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Copper metabolism and gut morphology in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) during chronic sublethal dietary copper exposure

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Abstract:

Juvenile rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) were exposed to 11 (control), 300 (medium), and 1000 µg Cu·g–1 (high) (as CuSO4·5H2O) in the diet for 28 days at a daily ration of 4% wet body weight, with a background waterborne Cu concentration of 3 µg·L–1. There was no effect of dietary Cu on growth, condition factor, or food conversion efficiency. Whole-body Cu content increased continuously over the exposure period in all groups and was twofold and fourfold higher than controls at day 28 for the medium- and high-Cu diets, respectively. Copper accumulated mainly in liver and gut tissue, with the latter stabilizing by day 14. Accumulation also occurred in gill, kidney, and carcass. Plasma Cu concentration was not different from the controls whereas Cu in bile was greatly elevated, an indication of increased hepatobiliary excretion. Dietary Cu pre-exposure decreased the uptake of waterborne Cu across the gills, providing the first evidence of homeostatic interaction between the two routes of uptake. Electron microscopic observations of the midintestine revealed numerous mitochondria, lysosomes, lamellated bodies, and extensive lamellar processes in the enterocytes. Apoptosis, mitosis, and eosinophilic granule cells were more apparent in Cu-exposed fish.

Des jeunes Truites arc-en-ciel (Onchorhynchus mykiss) ont été exposées pendant 28 jours à des concentrations de 11 (témoin), de 300 (moyenne) ou de 1000 µg Cu·g–1 (élevée), sous forme de CuSO4·5H2O, dans des rations alimentaires équivalant à 4% de leur masse corporelle humide et dans une eau contenant des concentrations d'arrière plan de Cu de 3 µg·L–1. Le Cu alimentaire est resté sans effet sur la croissance, le coefficient d'embonpoint et l'efficacité de la conversion de la nourriture. Le contenu corporel total en Cu a augmenté de façon constante chez tous les groupes au cours de l'exposition et, au jour 28, il était deux fois plus élevé dans le groupe à exposition moyenne que chez le groupe témoin et de quatre fois plus élevé chez le groupe à exposition élevée. Le Cu s'accumulait principalement dans le foie et dans les tissus du tube digestif, atteignant un palier chez ces derniers au jour 14. Il y avait aussi une accumulation dans les branchies, les reins et la carcasse. Les concentrations plasmatiques de Cu n'ont subi aucune hausse; en revanche, les concentrations dans la bile ont crû fortement, ce qui indique une augmentation de l'excrétion hépatobiliaire. Une exposition préalable au Cu alimentaire diminuait l'incorporation du Cu de l'eau par les branchies, ce qui constitue une première mention d'une interaction homéostatique entre ces deux voies d'incorporation. L'examen du tube digestif moyen au microscope électronique a révélé la présence dans les entérocytes de nombreux lysosomes, mitochondries, corpuscules lamellés et grands processus lamellaires. L'apoptose, la mitose et la présence de granulocytes éosinophiles étaient fréquentes chez les poissons exposés au Cu.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-02-01

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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