Stress - Direction des services vétérinaires
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Le stress chez le poisson Dre Andrée Lafaille m.v., MSc Clinicienne en ichtyopathologie Faculté de médecine vétérinaire [email protected] Conférence Régionale 2016 20 mai 2016 1 Plan de la présentation • Introduction • Définitions du stress • Phases du stress chez le poisson • Facteurs de stress • Maladies reliées au stress • Impact sur les projets de recherche • Prévention • Conclusion 2 Introduction • Le stress • Chez les espèces terrestres et aquatiques • Les facteurs de stress • Source potentielle d’artéfacts et de variables • Influence sur : bio-essais et modèles de recherche • Stress chez les poissons • Conditions d’élevage • Milieu environnant 3 Introduction • Maladies • non-infectieuses vs infectieuses • Maladies non infectieuses • Eau, nutrition, génétique, trauma • Maladies infectieuses • Agents infectieux I ou II (B, P, V, C) • Primaires : causent maladies • Secondaires (opportunistes) : causent maladies si conditions non optimales 4 Définitions • Stress • Toute situation adverse au bien-être des individus, ou toute réaction à une agression physique, physiologique, chimique. (Barton ,1997) • = Réponse non spécifique du corps à toute demande le dépassant. (Selye,2001) • Stresseurs • Facteurs qui brisent une condition stable et entraînent une *réponse de stress* • Réponse de stress • Somme des changements physiologiques et biologiques du poisson qui réagit, à des facteurs de stress, en essayant de compenser aux changements qui résultent de ces facteurs de stress 5 Phases (non spécifiques) du syndrome d’adaptation générale • 1) Alarme • = Réaction pour éviter le stimuli nocif • 2) Résistance • = Efforts d’adaptation + mobilisation des processus de défense • 3) Épuisement • = Tarissement des réactions de défense http://www.simplydiscus.com/library/ disease_medications/images/stress.gif 6 Étapes de la réponse de stress • Réponse primaire • Réponse neuro-endocrinienne • Réponse secondaire • Conséquences physiologiques • Réponse tertiaire • Conséquences *visibles* http://icb.oxfordjournals.org/content/42/3/517/F1.large.jpg 7 Phase d’alarme • = Réponse primaire (Stade initial) • Relâche de catécholamines et corticostéroïdes • But : éviter le stresseur et assurer la survie • Quand : secondes à minutes • Exemple : • réaction au prédateur/capture 8 Phase de résistance • = Réponse secondaire • Changements hématologiques, métaboliques, hydrominéraux • Tels : hyperglycémie, hyperlactémie • ↓ réserves glycogène (tissus), lipolyse • inhibition synthèse protéines, etc • Quand : minutes à heures 9 Phase d’épuisement • Réponse tertiaire • • • • Changements de comportement et de performance L’adaptation a cessé d’être adéquate Rupture ou incapacité à maintenir l’homéostasie Quand : minutes à jours • C’est le stade le + apparent • ↓ des performances zootechniques • ↓ des défenses immunitaires • ==> maladies 10 Types de stress • Stress aigu • Courte durée • Stress chronique • Dure longtemps 11 Types de stress • Stress aigu • Lors des diverses manipulations • Indicateurs sanguins : cortisol ↑, puis ↓ 12 Types de stress • Stress chronique • Sur-densité de population, intéractions entre poissons, conditions environnementales inadéquates • Indicateurs sanguins = + difficilement perceptibles (cf: cortisol) 13 Impact du stress • Peu d’études (vs animaux terrestres) • Mortalités si environnement défavorable (Wedemeyer, 1996) • Résistance naturelle aux maladies infectieuses • Populations/lignées/individus (Sniesko, 1958) 14 Impact du stress • Stress et efforts d’adaptation au stress • Conséquences négatives • ↓ performances de reproduction, croissance • Affecte l’osmorégulation, le système immunitaire • Maladies et/ou mortalités 15 Réponse inflammatoire • Réponse protectrice de base lors d’un dommage tissulaire • Chez tous les vertébrés • Si tissu affecté ≠ complètement détruit • Vitesse : thermo-dépendante (poïkilothermes) • Signes • • • • • Chaleur (≠ poisson), Rougeur, Enflure, Douleur, Perte de fonction 18 Réponse inflammatoire • Conditions nécessaires • Intégrité structurale de base du tissu concerné • Apport sanguin fonctionnel • Non-spécifique (similaire qq soit la cause) • But : procurer cellules + liquides tissulaires 19 Réponse immunitaire • Immunité • ↑ (stress aigu) • ↓ (stress chronique) • Réponse immune • Innée = non-spécifique • Adaptative = spécifique 20 Réponse immunitaire • Arbitres de la réponse immune • Leucocytes + cytokines • Migration des leucocytes dans les tissus affectés • Mastocytes, Macrophages, Thrombocytes, Neutrophiles, Lymphocytes • Organes lymphoïdes chez le poisson (eau douce) • Primaires : thymus, rein, rate • Autres organes : branchies, intestin, foie, tégument (mucus) • Production mucus ↑ lors de stress 21 Impact du cortisol • Mécanismes de défense • 1er : mucus, peau, écailles • 2e : inflammation et réponse immune • Cortisol = anti-inflammatoire • Mobilisation de l’énergie • Résultat = immunosuppression • Maladie 22 Facteurs de stress • 2 Facteurs écologiques • Environnement aquatique • Incapacité des poïkilothermes vs T° • Environnement aquatique • Physicochimie, conditions d’hébergement, environnement social • Régie • Manipulations, traitements, nutrition, confinement • Technique expérimentale • Prélèvements & échantillonnages divers, anesthésie, sédation 23 Facteurs de stress (stresseurs) • Facteurs environnementaux • • • • Qualité de l’eau : pH, dureté, alcalinité, T°, O2 Densité d’élevage vs qualité eau Lumière, photopériode, bruits environnants, vibrations Subordination dans la hiérarchie sociale • Exemples • • • • • • Charge organique élevée Taux bas d’O2 dissous Haut niveaux de déchets azotés Changements rapides pH, T° Classage inadéquat (> taille) Entassement (densité trop élevée vs âge, taille, maturité sexuelle) 24 Facteurs de stress (stresseurs) • Conditions de régie ou d’hébergement (élevage, protocole expérimental) • • • • Manipulations excessives ou inappropriées Densités d’élevage inadéquates Biofilm excessif Nutrition inadéquate • Exemples • • • • • Sédation, anesthésie Plaies suite aux manipulations Captures (fréquence & méthode) Exposition prolongée à l’air lors des manipulations nécessaires au projet recherche Période de récupération post-expérimentale inadéquate 25 Stresseurs couramment rencontrés chez le poisson (ornemental) Catégorie de stresseurs Commentaire Qualité de l’eau Physicochimie : NH3, NO2, NO3, dureté, T°, O2, pH, salinité, turbidité, MES Polluants : chlore, chloramine, métaux lourds Conditions environnementales Durée de la photopériode Bruits excessifs et vibrations Bassin : forme, matériel (fibre de verre, ciment, etc) Manque de place pour nager Courant d’eau dans le bassin Environnement social Densité inappropriée à l’espèce Présence de prédateurs Douleur suite aux batailles, trauma Subordination dans la hiérarchie sociale Comportement de reproduction Manipulation & transport Épuisement suite à la capture Dommages mécaniques (capture, tri, transfert, etc) Confinement & entassement dans les filets ou durant le transport Manipulations (capture, tri, traitement, etc) Exposition prolongée à l’air Nutrition Malnutrition : déficience ou excès Diète non appropriée à l’espèce Accès diminué à l’aliment Traitements (Tx) Sédatifs, antimicrobiens, produits chimiques Mauvaise utilisation thérapeutique ou surdose Capture, transport & entassement durant le Tx Agents infectieux Présence de bactéries, parasites, virus & fungus Source : Fundamentals of ornamental fish health, H.E.Roberts, 2010, Wiley-Blackwell. 26 Stresseurs spécifiques au poisson Stresseurs Capture, transport, tri, classage, vaccination, anesthésie Entassement T° inadéquate Fluctuations rapides de T° Hypoxie Séquelles Entassement, Hypoxie, Blessures, Mesure ↑ cortisol sanguin ↑ glucose sanguin ↓qualité eau, ↑déchets organiques, ↑agression, ↑prédation ↓ Ac ↓Rép immune ↑colonisation des pathogènes Nécrose ou apoptose tissus ↑ rapide du cortisol & glucose (sang) Signes Infections II (bactérienne, virale, fongique, parasitaire) Tests-dx Maladies Histo Nécrose, œdème, hyperhémie, hémorragie, hyperplasie, hypertrophie (branchies, foie, rate, rein, etc) Source : Morphologic Effects of the stress Response in Fish, C. Harper & J.C. Wolf, 2009, ILAR Journal, Vol.50-4 27 La température de l’eau • Facteur critique • Effet direct sur : • Taux de réactions biochimiques • Fonction des membranes biologiques et des protéines • Réponse immunitaire • Courbe de performance thermique • T opt • Tp • Tc The Physiology of Fishes, 4e Ed, D.H. Evans, J.B. Claiborne & S.Currie, 2014, CRC Press. 28 La densité d’élevage • Densité idéale • Bien être + productivité • Facteur critique importants • Espèce, âge • Qualité environnement • Qualité eau vs maladies • Relation inverse 29 La densité d’élevage (PZ) • PZ (stade larvaire et juvénile) • Basse densité • ↑ Femelles • ↑ comportement d’agressivité (dominant) • ↑ stress chronique (dominé) • Haute densité • ↑ Mâles • ↑ hormones de stress, ↓ capacités de reproduction • Idéal : densités intermédiaires • Larves : 40 à 50/litre • Juvéniles, adultes : 5/litre 30 Signes cliniques observés fréquemment lors de stress chez le poisson (ornemental) Catégorie Signes cliniques Comportement Hyperactivité ou léthargie Position dans le bassin (fond, surface) Nage anormale, orientation du corps Nageoires collées sur le corps Fuite en-dehors du bassin Frottement sur les parois du bassin Ventilation operculaire accélérée Condition corporelle Perte de poids, modification de la forme du corps Perte d’écailles, de mucus cutané Nageoires effilochées, érodées Changements de couleur (peau, yeux) Croissance & nutrition Appétit réduit ou absent Taux de croissance diminué Modification de la taille du corps Changements morphologiques Blessures Plaies : peau, écailles, nageoires (maladie ou bataille) Ulcères cutanés Guérison lente suite aux blessures Fertilité Absence du comportement de reproduction Altération dans le développement physique nécessaire lors de l’accouplement et de la reproduction Absence ou diminution de progéniture Maladie Augmentation incidence des maladies II, non-endémiques Augmentation de la susceptibilité aux pathogènes primaires Accentuation des signes cliniques de la maladie Mortalité Mortalités sans cause évidente Mortalités chroniques, ou à retardement Source : Fundamentals of ornamental fish health, H.E.Roberts, 2010, Wiley-Blackwell. 31 Maladies reliées au stress Maladie Stresseurs environnementaux prédisposant à la maladie Furonculose O2↓, Surpopulation, manipulations en présence d’A. salmonicida ou dans le mois précédent une épizootie anticipée. Maladie bactérienne branchies Surpopulation, O2↓ chronique, ↑ NH3, ↑MES Columnaris Surpopulation ou manipulations lors T° chaudes (15°C), T° ↑ autour de 30°C, en présence du pathogène, même si non entassé et non manipulé. Rénibactériose Dureté < 100 mg/L (CaCO3) Parasitoses Surpopulation, O2↓, variation excessive de la taille. Vibriose Manipulations, O2↓ (surtout aux T° de 10-15°C), eaux saumâtres de salinité = 10-15%. Nécrose : nageoires & queue Surpopulation, T° inadéquate, déséquilibre nutritionnel, exposition chronique aux BPC ou aux MES (200-300mg/L). Source : FAO Corporate Document Repository (http://www.fao.org/docrep/field/003/t8389e/T8389E05.htm). 32 Mesure de la réponse de stress • Méthodes : • • • • • Mesures corporelles, poids des organes Cortisol, glucose sanguin, enzymes, *heat shock protein* Fonction immune Expression de certains gènes Anatomie macroscopique et microscopique Source : Morphologic Effects of the stress Response in Fish, C. Harper & J.C. Wolf, 2009, ILAR Journal,Vol.50-4. 33 Impact sur les projets de recherche • Résultat selon durée et intensité du stresseur • Procédures utilisées = stress • Stress vs réponse de stress • Réponse de stress vs résultats expérimentaux 34 Prévention • Relation hôte-pathogène = équilibre • L’environnement • Le poisson • Les microbes • Maladie = perte d’équilibre • Qui favorise l’écosystème des microbes • Qui affaiblisse l’hôte • Poisson malade = indice • Paramètres d’eau = inadéquat • Hébergement ou régie = inadéquat • Techniques expérimentales = inadéquates 35 Prévention • But : minimiser les facteurs de stress • Bonne régie d’élevage • Environnement aquatique adéquat • Surpopulation à éviter • Optimiser la T° • Règles de biosécurité • Quarantaine pour tout nouvel achat • Achat de géniteurs sains exempts de pathogènes • Désinfection des oeufs • désinfection des bassins/équipements • Tx des maladies, éradication des lots infectés 36 Conclusion • Poisson = poïkilotherme • Métabolisme et réponse immunitaire => thermo-dépendant • L’eau vs l’air • + complexe • O2 ↓ • Transmission des pathogènes • Santé du poisson vs maladie Hôte Pathogène Maladie Environnement 37 https://www.childrenandnature.org/wp-content/uploads/2015/08/MTMxOTQwMjQyNjcxMzIzMTQ2.jpg 38 Bibliographie • • • • • • • • • • • • • The Laboratory Fish, Gary K. Ostrander, 2000, Academic Press. The Laboratory Zebrafish, C. Harper & C. Lawrence, 2011, CRC Press. Fish Pathology, 4e Ed, Ronald J. Roberts, 2012, Wiley-Blackwell. The Physiology of Fishes, 4e Ed, D.H. Evans, J.B. Claiborne & S.Currie, 2014, CRC Press. Infectious Disease in aquaculture, prevention and control, Brian Austin, 2012, Woodhead Publishing. Fish Diseases and Disorders, Vol 2, Non-infectious Disorders, J.F. Leatherland & P.T.K. Woo, 2004, CABI. Fish Stress and Health in Aquaculture, G.K. Iwana & al, 2011, Cambridge University Press. Health Maintenance and Principal Microbial Diseases of Cultured Fishes, 3rd Ed, John A. Plumb & Larry A. Hanson, 2011, Wiley-Blackwell. The Role of Stress in Fish Disease, C. Green & A. Haukenes, 2015, SRAC Publication No 474. Fundamentals of Ornamental Fish Health, H.E. Roberts, 2010, Wiley-Blackwell. Stress and Stressors : The role of heat shock proteins, D. Barman & al, 2012, World Aquaculture. Morphologic Effects of the stress Response in Fish, C. Harper & J.C. Wolf, 2009, ILAR Journal,Vol.50-4. FAO : http://www.fao.org/docrep/field/003/t8389e/T8389E05.htm (consulté le 28 février 2016). 39
