آسیب‌شناسی بافت روده در فیل‌ماهی Huso huso پرورشی تغذیه شده با نانوذرات سلنیوم و آهن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

انستیتو تحقیقات بین المللی ماهیان خاویاری، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، رشت، گیلان، ایران

10.22124/janb.2025.29961.1283

چکیده

این مطالعه با هدف بررسی تأثیر سطوح مختلف نانوذرات سلنیوم (Se-NPs) و نانوذرات آهن (Fe-NPs) بر ساختار بافت روده فیل­ماهی (Huso huso) پرورشی انجام شد. تعداد 135 عدد فیل­ماهی پرورشی (با میانگین وزنی 3/32 ± 4/276 گرم و میانگین درازای کل 2 ± 40 سانتی متر) به طور تصادفی در 27 مخزن فایبر­گلاس در 9 تیمار مختلف با 3 تکرار توزیع شدند. تیمارها شامل تیمار 1: شاهد (بدون افزودن نانوذرات)، تیمار 2: mg/kg Se-NPs 1، تیمار 3: mg/kg Se-NPs 2، تیمار 4: mg/kg Fe-NPs 100، تیمار 5: mg/kg Fe-NPs 100 + mg/kg Se-NPs 1، تیمار 6: mg/kg Fe-NPs 100 + mg/kg Se-NPs 2، تیمار 7: mg/kg Fe-NPs 200، تیمار 8: mg/kg Fe-NPs 200 + mg/kg Se-NPs 1، تیمار 9: mg/kg Fe-NPs 200 + mg/kg Se-NPs 2 بود. میزان غذادهی به ماهی­ها در طی دوره پرورشی بر اساس وزن و درجه‌حرارت آب 3-2% زی‌توده بود و روزانه در سه نوبت (ساعات 8، 15 و 21) و به مدت 8 هفته انجام شد. در پایان آزمایـش از بافت روده شـش ماهی از هر تیمار نمونه‌برداری شد. نمونه­ها طبـق روش استاندارد بافت­شناسی با استفاده از دستگاه عمل­آوری بافت، آبگیری، شفاف‌سازی، پارافینه و قالب­گیری شدند. سپس توسط دستگاه میکروتوم برش داده شد و با روش هماتوکسیلین-ائوزین (H&E) رنگ‌آمیزی و توسط میکروسکوپ نوری بررسی شدند. آسیب­های مشاهده شده در بافت روده شامل استحاله (دژنراسیون) پرزها، نفوذ یاخته های التهابی در لایه زیر مخاطی، نفوذ یاخته های التهابی در لایه عضلانی، پرخونی (زیر لایه سروزی) و نکروز در لایه عضلانی بود. در مجموع کمترین میزان آسیب در تیمار 5 (برابر با شاهد) و سپس تیمار 8 مشاهده شد. نتایج نشان می‌دهد که استفاده تلفیقی از نانوذرات آهن و سلنیوم به ترتیب با دوزهای 100 میلی‌گرم نانوذره آهن و 1 میلی‌گرم نانوذره سلنیوم در هر کیلوگرم جیره غذایی فیل‌ماهی مناسب‌تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Histopathology of dietary exposure to selenium and iron nanoparticles on the intestine in reared beluga, Huso huso

نویسندگان [English]

  • Forouzan Bagherzadeh Lakani
  • Soheil Bazari Moghaddam,
  • Mehdi Masoumzadeh
  • Ayoub Yousefi Jourdehi
  • ,Jalil Jalilpoor
International Sturgeon Research Institute, Iranian Fisheries Science Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Rasht, Guilan, Iran
چکیده [English]

Introduction: Sustainable aquaculture relies on balanced diets that ensure optimal growth and health. Nanotechnology applications in aquaculture, such as using selenium and iron nanoparticles (Se-NPs, Fe-NPs), show promise for enhancing nutrition. However, their combined effects on intestinal health in beluga are unclear. Therefore, this study aimed to investigate the individual and combined effects of different dietary levels of Se-NPs and Fe-NPs on the intestinal histopathology of juvenile beluga, to identify the optimal and safest supplementation ratio.
Materials and methods: A total of 135 beluga juveniles (with an initial weight of 276.4 ± 32.3 g and an initial length of 40 ± 2 cm) were randomly distributed in 27 fiberglass tanks at 9 different treatments with 3 replicates. Treatments included T1 (control, no added NPs), T2 (1 mg/kg Se-NPs), T3 (2 mg/kg Se-NPs), T4 (100 mg/kg Fe-NPs), T5 (100 mg/kg Fe-NPs +1 mg/kg Se-NPs), T6 (100 mg/kg Fe-NPs +2 mg/kg Se-NPs), T7 (200 mg/kg Fe-NPs), T8 (200 mg/kg Fe-NPs +1 mg/kg Se-NPs), and T9 (200 mg/kg Fe-NPs +2 mg/kg Se-NPs). Before starting the experiment, the fish were adapted to the rearing conditions for a week. The amount of feed during the rearing period was 2-3% of the fish's weight, adjusted according to water temperature. The fish were fed three times a day (8:00-15:00 and 21:00) for 8 weeks. To find the histopathological changes, six fish intestine tissues from each group (two fish of each replicate) were sampled at the end of the experiment. Samples were dehydrated by routine methods and embedded in paraffin wax. They were sectioned by microtome and stained with Hematoxylin and Eosin (H&E).
Results and discussion: Histopathological examination revealed intestinal alterations including villi degeneration, inflammatory cell infiltration in both submucosal and muscular layers, hyperemia, and necrosis. Evaluation of treatment responses showed that the combination of 100 mg/kg Fe-NPs with 1 mg/kg Se-NPs (T₅) demonstrated the most favorable outcome, with tissue integrity comparable to the control group. The T₈ treatment also showed relatively preserved intestinal morphology. In contrast, treatments with higher nanoparticle concentrations exhibited significantly more severe pathological changes, including prominent hyperemia and inflammatory infiltration. These findings indicate that the 100:1 Fe-NPs to Se-NPs ratio effectively mitigates the adverse effects of both elements.
Conclusions: It is concluded that the combined use of iron and selenium nanoparticles at doses of 100 mg/kg Fe-NPs and 1 mg/kg Se-NPs in the diet of beluga is the most appropriate and optimal combination, resulting in minimal histopathological damage to the intestinal tissue. This ratio effectively balances the pro-oxidant potential of iron with the antioxidant capacity of selenium, thereby preserving intestinal health and integrity.
Conflicts of interest: The authors have no conflicts of interest to declare for the publication of the present work.
Funding: This article is a part of the project number 12-32-12-011-98001-991148, which was carried out with the agricultural research education and extension organization (AREEO).
Acknowledgments: The authors are grateful to researchers of the International Sturgeon Research Institute for their support during this study.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Beluga (Huso huso)
  • Nanoparticle
  • Selenium
  • Iron
  • Histopathology
  • Intestine