La supplémentation en arsenic alimentaire induit un stress oxydatif en supprimant le facteur 2 lié au facteur nucléaire érythroïde 2- dans le foie et les reins des poules pondeuses

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ABSTRAIT

Cette étude a examiné les effets de la supplémentation en arsenic alimentaire sur les performances de ponte, la qualité des œufs, l'histopathologie hépatique et rénale et le stress oxydatif dans le foie et lesreins de poules pondeuses. En outre, la voie de la protéine 1 (Keap1) associée au facteur nucléaire érythroïde {{0}} liée au facteur 2 (Nrf2)-Kelch-like ECH a été explorée pour révéler le mécanisme moléculaire du stress. Cinq cent douze poules pondeuses Hyline White âgées de 40-semaines ont été réparties au hasard en 4 groupes avec 8 enclos par groupe et 16 poules par enclos. Les doses d'arsenic administrées aux 4 groupes étaient de 0.95, 20.78, 40.67 et 60.25 mg/kg. Les résultats ont révélé que la supplémentation en arsenic alimentaire réduisait de manière significative la production d'œufs par jour de poule (P, 0.05), le poids moyen des œufs (P, 0,05), les unités Haugh (P, 0,05), la hauteur de l'albumen (P, 0,05) , et la résistance de la coquille (P, 0,05). La supplémentation en arsenic alimentaire induit également l'accumulation d'arsenic et des dommages histopathologiques dans le foie etun rein. Conformément, la supplémentation en arsenic alimentaire a considérablement amélioré l'alanine aminotransférase sérique (P, {{0}}.05), l'aspartate aminotransférase (P, 0.05) , taux d'urée sanguine (P, {{10}}.05) et d'acide urique (P, 0.05). Après exposition à l'arsenic, les activités de la superoxyde dismutase (SOD) (P, 0,05), de la catalase (P, 0,01), de la glutathion réductase (P, 0,05), de la glutathion peroxydase (P, 0,05) et de la teneur en glutathion (P, 0,05) étaient significativement diminué, tandis que le niveau de malondialdéhyde a été significativement augmenté (P=0,05) dans le foie et les reins. Des corrélations positives ont été observées entre les activités des enzymes antioxydantes et l'expression des gènes des enzymes antioxydantes dans le foie et les reins, à l'exception de l'expression des gènes rénaux de la manganèse superoxyde dismutase et de l'activité SOD. De plus, l'expression de l'ARNm de Nrf2 hépatique et rénal était positivement corrélée à l'expression du gène antioxydant et négativement corrélée à l'expression de l'ARNm de Keap1. En résumé, la supplémentation en arsenic alimentaire a induit un stress oxydatif en supprimant la voie Nrf2-Keap1 dans le foie et les reins des poules pondeuses.

Mots clés:arsenic, poule pondeuse, voie Nrf2-Keap1, stress oxydatif, reins

INTRODUCTION

Au cours des dernières années, on a constaté que les risques environnementaux se produisaient à des concentrations croissantes. L'arsenic est un toxique hautement métalloïde, même à une très faible concentration dans les aliments pour volailles. Son rôle physiologique chez la volaille est bien défini, car il est nécessaire à la synthèse des métabolites de la méthionine dont la cystéine. Les concentrations d'arsenic recommandées dans les aliments pour volailles sont comprises entre {{0}},012 et 0,050 mg/kg (Balo s et al., 2019). Cependant, une enquête précédente a montré que les concentrations d'arsenic dans les aliments pour volailles sont probablement au-delà des niveaux de tolérance des animaux lorsque les aliments pour volailles contiennent des algues, du carbonate cuivrique, du sulfate cuivrique pentahydraté, du trihydroxyde de chlorure de dicuivre ou du carbonate ferreux (Adamse et al., 2017) . Kazi et al. (2013) ont signalé qu'il existe une forte possibilité que l'arsenic dans les aliments pour volaille affecte la santé des poulets à griller. Les quantités excessives d'arsenic dans les aliments pour volailles et leurs effets toxicologiques sur les volailles restent des problèmes sérieux. Lorsqu'un excès d'arsenic pénètre dans un animal, il peut induire divers effets néfastes sur la santé, tels que l'immunotoxicité, la toxicité respiratoire, la toxicité cardiovasculaire, l'hépatotoxicité, l'hépatotoxicité, la néphrotoxicité, la neurovirulence, la toxicité reproductive et la génotoxicité. Les effets toxicologiques de l'arsenic sur les organes viscéraux ont été principalement documentés dans des études sur des mammifères, suggérant que l'arsenic présente un risque pour les fonctions hépatiques et rénales (Waalkes et al., 2004; Mazumder, 2005; Zheng et al., 2014). Néanmoins, les effets toxicologiques de l'exposition alimentaire à l'arsenic sur le foie et les reins des poules pondeuses ne sont toujours pas clairs. La toxicité de l'arsenic chez l'animal est étroitement liée au stress oxydatif qui perturbe l'équilibre pro/antioxydant (Flora, 2011). Lorsque l'arsenic pénètre dans une cellule, il se lie au glutathion intracellulaire (GSH) ou l'oxyde, entraînant la génération de radicaux libres. Comme nous le savons, les gènes cytoprotecteurs peuvent être régulés par un certain nombre de facteurs de transcription intracellulaires, notamment le facteur 2 (Nrf2) associé au facteur érythroïde 2- nucléaire, la protéine activatrice 1 et le facteur nucléaire kappa-B (Kwak et al., 2001 ). Le facteur de transcription Nrf2 est une molécule vitale qui régule les niveaux de stress dans les cellules. Dans des conditions de repos, Nrf2 interagit avec la protéine 1 associée à l'ECH de type Kelch (Keap1), qui est principalement située dans le cytoplasme. Lorsque le stress oxydatif est déclenché, Nrf2 effectue une translocation du cytoplasme vers le noyau après s'être séparé de la molécule Keap1 et active alors l'expression des gènes cytoprotecteurs (Motohashi et Yamamoto, 2004). Par la suite, les gènes cytoprotecteurs régulent davantage les activités des enzymes antioxydantes en aval, notamment la superoxyde dismutase (SOD), la glutathion réductase (GR), la glutathion peroxydase (GSH-Px) et la catalase (CAT). Une étude précédente a montré que le facteur de transcription Nrf2 participe au stress induit par l'arsenic chez les mammifères (Sinha et al., 2013). Cependant, les effets exacts de l'exposition à l'arsenic sur les effets du stress oxydatif chez les poules pondeuses restent insaisissables. Dans la présente étude, nous avons étudié l'effet de la supplémentation en arsenic alimentaire sur la performance de ponte, la qualité des œufs, les indices biochimiques sériques, les changements histopathologiques hépatiques et rénaux et le stress oxydatif chez les poules pondeuses. De plus, la voie Nrf2-Keap1 a été explorée pour identifier le mécanisme moléculaire dans le foie etreinsde poules pondeuses. Cette étude fournit des informations sur la théorie biologique de la toxicité alimentaire excessive de l'arsenic dans le foie etun reinde poules pondeuses.

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MATÉRIAUX ET MÉTHODES

Cette étude a été approuvée par le Comité institutionnel de protection et d'utilisation des animaux. Toutes les procédures expérimentales effectuées sur des animaux ont été mises en œuvre conformément à l'Association chinoise pour les sciences des animaux de laboratoire.

Animaux, régimes et conception expérimentale

Cinq cent douze poules pondeuses Hyline White âgées de {{0}}semaines avec des conditions corporelles similaires ont été sélectionnées au hasard et séparées en 4 groupes. Chaque groupe contenait 8 répétitions de 16 oiseaux. L'arsenic a été ajouté au régime basal de maïs-haricots à 4 concentrations différentes (0, 20, 40 et 60 mg/kg ; sous forme d'acide arsanilique) (tableau complémentaire 1). Les concentrations d'arsenic dans la charge ont été mesurées par spectrométrie d'absorption atomique à génération d'hydrure selon la méthodologie précédente (Dos Passos et al., 2012). Les concentrations réelles d'arsenic dans les 4 groupes étaient de 0,95, 20,78, 40,67 et 60,25 mg/kg. Les oiseaux ont été gardés dans des cages (60 ! 50 ! 50 cm3) équipées de 1 mangeoire et 2 tétines, et 2 poules ont été logées par cage. Pendant toute la période expérimentale, les poules avaient libre accès à la nourriture et à la boisson. L'expérience entière a duré 10 semaines, y compris une période d'ajustement de 1- semaines et une période expérimentale formelle de 9- semaines.

Performances de ponte et qualité des œufs

Pendant toute la période expérimentale, les indices de performance de ponte ont été enregistrés quotidiennement, y compris la consommation d'aliments, la production d'œufs par jour de poule et le poids des œufs (EW). Les déterminations de l'apport alimentaire et de l'EW dans chaque groupe ont été effectuées à l'aide d'une échelle de poids sensible (XS2002S, Mettler Toledo, Zurich, Suisse). Le taux de conversion alimentaire (FCR) a été calculé selon la formule suivante : FCR 5 apport alimentaire en grammes/masse d'œufs en grammes. Un total de 40 œufs de chaque groupe ont été prélevés au hasard pour mesurer les paramètres de qualité des œufs dans les 24 h suivant la ponte à la fin de l'expérience. Les œufs ont été pesés à l'aide d'une balance sensible (XS2002S, Mettler Toledo). Ensuite, l'unité Haugh, la hauteur de l'albumen, la couleur du jaune et la résistance de la coquille d'œuf ont été déterminées par un testeur d'œuf numérique (DET6000, Nabel Co. Ltd., Kyoto, Japon). L'épaisseur de la coquille d'œuf avec la membrane interne a été déterminée au niveau de la région pointue, médiane et émoussée de l'œuf à l'aide d'un micromètre à cadran(547-350, Mitutoyo, Kawasaki, Japon), et les valeurs moyennes ont été utilisées pour l'analyse statistique.

Prélèvement d'échantillons

Après l'expérience d'élevage, 32 oiseaux de chaque groupe ont été sélectionnés au hasard et euthanasiés en coupant les veines du cou. Des échantillons de sang ont été prélevés dans des tubes à centrifuger stériles et immédiatement transportés au laboratoire pour la mesure des indices biochimiques sériques. Par la suite, les oiseaux ont été disséqués, et le foie etreinsont été retirés de la cavité abdominale. Le foie etun reinéchantillons ont été coupés en 4 parties. Une partie a été immédiatement fixée dans du paraformaldéhyde à 4 % pour un examen histopathologique. Les 3 autres parties ont été immédiatement stockées dans de l'azote liquide pour une détermination plus poussée des paramètres de stress oxydatif, du dépôt d'arsenic et de l'expression génique.

Essai de dépôt d'arsenic

Après mesure de la qualité des œufs, le jaune a été séparé de l'albumen. L'accumulation d'arsenic dans l'albumen et le jaune a été mesurée par spectrométrie d'absorption atomique à génération d'hydrure selon la méthodologie précédente (Dos Passos et al., 2012). L'accumulation d'arsenic dans l'œuf entier a été calculée en additionnant la teneur en arsenic de l'albumen et du jaune. De manière similaire, la spectrométrie d'absorption atomique par génération d'hydrure a été utilisée pour déterminer l'accumulation d'arsenic dans le foie etrein de poule pondeuse(Dos Passos et al., 2012).

Détermination des indices biochimiques sériques

Les taux de protéines totales, d'albumine, de globuline, d'alanine aminotransférase (ALT) et d'aspartate aminotransférase (AST) sont des indices importants pour évaluer la fonction hépatique. Ces paramètres ont été mesurés à l'aide de kits de dosage appropriés (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, Nanjing, Chine) conformément aux instructions du fabricant. Les taux d'azote uréique sanguin (BUN), d'acide urique (UA) et de créatinine (CT) sont des indices importants pour évaluer la fonction rénale et ont été déterminés à l'aide de kits de détection (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute).

Changements histopathologiques

Les tissus hépatiques et rénaux fixés dans du paraformaldéhyde à 4 % ont été déshydratés dans de l'éthanol à 70, 80, 90, 95 et 100 % et finalement inclus dans de la paraffine. Les tissus ont été découpés en sections d'épaisseur 6- mm, puis colorés avec de l'hématoxyline et de l'éosine. Par la suite, des observations de changements histopathologiques dans le foie etun reintissus ont été réalisées par un pathologiste sous un microscope optique (Olympus, Melville, NY).

Tests de peroxydation lipidique (LPO) et d'activité enzymatique antioxydante

Les activités de SOD, CAT, GR et GSH-Px, ainsi que les teneurs en malondialdéhyde (MDA) et GSH dans le foie et les reins ont été déterminées par des kits d'analyse appropriés (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute). Brièvement, la teneur en MDA a été mesurée par une méthode spectrophotométrique basée sur la réaction entre l'acide thiobarbiturique et le MDA (Janero, 1990). L'activité GR et la teneur en GSH ont été déterminées à l'aide de l'acide 5,5- dithiobis(2-nitrobenzoïque) (Carlberg et Mannervik, 1985 ; Abegg et al., 2012). L'activité SOD a été déterminée en fonction de la réaction inhibitrice entre la réduction du nitro bleu tétrazolium et la xanthine oxydase. L'activité CAT a été déterminée sur la base de la formation d'un complexe stable de peroxyde d'hydrogène et de molybdate d'ammonium (Aebi, 1984). L'activité GSH-Px a été déterminée en évaluant la réduction de l'hydroperoxyde de t-butyle (Wheeler et al., 1990).

Isolement de l'ARN total et PCR quantitative en temps réel

L'ARN total a été isolé des tissus hépatiques et rénaux avec le kit Trizol RNAiso (Invitrogen, Carlsbad, CA) en suivant les instructions du fabricant. Les échantillons d'ARN ont été rétrotranscrits en ADNc à l'aide du kit de réactifs PrimeScript RT (TaKaRa, Dalian, Chine). Les amorces directes et inverses pour la superoxyde dismutase de manganèse (MnSOD), la superoxyde dismutase de cuivre-zinc (CuZnSOD), CAT, GR, GSH-Px, Nrf2, Keap1 et le gène de ménage (b-actine) sont présentés dans le tableau supplémentaire 2. L'abondance des gènes a été mesurée par un système de PCR en temps réel StepOnePlus (ABI 7500, Applied Biosystems, Foster City, CA). Les conditions de cycle étaient de 95 C pendant 30 s suivies de 35 cycles de 95 C pendant 5 s, 59 C pendant 10 s et 72 C pendant 30 s. La différence de pli dans l'expression de l'ARNm a été mesurée à l'aide de la méthode de quantification relative utilisant des efficacités de PCR en temps réel et normalisée au niveau de b-actine, afin de comparer les modifications CT relatives entre tous les groupes (Livak et Schmittgen, 2001).

Analyses statistiques

Toutes les données sont exprimées en tant que moyenne 6 SE. L'analyse statistique a été effectuée par ANOVA unidirectionnelle à l'aide de SPSS version 20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL). Lorsque les différences entre les groupes étaient significatives (indiquées par P, 0.05), les moyennes ont été comparées à la différence honnêtement significative de Tukey pour les comparaisons multiples post hoc. Les corrélations de Pearson ont été analysées par analyse de corrélation bivariée (SPSS version 20.0, SPSS Inc.). Les coefficients de signification et de corrélation sont représentés par "p" et "r", respectivement.

RÉSULTATS

Performance de ponte et qualité des œufs Par rapport à celles du groupe {{0}}.95 mg/kg d'arsenic, la production d'œufs le jour de la poule et l'EW ont été considérablement réduites dans le groupe 60.25 mg/ kg groupe arsenic (P, 0.05). Cependant, l'arsenic alimentaire n'a pas affecté l'apport alimentaire ou le FCR (tableau 1). Par rapport à celle du groupe {{20}}.95 mg/kg d'arsenic, l'unité Haugh a été considérablement réduite dans les groupes 40.67 mg/kg (P, 0,05) et 60,25 mg /kg (P, 0,05) groupes arsenic. De plus, la hauteur de l'albumen et la résistance de la coquille d'œuf ont diminué de manière significative dans le groupe à 20,78 mg/kg d'arsenic par rapport au groupe à 0,95 mg/kg d'arsenic (P=0,05), ont atteint un plateau dans le groupe à 40,67 mg/kg d'arsenic et ont fortement diminué dans le groupe à 60,25 mg/kg. mg/kg groupe arsenic (P, 0,05). L'arsenic alimentaire n'a pas affecté la couleur du jaune ou l'épaisseur de la coquille (tableau 1)

Dépôt d'arsenic

Le dépôt d'arsenic dans l'albumen (P, {{0}}.05), le jaune (P, 0.05) et l'œuf entier (P, 0.05) augmentait significativement lorsque la dose d'arsenic alimentaire augmentait de 0,95 à 60,25 mg/kg (tableau 2). De même, à mesure que la dose d'arsenic alimentaire augmentait de 0,95 à 60,25 mg/kg, le dépôt d'arsenic dans le foie (P, 0,05) et les reins (P, 0,05) augmentait significativement (tableau 2)

Analyse de corrélation entre la qualité des œufs et le dépôt d'arsenic dans l'œuf

Le dépôt d'arsenic dans l'albumen était négativement corrélé avec l'unité Haugh (r {{0}}.622, P, 0.{{10}}1), l'albumen hauteur (r 5 20.878, P, 0.01) et résistance de la coquille (r 5 20.897, P, 0.{{ 30}}1). Pendant ce temps, le dépôt d'arsenic dans le jaune était également négativement lié à l'unité Haugh (r 5 20.654, P, 0.01), à la hauteur de l'albumen (r 5 20.893, P, 0.01) et résistance de la coquille (r 5 20.902, P, 0.01). De même, des relations négatives ont été trouvées entre le dépôt d'arsenic dans l'œuf entier et l'unité Haugh (r 5 20.640, P, 0.01), la hauteur de l'albumen (r 5 20.888, P, 0.01) , et résistance de la coquille (r 5 20.902, P, 0.01) (tableau 3)

Indices biochimiques sériques

Comparativement à ceux du groupe {{0}}.95 mg/kg d'arsenic, les taux d'ALT ont augmenté de manière significative dans le groupe 20.78 mg/kg (P , 0.{ {16}}5), 40.67 mg/kg (P , 0,05) et 60,25 mg/kg (P , 0,05) groupes d'arsenic. Pendant ce temps, les niveaux d'AST dans le groupe 60,25 mg/kg d'arsenic ont été significativement augmentés par rapport à ceux du groupe 0,95 mg/kg d'arsenic (P, 0,05). L'arsenic alimentaire n'a pas affecté les taux de protéines totales ou d'albumine dans le sérum (tableau 4).

Comparativement à ceux du groupe {{0}}0,95 mg/kg d'arsenic, les niveaux de BUN et d'UA ont augmenté de manière significative dans le groupe de 60,25 mg/kg d'arsenic (P, 0,05), alors que l'exposition alimentaire à l'arsenic n'a pas augmenté. affecter le taux de CT dans le sérum (tableau 4).

Changements histopathologiques

L'apparence du tissu hépatique était normale et inchangée dans le groupe {{0}}.95 mg/kg d'arsenic. Cependant, à mesure que la dose d'arsenic alimentaire est passée de 20.78 à 60,25 mg/kg, la prolifération des voies biliaires, la stéatose des hépatocytes et la déformation de la veine centrale sont devenues plus graves (figures 1A à 1D). L'apparence du tissu rénal était normale et inchangée dans le groupe recevant 0,95 mg/kg d'arsenic. Cependant, il y avait un rétrécissement glomérulaire sévère dans le groupe 20,78 mg/kg d'arsenic par rapport au groupe 0,95 mg/kg d'arsenic. Lorsque la dose d'arsenic alimentaire est passée de 40, 67 à 60, 25 mg / kg, l'élargissement des tubules rénaux, la fibrose tubulaire et l'hyalinisation sont devenus plus graves (figures 1E à 1H).

Biomarqueurs du stress oxydatif

Comparativement à ceux du groupe {{0}}.95 mg/kg d'arsenic, les taux hépatiques de MDA ont augmenté de manière significative dans le groupe 60.25 mg/kg d'arsenic (P , {{12} }.05), et les taux rénaux de MDA étaient significativement augmentés dans les doses d'arsenic de 20,78 mg/kg (P , 0,05), 40,67 mg/kg (P , 0,05) et 60,25 mg/kg (P , 0,05). groupes (figure 2A). taux de GSH dans le foie etun reinsignificativement diminué dans le groupe 20.78 mg/kg d'arsenic par rapport à ceux du groupe 0.95 mg/kg d'arsenic (P, 0.05) , et a atteint un plateau dans les groupes d'arsenic 40.67 et 60.25 mg/kg (Figure 2B). L'activité hépatique de la SOD a diminué de manière significative dans les groupes d'arsenic 40,67 mg/kg (P, 0,05) et 60,25 mg/kg (P, 0,05) par rapport au groupe d'arsenic 0,95 mg/kg. L'activité rénale de la SOD a diminué de manière significative dans le groupe d'arsenic de 20,78 mg/kg par rapport au groupe d'arsenic de 0,95 mg/kg (P, 0,05) et a atteint un plateau dans les groupes d'arsenic de 40,67 et 60,25 mg/kg (figure 2C). Activité CAT dans le foie etun reinsignificativement diminué à mesure que la dose d'arsenic alimentaire augmentait de {{0}}.95 à 60.25 mg/kg (P, 0.05, Figure 2D). Par rapport à celle du groupe d'arsenic 0.95 mg/kg, l'activité GR dans le foie et les reins a été considérablement réduite dans le groupe d'arsenic de 60.25 mg/kg (P, 0,05, figure 2E ). De plus, par rapport au groupe 0,95 mg/kg d'arsenic, l'activité hépatique du GSH-Px a été significativement réduite dans le groupe 60,25 mg/kg d'arsenic (P=0,05) et l'activité rénale du GSH Px a fortement diminué dans le groupe 20,78 mg/kg d'arsenic. (P, 0,05) et atteint un plateau dans les groupes d'arsenic 40,67 et 60,25 mg/kg (figure 2F).

Expressions géniques des enzymes antioxydantes, des molécules Nrf2 et Keap1

L'expression hépatique du gène CuZnSOD a diminué de manière significative dans le groupe 20.78 mg/kg d'arsenic par rapport au groupe 0.95 mg/kg d'arsenic (P, 0.{{16} }5) et atteint un plateau dans les groupes d'arsenic 40.67 et 60.25 mg/kg. L'expression rénale du gène CuZnSOD a diminué de manière significative dans les groupes 40.67 mg/kg (P , 0.05) et 60.25 mg/kg (P , 0.05) groupes d'arsenic par rapport au groupe d'arsenic 0.95 mg/kg (Figure 3A). Par rapport au groupe 0.95 mg/kg d'arsenic, l'expression du gène hépatique MnSOD a été significativement diminuée dans le groupe 20.78 mg/kg d'arsenic (P, 0.{{73 }}5) et atteint un plateau dans les groupes d'arsenic 4{{80}}.67 et 60.25 mg/kg. L'expression du gène rénal MnSOD n'était pas significativement différente entre les groupes (figure 3B). L'expression hépatique du gène CAT a diminué de manière significative dans le groupe 20,78 mg/kg d'arsenic par rapport au groupe {{105}},95 mg/kg d'arsenic (P, 0,05) et a atteint un plateau dans les groupes arsenic 40,67 et 60,25 mg/kg. L'expression rénale du gène CAT a été significativement diminuée dans le groupe 20,78 mg/kg d'arsenic par rapport au groupe 0,95 mg/kg d'arsenic (P=0,05) et a atteint un plateau dans le groupe 40,67 mg/kg d'arsenic, et a été fortement diminuée dans le groupe 60,25 mg/kg. groupe d'arsenic par rapport au groupe d'arsenic de 0,95 mg/kg (P, 0,05, figure 3C). L'expression du gène GR dans le foie et les reins a diminué de manière significative dans le groupe d'arsenic de 20,78 mg/kg par rapport au groupe d'arsenic de 0,95 mg/kg (P, 0,05) et a atteint un plateau dans les groupes d'arsenic de 40,67 et 60,25 mg/kg (figure 3D). En outre, l'expression hépatique du gène GSH-Px a diminué de manière significative lorsque la dose d'arsenic alimentaire a augmenté de 0,95 à 40,67 mg/kg (P=0,05), puis a atteint un plateau dans le groupe 60,25 mg/kg d'arsenic. L'expression rénale du gène GSH-Px a diminué de manière significative dans le groupe d'arsenic de 20,78 mg/kg par rapport au groupe d'arsenic de 0,95 mg/kg (P, 0,05) et a atteint un plateau dans les groupes d'arsenic de 40,67 et 60,25 mg/kg (Figure 3E). L'expression du gène Nrf2 dans le foie et les reins a diminué de manière significative dans le groupe d'arsenic à 20,78 mg/kg par rapport au groupe d'arsenic à 0,95 mg/kg (P, 0,05) et a atteint un plateau dans les groupes d'arsenic à 40,67 et 60,25 mg/kg (Figures 4A et 4C ). En revanche, l'expression du gène Keap1 dans le foie et les reins a fortement augmenté dans le groupe 20,78 mg/kg d'arsenic par rapport au groupe 0,95 mg/kg d'arsenic (P=0,05) et a atteint un plateau dans les groupes 40,67 et 60,25 mg/kg d'arsenic (Figures 4B et 4D).

Analyses de corrélation liées à la voie Nrf2- Keap1

L'expression génique de CuZnSOD (foie, r {{0}}.613, P , 0,01 ;un rein, r {{0}}.687, P , 0.{{10}}1), CHAT (foie, r 5 0.738, P , 0.01 ; rein, r 5 0.903, P , 0.01), GR (foie, r 5 0.477, P , 0,05 ; rein, r 5 0.485, P , 0,05) et GSH-Px (foie, r 5 0.450, P , 0,05 ; rein , r 5 0.767, P , 0.01) dans le foie et les reins, et l'expression du gène hepatic MnSOD (r 5 0.707, P , 0.01) étaient positivement corrélées avec les activités de leurs correspondants. enzymes antioxydantes. De plus, l'expression du gène Nrf2 était positivement corrélée avec les expressions du gène de CuZnSOD (foie, r 5 0.756, P , 0,01 ;un rein, r {{0}}.736, P , 0.01), CAT (foie, r 5 0.893, P , 0.01 ;un rein, r {{0}}.740, P , {{10}}.01), GR (foie, r 5 0 0,837, P , 0,01 ; rein, r 5 0 0,915, P , 0,01) et GSH-Px (foie, r 5 0 0,822, P , 0,01 ; rein, r {{17} }.722, P , 0.01) dans le foie etun rein, et l'expression hépatique du gène MnSOD (r {{0}}.720, P , 0.01). Il y avait une corrélation négative entre l'expression de l'ARNm de Nrf2 et de Keap1 (foie, r 5 20.746, P , 0,01 ;un rein, r {{0}}.771, P , 0.01) dans le foie et les reins. De plus, il n'y avait aucune corrélation entre l'expression du gène MnSOD et l'activité enzymatique de la SOD, ou l'expression de l'ARNm de Nrf2 dans lereins de poules pondeuses(Tableau 5).

DISCUSSION

L'arsenic est un métalloïde omniprésent et toxique dans la nature. Il induit plusieurs toxicoses chez les humains et les animaux, notamment l'hépatotoxicité, la néphrotoxicité, la neurovirulence, l'immunotoxicité, la toxicité cardiovasculaire, l'hépatotoxicité et la toxicité pour la reproduction (Mandal et Suzuki, 2002). L'arsenic cible le plus vigoureusement le système reproducteur des animaux. Des études antérieures ont montré que l'exposition alimentaire à la roxarsone perturbe le taux de ponte et la production d'œufs (Chiou et al., 1999 ; Zhang et al., 2017). Dans cette étude, la supplémentation en arsenic alimentaire a considérablement réduit les performances de ponte, y compris la production d'œufs et l'EW. Des études antérieures ont montré que la supplémentation en arsenic alimentaire induit l'accumulation d'arsenic dans les œufs et réduit la qualité des œufs (Chiou et al., 1998 ; Zhang et al., 2017). Dans la présente étude, la supplémentation en arsenic alimentaire a considérablement réduit l'unité Haugh, la hauteur de l'albumen et la résistance de la coquille. À l'exception de la couleur du jaune et de l'épaisseur de la coquille, des corrélations négatives ont été trouvées entre le dépôt d'arsenic dans les œufs et les paramètres de qualité des œufs. Cela suggère que l'unité Haugh, la hauteur de l'albumen et la résistance de la coquille d'œuf pourraient être affectées par le dépôt d'arsenic dans l'œuf. Comme nous le savons, l'épaisseur de la couche de palissade dans la coquille d'œuf est le déterminant de l'épaisseur de la coquille d'œuf (Ruiz et Lunam, 2000), tandis que le dépôt de pigment détermine la couleur du jaune. Ainsi, nous avons émis l'hypothèse que la supplémentation en arsenic alimentaire pourrait ne pas affecter l'épaisseur de la couche de palissade de dépôt de pigment dans les œufs de poules pondeuses. De nouvelles preuves indiquent que les troubles hépatiques et rénaux sont courants chez les mammifères après une exposition à l'arsenic (Liu et Waalkes, 2008; Huang et al., 2009). Une étude antérieure a montré que l'exposition à l'arsenic induit des lésions histopathologiques dans le foie, notamment une désorientation des tissus, une péliose et une vacuolisation accompagnées de caryolyse, d'apoptose et de nécrose des hépatocytes chez Channa punctatus (Roy et Bhattacharya, 2006). Dans cette étude, nous avons observé de graves changements dans la prolifération des voies biliaires, la stéatose des hépatocytes et la déformation de la veine centrale du foie lorsque la dose d'arsenic alimentaire est passée de 20,78 à 60,25 mg/kg. Roy et Bhattacharya (2006) ont également constaté que l'exposition à l'arsenic induit un rétrécissement du glomérule, des irrégularités dans le tubule rénal et une augmentation de l'espace de Bowman. Dans la présente enquête, comme la dose d'arsenic alimentaire

augmenté de 20,78 à 60,25 mg/kg, les changements histopathologiques rénaux étaient très graves, y compris l'élargissement des tubules rénaux, le rétrécissement glomérulaire, la fibrose tubulaire et l'hyalinisation, ce qui est conforme à une étude antérieure (Roy et Bhattacharya, 2006). Selon des rapports antérieurs, il a été prouvé que les taux sériques d'AST et d'ALT sont des marqueurs de substitution de la réaction inflammatoire hépatique et de la fibrose (Wang et al., 2008 ; Khattab et al., 2015). Dans cette étude, les augmentations des niveaux d'AST et d'ALT dans le sérum impliquaient que la réponse inflammatoire hépatique était intensifiée après une exposition à l'arsenic, ce qui était cohérent avec les changements histopathologiques observés dans le foie des poules pondeuses. Patel et Kalia (2013) ont également découvert que l'hépatotoxicité induite par l'arsenic se manifeste par une augmentation des taux sériques d'ALT et d'AST chez les rats Wistar. La fonction rénale est régulièrement surveillée par les taux d'azote uréique sanguin, de CT et d'UA dans le sérum. Nous avons constaté que les taux sériques de BUN et d'UA étaient significativement augmentés et que le taux sérique de CT avait tendance à augmenter après la supplémentation en arsenic alimentaire, ce qui implique queun reindégâtsrésultant de l'exposition à l'arsenic chez les poules pondeuses, ce qui est conforme aux recherches antérieures (Liu et al., 2000). Il est bien établi que les lésions tissulaires induites par l'exposition à l'arsenic sont étroitement liées au stress oxydatif (Jomova et al., 2011). Lorsque le stress oxydatif est déclenché, les espèces réactives de l'oxygène (ROS) intracellulaires induisent la LPO, qui peut être surveillée par les niveaux intracellulaires de MDA (Storey, 1996). Dans cette étude, les niveaux hépatiques et rénaux de MDA ont augmenté de manière significative après une supplémentation en arsenic alimentaire, ce qui implique qu'il y a eu une augmentation de la LPO, ce qui peut avoir indiqué une lésion oxydative dans le foie etreins de poules pondeuses.Le GSH joue également un rôle vital dans la régulation du stress oxydatif intracellulaire (Finkel et Holbrook, 2000). Par rapport à ceux du groupe 0,95 mg/kg d'arsenic, les taux de GSH

ont été significativement diminués dans les groupes traités avec des concentrations plus élevées d'arsenic, ce qui suggère que l'arsenic pourrait se lier au GSH pour atténuer les capacités antioxydantes du foie etun rein.Flore et al. (1997) ont rapporté que l'exposition à l'arsenic réduit la concentration de GSH et produit des lésions prononcées dans le foie etreinsde rats. De plus, les systèmes enzymatiques antioxydants intracellulaires confèrent des rôles protecteurs pour protéger contre le stress oxydatif, notamment SOD, CAT, GR et GSH-Px (Finkel et Holbrook, 2000). Dans cette étude, la supplémentation en arsenic alimentaire a réduit de manière significative les activités de SOD, CAT, GR et GSH-Px dans le foie et les reins des poules pondeuses. Lorsque les systèmes antioxydants ne peuvent pas neutraliser l'excès de ROS intracellulaires, des dommages oxydatifs se produisent en raison de la LPO, ce qui pourrait, à son tour, atténuer les activités des enzymes antioxydantes. Une étude précédente a également rapporté que l'arsenic induit un stress oxydatif dans le rein du rat (Sener et al., 2016). Les enzymes antioxydantes sont des protéines et pourraient être régulées par des gènes au niveau de la transcription. Dans la présente étude, l'exposition à l'arsenic a considérablement diminué l'expression de l'ARNm de CuZnSOD, CAT, GR et GSHPx. De plus, l'expression génique de CuZnSOD, CAT, GR et GSH-Px était positivement corrélée avec les activités des enzymes antioxydantes, ce qui implique que l'exposition à l'arsenic réduisait les activités des enzymes antioxydantes en inhibant l'expression de l'ARNm. De même, des corrélations ont été rapportées entre les activités des enzymes antioxydantes et l'expression des gènes dans le foie et les reins des poules pondeuses après exposition au mercure. Cependant, la supplémentation en arsenic alimentaire n'a pas affecté l'expression de MnSOD dans leun rein.Cela peut être dû au fait que la SOD possède plusieurs isoenzymes et que son activité n'est pas affectée par le gène MnSOD. Nrf2 joue un rôle vital dans le système de défense contre le stress oxydatif. Dans des conditions basales, Nrf2 se lie à Keap1 dans le cytoplasme. Une fois que le niveau de ROS intracellulaire est suffisamment élevé pour modifier les groupes thiol réactifs de Keap1, Nrf2 se transloque beaucoup plus facilement dans le noyau, où il irrite la réponse antioxydante.

élément puis active les gènes protecteurs en aval (Sinha et al., 2013). Dans cette étude, nous avons constaté que l'exposition à l'arsenic réduisait de manière significative l'expression du gène Nrf2 et l'expression des enzymes antioxydantes en aval. La régulation à la baisse de Nrf2 et des gènes des enzymes antioxydantes en aval après une exposition à l'arsenic a suggéré que l'arsenic inhibait l'expression des gènes des enzymes antioxydantes en supprimant l'expression du gène Nrf2 dans le foie etun rein. De plus, l'amélioration de l'expression du gène Keap1 était corrélée négativement avec l'expression du gène Nrf2 et de l'enzyme antioxydante, ce qui implique que la régulation à la hausse de Keap1 cytoplasmique favorise la translocation de Nrf2 du cytoplasme vers le noyau (Kensler et al., 2007). Une étude similaire a rapporté que la voie intracellulaire Nrf2-Keap1 est inactivée en réponse à l'exposition à l'arsenic (Janasik et al., 2018). Néanmoins, une étude précédente a également rapporté que l'exposition à l'arsenic améliore la voie Nrf2-Keap1 pour protéger contre les dommages oxydatifs (Massrieh et al., 2006). Ces résultats ne sont pas incompatibles avec cette étude. Aux premiers stades du stress oxydatif, les effets protecteurs de Nrf2-Keap1 pourraient être activés pour prévenir le stress oxydatif. Néanmoins, la voie Nrf2-Keap1 pourrait ne pas résister aux dommages oxydatifs induits par une exposition prolongée à une forte dose d'arsenic (Kensler et al., 2007). Par la suite, la voie Nrf2- Keap1 peut être inhibée et des dommages oxydatifs intracellulaires ou même une apoptose peuvent survenir dans le foie et les reins des poules pondeuses. Au vu des résultats actuels, cette étude fournit de nouvelles preuves de la défense antioxydante hépatique et rénale sous exposition à l'arsenic chez les poules pondeuses et élucide pour la première fois le rôle central de la voie Nrf2-Keap1 dans le stress oxydatif induit par l'arsenic . En résumé, la supplémentation alimentaire en arsenic a réduit les performances de ponte et la qualité des œufs des poules pondeuses. Des dommages histopathologiques se sont produits dans le foie etun reinaprès exposition à l'arsenic alimentaire. De plus, l'exposition alimentaire à l'arsenic induit un stress oxydatif hépatique et rénal en altérant la voie Nrf2-Keap1 chez les poules pondeuses.