SEARCH

SEARCH BY CITATION

Abstract

Exposure to ultraviolet B (UV-B) radiation has been associated with a variety of adverse effects in all forms of life, including micro-organisms, plants, animals and humans. Ultraviolet B induces cell damage at the molecular level and consequently organisms must employ strategies to protect themselves from sunlight and to repair UV-B-induced cellular damage. In this study, the UV-B protective effects of four different phlorotannins isolated from a brown alga (Ecklonia cava) were determined using zebrafish (Danio rerio) as an in vivo model. Zebrafish embryos were pretreated with phlorotannins and exposed to UV-B (50 mJ/cm2). The heart rate, generation of reactive oxygen species and nitric oxide, cell death and hyperpigmentation were assessed in order to evaluate UV-B-induced photo-damage. Treatment of the embryos with the algal phorotannins reduced UV-B-induced reactive oxygen species and nitric oxide levels, protected against UV-B-induced cell death and significantly reduced hyperpigmentation. We therefore suggest that phlorotannins isolated from E. cava can protect against UV-B radiation.

Editor Note Readers of the journal may be unfamiliar with the use of zebrafish embryos in research studies. There is no indication in this article of an ethical review of the study. This is because the use of fish embryos in research, at least in the UK, is not subject to a licensing procedure if they are less than 5 days post fertilization (dpf). In this study the embryos were 2 dpf.

Résumé

L’exposition aux rayons ultraviolets-B (UV-B) a été associée à une multitude d’effets secondaires dans toutes les formes de vie telles que les micro-organismes, les plantes, les animaux et l’homme. Les UV-B sont responsables de dommages cellulaires au niveau moléculaire et par conséquent, les organismes doivent user de stratégies pour se protéger des rayons solaires et pour réparer les dommages existants. Dans cette étude, l’effet protecteur contre les UV-B de quatre différents phlorotanins isolés d’une algue brune (Ecklonia cava) ont été déterminé sur le poisson zèbre (Danio rerio) en tant que modèle in vivo. Des embryons de poissons zèbre ont été prétraités avec des phlorotanins et exposés aux UV-B (50 mJ/cm2). La fréquence cardiaque, la production de réactifs oxygénés (ROS), de monoxyde d’azote (NO), la mort cellulaire et l’hyperpigmentation ont été mesurés afin d’évaluer les dommages liés aux UV-B. Le traitement des embryons avec les phlorotanins d’algue a permis une diminution des niveaux induits de ROS et de NO, une protection contre la mort cellulaire due aux UV-B et une diminution significative de l’hyperpigmentation. Ainsi, nous suggérons que les phlorotanins isolés à partir de E. cava peuvent protéger contre les rayons UV-B.

Resumen

La exposición a la radiación ultravioleta-b (UV-B) se ha asociado a una variedad de efectos nocivos en todas las formas de vida incluyendo microorganismos, plantas, animales, y seres humanos. La radiación UV-B induce daño celular a nivel molecular y por lo tanto los organismos deben emplear estrategias para protegerse contra luz del sol y para reparar el daño celular inducido por UV-B. En este estudio se determinó el efecto protector de UV-B de cuatro florotaninos diferentes aislados de una alga marrón (Ecklonia cava) utilizando el modelo de pez cebra (Danio rerio). Se trataron embriones de pez cebra con los florotaninos y después fueron expuestos a UV-B (50 mJ/cm2). Se determinaron el ritmo del latido del corazón, la generación de especie reactivas del oxígeno (ROS) y generación de óxido nítrico (NO), la muerte celular, y la hiperpigmentación para evaluar el fotoefecto nocivo asociado a la radiación UV-B. El tratamiento de los embriones con los florotaninos de algas redujo la formación de ROS inducida por UV-B y los niveles de NO, protegieron contra muerte celular inducida por UV-B y redujeron el nivel de hiperpigmentación de manera perceptible. Por lo tanto sugerimos que los florotaninos aislados del alga E. cava protegen contra la radiación UV-B.

Zusammenfassung

Wenn der Organismus ultravioletter Strahlung B (UV-B) ausgesetzt ist, wird dies bei allen Lebensformen wie Mikroorganismen, Pflanzen, Tieren und Menschen mit einer Vielfalt von Nebenwirkungen in Zusammenhang gebracht. UV-B Licht induziert Zellschäden auf molekularer Ebene und folglich müssen die Organismen Strategien entwickeln, um sich selbst vor Sonnenlicht zu schützen und um den durch UV-B Strahlung induzierten Zellschaden zu reparieren. In dieser Studie wurde die schützende Wirkung bezüglich UV-B Strahlung von vier verschiedenen Phlorotanninen, die aus einer braunen Alge (Ecklonia cava) isoliert worden waren mittels Zebrafischen (Danio rerio) als in vivo Modell bestimmt. Embryonen von Zebrafischen wurden mit Phlorotanninen vorbehandelt und UV-B Strahlung ausgesetzt (50 mJ/cm2). Die Frequenz des Herzschlags, die Erzeugung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und Stickstoffoxid (NO), Telltod, und Hyperpigmentierung wurden untersucht, um den durch UV-B induzierten Strahlenschaden zu beurteilen. Eine Behandlung der Embryonen mit den Phlorotanninen der Algen reduzierte die UV-B induzierten ROS und NO Werte, schützte gegen UV-B induzierten Zelltod und reduzierte die Hyperpigmentierung signifikant. Daher sind wir der Meinung, dass Phlorotannine, die von E. cava isoliert werden gegen UV-B Strahlung schützen.

inline image

inline image