Approche expérimentale et mécanismes d’action des engrais sur le métabolisme physiologique des rats : Aspects biochimiques et histologiques

Abstract

In agriculture, fertilizers are used to improve agricultural yield. But their excessive use has led to massive pollution of soil, air and water and affected human health. This study was designed to evaluate the toxicity of two fertilizers largely used in agriculture, onenitrogenous phosphate (Monoammonium phosphate, MAP) and the other nitrogenous (Calcium nitrate), and to conduct a comparative study of the toxic effects on hematological, biochemical parameters and histological changes in male white rats of the Wistar strain. 49 adult male rats were divided into 7 groups with 7 rats each. The control group (G1) received water, the groups G2, G3, G4 were treated by gavage with MAP at doses (200, 400, 800mg/kg of body weight) respectively and the groups G5, G6, G7 were treated by gavage with calcium nitrate at doses (200, 400, 800 mg/kg of body weight) respectively for 30 days. The results obtained showed that the treatment with MAP under the experimental conditions used induced a significant decrease in body weight in the group treated at the high dose, while the administration of calcium nitrate led to an increase in body weight of the G7 group compared to the control group. The study of the mass of the organs indicated an increase in liver and kidney mass in the groups treated with two fertilizers. A disturbance of hematological parameters was always noted in the groups treated with high doses (400 and 800mg/kg), accompanied by a modification of biochemical parameters: total proteins, albumin, transaminases (ASAT, ALAT), alkaline phosphatase (ALP), bilirubin, glucose, cholesterol, triglyceride, urea, creatinine and uric acid. Furthermore, the enzymatic and non-enzymatic biomarkers determined in the rats treated withMAP and calcium nitrate revealed an induction of the detoxification system, expressed by a significant increase in malondialdehyde (MDA) associated with a decrease in glutathione (GSH), a significant decrease in the activity of catalase (CAT), glutathione peroxidase (GSH-Px) and glutathione s-transferase (GSH-ST), at the level of the organs studied (liver and kidneys). Histopathologically, optical microscopy revealed hepatic and renal tissue damage in the different treated groups compared to the control group. -------------- تستخدم األسمدة في الزراعة المكثفة لتحسين االنتاج الزراعي. لكن استعمالها المفرط يسبب تلوث الهائل للتربة والهواء والماء ويؤثر على صحة االنسان. قمنا بهذه الدراسة لتقييم سمية نوعين من األسمدة يستخدمان على نطاق واسع في الزرا عة، أحدھما فوسفاتي ازوتي )احادي امونيوم الفوسفات (MAP ، والآخر أزوتي )نترات الكالسيوم (، وذلك من خلال اجر اء دراسة لمقارنة تأثيرات السمية على مكونات الدم والمؤشرات البيوكيمياو ية والخلايا النسيجية لذكور الجرذان البيضاء من سلالة وستار. قمنا بتقسيم 49 من ذكور الجرذان البالغة إلى 7 مجموعات، تحتوي كل مجموعة على 7 فئران. تلقت المجموعة الشاھدة (G1 (الماء، و المجموعات G2, G3, G4 عولجت بالتراكيز التالية,(200 ،400 و 800 مغ/كغ من وزن الجسم( على الترتيب، اما المجموعات G5, G6,G7 عولجت بنترات الكالسيوم بالجرعات )200،400 و 800 مغ/كغ من وزن الجسم( على الترتيب لمدة 30 يوما. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن ا لمعالجة باستخدام MAP في ظل الظروف التجريبية المستخدمة أدى إ لى ا نخفاض وزن الجسم في المجموعة المعالجة بالجرعة العالية، بينما أدى تقديم نترات الكالسيوم إلى زيادة وزن الجسم للمجموعة G7 مقارنة بالمجموعة الشاھدة. اشارت دراسة كتلة االعضاء إلى زيادة كتلة الكبد والكلى في ا لمجموعات المعالجة بالسمادين المستعملين. كما لوحظ اضطراب في مؤشرات مكونات الدم في المجموعات المعالجة بجرعات عالية (400 و 800 مغ / كغ)،مصحوبًا بتغيرات في المؤشرات البيوكيمياوية: ، البروتين الكلي، األلبومين، ناقلات األمين(ALAT, ASAT ،(الفوسفاتاز القاعدي ) (PAL ،البيلروبين، الغلوكوز، الكولسترول، الدھون الثلاثية ، اليوريا، الكرياتينين و حمض اليوريك. علاوة على ذلك، فقد كشفت المؤشرات الحيوية األنزيمية وغير األنزيمية المحددة في ا لفئران المعالجة باستعمالMAP و نترات الكاليسيوم عن تحريض نظام إزالة السموم، عن طريق الزيادة الكبيرة (MDA( malondialdehydeمرتبطة بانحفاض في مستوى الغلوتاتيون glutathion) GSH (وانخفاض محسوس في نشاط الكاتاالز catalase( CAT )و الغلوتاثيو ن بيروكسيديز(Px-GSH (والغلوتاتيون ترونسفيراز transférase-s glutathion) GST (في األعضاء المدروسة)الكبد والكلى(. من الناحية النسيجية، يكشف الفحص المجهري البصري عن تلف األنسجة الكبدية والكلوية في المجموعات المعالجة المختلفة مقارنة بالمجموعة الشاھدة. ، (MAP ،(نترات الكالسيوم، المؤشرات البيوكيمياوية، الإجهاد التأكسدي، األنسجة، الجرذان. -------------- En agriculture, les engrais sont utilisés en vue d'améliorer le rendement agricole. Mais leur utilisation excessive a entrainé une pollution massive du sol, de l'air et de l'eau et affecté la santé humaine. La présente étude a été conçu afin d’évaluer la toxicité de deux engrais largement utilisés en Algérie : l’un azoté phosphaté (Monoammonium phosphate, MAP) et l’autre azoté (Nitrate de calcium), et de mener une étude comparative des effets toxiques sur les paramètres hématologiques, biochimiques et les modifications histologiques chez les rats blancs mâles de la souche Wistar. 49 rats mâles adultes ont été divisés en 7 groupes à raison de 7 rats par groupes. Le groupe témoin (G1) a reçu de l’eau de robinet, les groupes G2, G3, G4 ont été traités par gavage au MAP aux doses (200, 400, 800 mg/kg de poids corporel) respectivement et les groupes G5, G6, G7 ont été traité par gavage au nitrate de calcium aux doses (200, 400, 800 mg/kg de poids corporel) respectivement pendant 30 jours. Les résultats obtenus ont montré que le traitement par le MAP dans les conditions expérimentales utilisées a induit une diminution significative de la masse corporelle chez le groupe traité à la forte dose tandis que l’administration du nitrate de calcium a entrainé une augmentation de la masse corporelle du groupe G7 comparés au groupe témoin. L’étude de la masse des organes a indiqué une augmentation de la masse du foie et des reins des groupes traités avec les deux engrais. Une perturbation des paramètres hématologiques a noté toujours chez les groupes traités avec les doses importantes (400 et 800mg/kg), accompagnée à une modification des paramètres biochimiques : protéines totaux, albumine, transaminases (ASAT, ALAT), phosphatase alcaline (PAL), bilirubine, glucose, cholestérol, triglycérides, urée, créatinine et acide urique. Par ailleurs, les biomarqueurs enzymatiques et non enzymatiques mesurés chez les rats traités par MAP et nitrate de calcium ont révélé une induction du système de détoxication, traduite par une élévation significative de la malondialdéhyde (MDA) associée à une diminution du glutathion (GSH), une baisse significative de l’activité du catalase (CAT), de glutathion peroxydase (GSH-Px) et de glutathion s- transférase (GSH-ST), au niveau des organes étudiés (foie et reins). Sur le plan histopathologique, la microscopie optique a révélé une altération tissulaire hépatique et rénale chez les différents groupes traités comparés au groupe témoin.