDA no dia 15. Atividade de NKA branquial de pacus submetidos a pH alcalino com BDA foi maior que aqueles expostos para ADA. Em peixes expostos a pH ácido ou alcalino com BDA houve redução da capacidade antioxidante nas brânquias e rim e aumento dos níveis de "substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico" (TBARS). Em ADA aumentou a atividade da "glutationa-S-transferase" (GST) e reduziu níveis de TBARS nas brânquias e rim. No dia 15, a atividade da GST foi maior em pH ácido com BDA. Em conclusão, pH circum-neutro apresentou menor estresse oxidativo e poucas variações na atividade de ATPases e ADA reduziu efeitos deletérios em peixes expostos a pH ácido ou alcalino.(AU)

Plant essential oils against bacteria isolated from fish: an in vitro screening and in vivo efficacy of Lippia origanoides / Óleos essenciais de plantas contra bactérias isoladas de peixes: uma triagem in vitro e eficácia in vivo de Lippia origanoides

ABSTRACT: The use of natural products, such as essential oils (EOs), is a potential novel approach to treat fish bacterial infections with a lower risk of developing resistance. There has been a number of studies reporting the activity of EOs as those obtained from the species Achyrocline satureioides, Aniba parviflora, Aniba rosaeodora, Anthemis nobilis, Conobea scoparioides, Cupressus sempervirens, Illicium verum, Lippia origanoides, and Melaleuca alternifolia against bacteria. However, there are few studies investigating the effect of these EOs against fish bacteria. Therefore, the aim of this study was to evaluate the in vitro antibacterial activity of EOs against the following fish bacteria, Aeromonas hydrophila, Citrobacter freundii, and Raoultella ornithinolytica. Additionally, the in vivo antibacterial activity of the EO L. origanoides was evaluated against experimentally induced A. hydrophila infection of silver catfish (Rhamdia quelen). The EO of L. origanoides was chosen as it showed the highest in vitro antibacterial activity, with minimum inhibitory concentrations ranging from 0.2 to 0.8 mg mL-1. This EO also presented a therapeutic success of 58.33%, on a 30 day A. hydrophila infection. Therefore, we suggested that the EO of L. origanoides may be a viable alternative as a treatment for A. hydrophila infection.

RESUMO: O uso de produtos naturais, como óleos essenciais (OEs), é uma nova abordagem potencial para o tratamento de infecções bacterianas em peixes com um baixo risco de desenvolvimento de resistência. Existem estudos reportando a atividade de OEs como aqueles obtidos das espécies Achyrocline satureioides, Aniba parviflora, Aniba rosaeodora, Anthemis nobilis, Conobea scoparioides, Cupressus sempervirens, Illicium verum, Lippia origanoides e Melaleuca alternifolia contra bactérias. Porém, existem poucos estudos investigando o efeito desses OEs supracitados contra bactérias isoladas de peixes. Portanto, o objetivo desse estudo foi avaliar a atividade antibacteriana in vitro desses OEs contra bactérias isoladas de peixes (Aeromonas hydrophila, Citrobacter freundii e Raoultella ornithinolytica). Assim como avaliar a atividade antibacteriana in vivo do OE de L. origanoides contra uma infecção por A. hydrophila experimentalmente induzida em jundiá (Rhamdia quelen). O OE de L. origanoides foi escolhido porque apresentou a melhor atividade antibacteriana in vitro, com concentrações inibitórias mínimas variando de 0,2 a 0,8 mg mL-1. Esse OE apresentou sucesso terapêutico de 58,33% no dia 30 pós-infecção. Portanto, sugerimos que o OE de L. origanoides possa ser uma alternativa viável no tratamento da infecção por A. hydrophila em peixes.

Essential oils from Citrus x aurantium and Citrus x latifolia (Rutaceae) have anesthetic activity and are effective in reducing ion loss in silver catfish ( Rhamdia quelen )

This study investigated the anesthetic effect of the essential oils (EOs) from the peel of Citrus x aurantium (EOCA) and Citrus x latifolia (EOCL) on silver catfish Rhamdia quelen. Fish were exposed to different concentrations of EOCA and EOCL to determine time of anesthesia induction and recovery. Induction of anesthesia was observed in all fish exposed to 400, 600 or 800 µL L−1 EOCA and 300, 400 or 500 µL L−1 EOCL. Another group of fish were exposed for 8 h to 50, 100, or 200 µL L−1 of either EOs. Overall, fish exposed to ethanol and both EOs presented higher ventilatory frequencies (VF) than the control group throughout the 8 h of exposure. Net ion (Na+, K+ and Cl−) effluxes and ammonia excretion were significantly lower in fish exposed to 50, 100 or 200 µL L−1 of either EOs compared to control fish. Mortality was 37% in fish exposed to 200 µL L−1 of either EOs after 8 h. These findings suggest that EOCA and EOCL are useful anesthetics and sedatives for Rhamdia quelen, but their usefulness as alternatives to reduce stress in fish transportation at the lower concentrations tested (50-100 µL L−1) deserves further study.(AU)

O efeito anestésico dos óleos essenciais (OEs) da casca de Citrus x aurantium (OECA) e Citrus x latifolia (OECL) em jundiá Rhamdia quelen foi investigado. Os peixes foram expostos a diferentes concentrações de OECA e OECL para determinar o tempo de indução e recuperação da anestesia. Todos peixes expostos a 400, 600 ou 800 µL L−1 OECA e 300, 400 ou 500 µL L−1 OECL foram anestesiados. Outro grupo de peixes foi exposto aos OEs durante 8 h a 50, 100 ou 200 µL L−1. Peixes expostos ao etanol e aos OEs apresentaram VF maior que o grupo controle durante as 8 h de exposição. Os efluxos líquidos de Na+, K+, Cl− e a excreção de amônia foram significativamente menores nos peixes expostos a 50, 100 ou 200 µL L−1 dos OEs em comparação com o grupo controle. A mortalidade foi de 37% nos peixes expostos a 200 µL L−1 de ambos os OEs após 8 h. Os resultados sugerem que OECA e OECL são anestésicos e sedativos úteis para o jundiá, mas sua utilidade como alternativa para reduzir o estresse no transporte de peixes nas concentrações mais baixas testadas (50-100 µL L−1) necessita de estudos adicionais.(AU)

Physiological responses of Rhamdia quelen (Siluriformes: Heptapteridae) to anesthesia with essential oils from two different chemotypes of Lippia alba

The aim of this study was to evaluate if Lippia alba has different chemotypes according to the chemical composition of the essential oil (EO) considering collection site, and if the EO may have different effects on blood and plasma parameters in silver catfish, Rhamdia quelen, during and immediately after anesthesia. The citral (EO-C) and linalool (EO-L) chemotypes were identified, and both presented similar anesthetic effects for silver catfish. Fish were exposed to two concentrations of each EO, which induced slow and fast anesthesia (100 and 300 µL L-1, respectively). Blood ions did not change at any time of anesthesia induction and recovery and, therefore, the electrolyte balance was not altered. Blood gases oscillated through all exposure and recovery times, but there was an increase in pO2 after 10 min recovery in fish anesthetized with EO-C. Glucose increased in fish exposed to both EOs when compared with the control group. Overall, exposure to both EOs (except 100 µL L-1 EO-L at most times) reduced plasma cortisol levels compared to the control and/or ethanol groups. However, as plasma creatinine levels in fish anesthetized with EO-C were higher than control fish, the use of EO-L is preferable.(AU)

O objetivo deste estudo foi avaliar se Lippia alba apresenta diferentes quimiotipos de acordo com a composição química do óleo essencial (OE), considerando local de coleta e se o OE causa diferentes efeitos nos parâmetros sanguíneos e plasmáticos em jundiá, Rhamdia quelen, durante e imediatamente após a anestesia. Os quimiotipos citral (OE-C) e linalol (OE-L) foram identificados e ambos apresentaram efeito anestésico semelhante para jundiá. Os peixes foram expostos a duas concentrações de cada OE, que induziram anestesia lenta e rápida (100 e 300 mL L-1, respectivamente). Íons sanguíneos não se alteraram em nenhum tempo e consequentemente, o equilíbrio eletrolítico não foi alterado. Os gases sanguíneos oscilaram durante todo tempo de exposição e recuperação, mas houve aumento na pO2 após 10 min de recuperação em peixes anestesiados com OE-C. Níveis sanguíneos de glicose aumentaram nos peixes expostos a ambos OEs quando comparados com o grupo controle. De um modo geral, a exposição a ambos OEs (exceto 100 µL L-1 OE-L na maioria dos tempos) reduziu o cortisol plasmático comparado aos grupos controle e etanol. No entanto, como os níveis de creatinina plasmática em peixes anestesiados com OE-C foram maiores que nos peixes controle, é preferível o uso do OE-L.(AU)

Rhamdia quelen (Quoy & Gaimard, 1824), submitted to a stressful condition: effect of dietary addition of the essential oil of Lippia alba on metabolism, osmoregulation and endocrinology

The aim of this study was to evaluate the effect of the essential oil of Lippia alba (EOLA) as a feed additive on ionoregulatory and metabolic parameters and pituitary hormones expression in silver catfish, Rhamdia quelen , submitted to a stressful condition (stocking density of 10.6 kg m-3 and limited space). Fish were fed with different concentrations of EOLA (0.0 - control, 0.25 and 0.50 mL kg food-1) for 20 days. Metabolic parameters were not affected by the diet, with the exception of alanine aminotransferase, which was higher in the liver of fish fed 0.50 mL EOLA kg food-1. Plasma ions and activity of H+-ATPase did not change, but fish fed 0.25 mL EOLA kg food-1 presented higher Na+/K+-ATPase activity. Somatolactin expression in the pituitary was higher in the fish fed 0.25 mL EOLA kg food -1, but the expression of growth hormone and prolactin did not change. Therefore, dietary EOLA does not exert a protective effect in R. quelen submitted to a stressful situation because it did not alter most measured parameters. The use of 0.25 mL EOLA kg food-1 seems to be more suitable than 0.50 mL EOLA kg food-1 since the latter may be related to liver damage.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do óleo essencial de Lippiaalba (OELA) como aditivo em rações na ionoregulação, parâmetros metabólicos e expressão de hormônios hipofisários em jundiás, Rhamdiaquelen, submetidos a uma situação estressante (densidade de estocagem de 10,6 kg m-3 e espaço limitado). Os peixes foram alimentados com diferentes concentrações de OELA (0,0 - controle, 0,25 e 0,50 mL kg de ração-1) durante 20 dias. Parâmetros metabólicos não foram afetados pela dieta, com a exceção da alanina aminotransferase, que foi mais elevada no fígado dos peixes alimentados com 0,50 mL de OELA kg de ração-1. Íons plasmáticos e a atividade da H+-ATPase não apresentaram nenhuma alteração, mas os peixes alimentados com 0,25 mL OELA kg de ração-1 apresentaram maior atividade da Na+/K+-ATPase. A expressão da somatolactina na hipófise de peixes alimentados com 0,25 mL OELA kg de ração-1 aumentou, porém a expressão do hormônio de crescimento e da prolactina não mudou. Portanto, a adição do OELA na ração não tem um efeito protetor em jundiás submetidos a uma situação estressante, pois não influiu na maioria dos parâmetros medidos. O uso de 0,25 mL OELA kg de ração-1 parece ser mais adequado que 0,50 mL OELA kg de ração-1, uma vez que este nível de inclusão pode estar relacionado a danos hepáticos.