Effect of chronic exposure to ammonia on alterations of proteins and immunoglobulins in sea bass (Dicentrarchus labrax) serum

Type Article
Date 1999-07
Language English
Author(s) Coeurdacier Jean-Luc, Dutto Gilbert
Affiliation(s) IFREMER, F-34250 Palavas Les Flots, France.
Source Aquatic Living Resources (0990-7440) (Elsevier), 1999-07 , Vol. 12 , N. 4 , P. 247-253
DOI 10.1016/S0990-7440(00)86635-8
WOS© Times Cited 4
Mot-Clé(s) Dicentrarchus labrax, Poisson d'élevage, Protéine, Immunoglobuline, Toxicité sublétale, Ammoniaque
French abstract Les modifications des concentrations en immunoglobulines (Ig) et en protéines ainsi que celles des protéinogrammes sériques-ont été suivies pendant 116 jours chez des loups méditerranéens de (131,3 ± 4,3 g) élevés en présence de doses sublétales d'ammoniaque. Pendant 62 jours, les poissons ont vécu dans de l'eau de mer additionnée d'ammoniaque à des concentrations de 0,204 mg·L−1 de NH3 correspondant à 12 % de la 96-h DL50 pour le groupe 1 et 0,340 mg·L−1 de NH3 correspondant à 20 % de la 96-h DL50 pour le groupe 2. Ensuite, l'ensemble des poissons a été élevé pendant 54 jours dans la même eau que celle du groupe témoin (groupe 0). L'immunoglobulinémie a été réalisée par dosage immuno-enzymatique (ELISA) ; les différents protéinogrammes sériques ont été effectués en gel filtration sur colonnes. Au cours de la période d'intoxication (21e jour), l'immunoglobulinémie reste inférieure chez les poissons traités (groupe 2 : 1,76 ± 0,43 mg·mL−1 ; groupe 1 : 1,19 ± 0,33 mg·mL−1 contre 3,39 ± 1,01 mg·mL−1 pour le groupe 0), mais ce déficit diminue à la fin de cette période (jour 62) pour s'inverser lors de la période de récupération (jour 116e : groupe 2 : 9.75 ± 1.84 mg·mL−1 ; groupe 1 : 7.50 ± 1.22 mg ; groupe 0 : 6.38 ± 1.13 mg·mL−1). De fait, les différences de productions cumulées des Ig entre les groupes traités et les témoins restent inférieures à 10 % en fin d'expérience. La protéinémie suit une évolution similaire à celle des Ig, mais pour le groupe 1, elle se rétablit dès la fin de la période d'intoxication (groupe 2 : 46,49 ± 2,34 mg·mL−1 ; groupe 0 : 46,74 ± 1,97 mg·mL−1). Sur la durée totale de l'expérience, les productions globales sont équivalentes entre le groupe l et le groupe 0 mais restent inférieures pour le groupe 2. L'étude des protéinogrammes révèle un glissement vers les protéines de faible poids moléculaire et l'émergence d'un nouveau pic en fin de période d'intoxication. Toutes ces modifications disparaissent au cours de la période de récupération. Les modifications protéiques et des Ig, consécutives à une intoxication à l'ammoniaque, de période limitée (2 mois) et pour des concentrations égales ou inférieures à 20 % de la 96-h DL50, disparaissent après quelques mois de récupération en conditions standard d'élevage.

Keyword(s) Dicentrarchus labrax, Fish culture, Proteins, Immunoglobulin, Sublethal toxicity, Ammonia
Abstract The relationship between serum protein, immunoglobulin concentrations and protein molecular weight profile (PMWP) alterations of sea bass (131.3 +/- 4.3 g) reared in sea water with sublethal concentrations of ammonia was studied over two periods totalling 116 days. During the exposure period (62 days) the first group (group 1) lived in sea water with 0.204 mg.L-1 unionized ammonia nitrogen equivalent to 12 % of the lethal concentration for 50 % of a population exposed for 96 h to ammonia (96-h LC50), whilst the second group (group 2) lived in sea water with 0.340 mg.L-1 UIA-N equivalent to 20 % of the 96-h LC50 of ammonia. Then, the two groups were left for a recovery period (54 days) in the same water as the control group (group 0). The determination of the total immunoglobulin (Ig) concentration was carried out by enzyme-linked immunosorbant assay (ELISA). Gel filtration columns were used for the serum PMWP. Serum Ig concentration of the exposed fish (group 2: 1.76 +/- 0.43 mg.mL(-1); group 1: 1.19 +/- 0.33 mg.mL(-1)) was lower than the control group (3.39 +/- 1.01 mg.mL(-1)) after 21 days of exposure period but this difference was reduced at the end of this period (day 62) and treated group Ig concentrations switched to higher than the control group after the recovery period (day 116, group 2: 9.75 +/- 1.84 mg.mL(-1); group 1: 7.50 +/- 1.22 mg.mL(-1) group 0: 6.38 +/- 1.13 mg.mL(-1)). In fact, at the end of the experiment, the cumulative Ig production difference between fish exposed to ammonia and the control was less than 10 %. Although a similar evolution of the Ig serum occurred with protein concentration, the serum protein concentration deficit of group 1 was restored at the end of the exposure period (group 2: 46.49 +/- 2.34 mg.mL(-1); group 0: 46.74 +/- 1.97 mg.mL(-1)) and the cumulative production during the experiment was not significantly different between group 1 and group 0. However, this remained lower for group 2. During the exposure period, the PMWP of treated fish moved towards smaller molecular weight proteins. This alteration of the PMWP showed that the 0.2-kDa fraction increased, and another fraction appeared at the end of the exposure period. However, at the end of the recovery period, no difference was found between the PMWPs of control and treated fish. The alterations of the serum protein and Ig of fish reared, for a limited period (2 months), in water with sublethal concentrations of ammonia (20 % 96-h LC50 or less) should disappear completely after a few months in normal rearing conditions.
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