Ação do β-glucano na modulação imune e mitigação do estresse oxidativo em tilápias submetidas ao clorpirifós

Abstract

A aquicultura, atividade essencial para a segurança alimentar global, enfrenta desafios sanitários e ambientais decorrentes da exposição a contaminantes químicos, como os compostos organofosforados. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito imunomodulador da suplementação com β-glucano sobre a resposta antioxidante e imunológica de tilápias-do-Nilo (Oreochromis niloticus) expostas ao clorpirifós. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2×2, envolvendo dietas com e sem B-glucano, exposição ou não ao clorpirifós em dois tempos de coleta (15 e 30 dias), totalizando quatro tratamentos com três repetições cada. Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) com nível de significância de 5%, sendo as diferenças entre os grupos testadas pelo teste post-hoc de Tukey (5%), utilizando o programa estatístico SAS OnDemand. A expressão dos genes das enzimas do sistema antioxidante (SOD, CAT, GPx, GST), do sistema enzimático (CYP), citocinas pró e anti-inflamatórias (TNF, IL-10) e dano celular (HSP70) foram analisadas por PCR em tempo real (qPCR-RT). Também foram realizadas as análises de atividade enzimática da SOD, CAT e GPx e estresse oxidativo através da lipoperoxidação hepática (LPO) pelo método MDA. Os resultados indicaram que o clorpirifós induziu a expressão gênica do sistema antioxidante e imunológico, evidenciado pela elevada expressão de SOD, GPx e GST, bem como pela ativação de proteínas de estresse (HSP70) e de citocinas pró-inflamatórias (TNF). Em contrapartida, a suplementação com B-glucano reduziu a intensidade dessas respostas, demonstrando efeito antioxidante e imunomodulador. A atividade enzimática da SOD não foi influenciada pelo B-glucano, apenas pela exposição ao estressor. Para a atividade de GPx não houve efeitos significativos e para CAT, aos 15 dias, houve efeito significativo para a dieta com B-glucano dependente da condição de exposição. Para a lipoperoxidação, aos 15 dias, os animais alimentados com B-glucano apresentaram maior valor de MDA, não sendo a exposição significativa. Aos 30 dias de tratamento com as dietas e os 4 dias de exposição ao estressor foi observado efeito altamente significativo para os animais não expostos, que apresentaram maior nível de MDA e não houve efeito significativo para dieta. A suplementação com B-glucano modulou principalmente parâmetros imunológicos e de biotransformação, reduzindo vias inflamatórias, embora seu efeito antioxidante tenha sido limitado. Assim, o B-glucano apresenta potencial como aditivo funcional, porém com eficácia parcial, reforçando a necessidade de integrar manejo nutricional e monitoramento ambiental na aquicultura.

Aquaculture, a key activity for global food security, faces increasing sanitary and environmental challenges associated with exposure to chemical contaminants, such as organophosphorus compounds. This study aimed to evaluate the imunomodulatory effect of β-glucan supplementation on the antioxidant and immune responses of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) exposed to chlorpyrifos. The experiment was conducted in a completely randomized design under a 2×2 factorial arrangement, including diets with or without β-glucan and exposure or non-exposure to chlorpyrifos, evaluated at two sampling times (15 and 30 days), totaling four treatments with three replicates each. Data were subjected to analysis of variance (ANOVA) at a 5% significance level, and differences among groups were assessed using Tukey’s post hoc test (5%) with SAS OnDemand software. Gene expression of antioxidant enzymes (SOD, CAT, GPx, GST), biotransformation enzymes (CYP), pro- and anti-inflammatory cytokines (TNF, IL-10), and cellular stress markers (HSP70) was analyzed by real-time quantitative PCR (RT-qPCR). Enzymatic activities of SOD, CAT, and GPx and hepatic oxidative stress were also evaluated by lipid peroxidation (LPO) using the malondialdehyde (MDA) method. Results showed that chlorpyrifos increased the expression of antioxidant and immune system genes, evidenced by elevated SOD, GPx, and GST transcription, as well as the activation of stress proteins (HSP70) and pro-inflammatory cytokines (TNF). Conversely, β-glucan supplementation attenuated the magnitude of these responses, indicating immunomodulatory and antioxidant-related effects. SOD activity was influenced only by stressor exposure, not by β-glucan supplementation. GPx activity showed no significant effects, while CAT activity at 15 days was significantly affected by β-glucan in an exposure-dependent manner. Regarding lipid peroxidation, at 15 days, fish fed β-glucan exhibited higher MDA levels, with no significant effect of exposure. At 30 days of dietary treatment and four days of stressor exposure, a highly significant effect was observed for non-exposed fish, which showed higher MDA levels, with no significant dietary effect. β-Glucan supplementation primarily modulated immunological and biotransformation parameters, reducing inflammatory pathways, although its direct antioxidant effect was limited. Therefore, β-glucan shows potential as a functional feed additive, albeit with partial efficacy, reinforcing the need to integrate nutritional management with environmental monitoring in aquaculture systems.