Anesthetic effects of valerian extract (Valeriana officinalis), lemongrass extract (Cymbopogon citratus) and clove powder (Eugenia caryophyllata) on Sterlet sturgeon, (Acipenser ruthenus)

Document Type : Research Paper

Authors

1 M.Sc. in Aquaculture, Department of Fisheries, Khazar Institute of Higher Education, Mahmoud Abad, Iran

2 Professor in Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Guilan, Sowmeh Sara, Iran

3 Associate Professor in Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Guilan, Sowmeh Sara, Iran

Abstract

The anesthetic effects of Valeriana officinalis (valerian) and Cymbopogon citratus (lemongrass) extracts and Eugenia caryophyllata (clove) powder were examined on juvenile sterlet sturgeon, Acipenser ruthenus to determine their optimal concentration to evaluate the possibility of these extracts as a potential replacement for clove tree flowers. In this study sterlet juveniles averaged 86.2±11.7g in weight and 29.7±1.05cm in length were exposed to 45, 60, 75 and 90 mL/L valerian extract, 3, 5, 7 and 10 mL/L lemongrass extract and also 2000, 3500 and 5000 mg/L clove powder by immersion method. The Results revealed anesthetic effects of all three compounds on sterlet sturgeon. Considering the time required for anesthesia and recovery, the 60mL/L, 5mL/L and 3500mg/L doses were determined as optimum concentrations for valerian and lemongrass extracts and clove powder, respectively. Since the valerian and lemongrass extracts were very effective in inducing anesthesia in this study, their use as an anesthetic agent in aquaculture activities is recommended.

Keywords

References

بیک‌زاده آ.، پیکان حیرتی ف. و موسوی‌نژاد م. 1391. بیهوشی ماهی استرلیاد (Acipenser ruthenus) با پودر گل میخک  (Eugenia caryophillata). هفدهمین کنفرانس سراسری و پنجمین کنفرانس بین المللی زیست‌شناسی ایران، دانشگاه شهید باهنر کرمان. 6ص.
پورعلی فشتمی ح.ر.، یزدانی م.، شکوریان م. و محسنی م. 1388. پرورش ماهی استرلیاد در حوضچه‌های فایبرگلاس. انستیتو تحقیقات بین المللی ماهیان خاویاری دکتر دادمان. 15ص.
حاجی‌بگلو ع. و سوداگر م. 1397. اثرات استفاده از عصاره ریشه گیاه سنبل الطیب (Valerian officinalis) ضمن حمل و نقل بر درصد بقا و برخی فاکتورهای بیوشیمیایی خون در ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان (Oncorhynchus mykiss). پژوهش‌های ماهی‌شناسی کاربردی، 6(2): 102-91.
رضایی ع.، پاشازاده م.، احمدی‌زاده چ.، جعفری ب. و جلیل‌زاده هدایتی م. 1389. مطالعه اثرات تسکینی و ضداضطرابی عصاره سنبل الطیب (Nardostachys jatamansi) در مقایسه با دیازپام در موش صحرایی. فصلنامه گیاهان دارویی، 4(36): 174-169. 
زرگری ع. 1367. گیاهان دارویی، جلد چهارم. انتشارات دانشگاه تهران. 969ص.
سلطانی م.، غفاری م.، خضرائی‌نیا پ. و بکایی س. 1383. مطالعه اثرات بیهوشی اسانس گل میخک هندی بر پارامترهای هماتولوژیک، برخی آنزیم‌های خون و آسیب‌شناسی بافت‌های مختلف ماهی کپور معمولی. مجله دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران،  59(3): 299-295.
شریف‌پور ع.، سلطانی م.، عبدالحی ح. و قیومی ر. 1381. اثر بیهوش کنندگی اسانس گل میخک در شرایط مختلف pH و درجه حرارت در بچه ماهی کپور معمولی. مجله علمی شیلات ایران، 11(4): 74-59.
صدیق اعتقاد س.، قوامی س.،  مرتضوی ج. و میرزایی ح. 1387. اثرات بیهوشی عصاره گیاهان سنبل الطیب، بادرنجبویه، خشخاش و شقایق بر ماهی قرمز حوض. مجله علمی شیلات ایران، 17(1): 98-91.
صدیق بازکیاگوراب م.، ایمانپور نمین ج. و موسی‌پور شاجانی م. 1391. اثرات بی‌حسی و بیهوشی عصاره روغنی میخک (Clove oil) و عصاره سنبل الطیب (Valerian officinalis L.) بر قزل‌آلای رنگین‌کمان (Oncorhynchus mykiss). فصلنامه محیط زیست جانوری، 4(4): 168-163.
صولتی ج. و ثناگوی مطلق ح. 1387. اثرات ضد اضطرابی والپوتریات‌های مشتق از گیاه سنبل الطیب در رت. مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی قزوین، 12(3): 67-63.
غفاری م.، خسروانی‌زاده ع.، قرایی ا.، صالحی ح.، ابطحی ب. و راهداری ع. 1392. اثرات بیهوش کننده اسانس میخک بارگذاری شده با نانوذرات آهن در ماهی آنجل. مجله دامپزشکی ایران، 9(3): 88-81.
موسوی م.، مجدی نسب ا.، یاوری و.، رجب‌زاده قطرمی ا. و راضی جلالی م. 1392. تعیین محدوده سمیت و غلظت نیمه کشندگی (LC50) اوژنول در ماهی بنی (Barbus sharpeyi). فصلنامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 29(3): 560-551.
میر حیدر ح. 1372. معارف گیاهی، جلد اول. دفتر نشر فرهنگ اسلامی، 3869ص.  
وفایی ع.، میلادی گرجی ح.، طاهریان ع. و باقریان م. 1390. بررسی اثرات عصاره گیاهان سنبل الطیب، مرزه و نعناع بر علایم ناشی از قطع مرفین در موش کوچک آزمایشگاهی. مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی سمنان، 12(3): 347-342.
یزدانی د.، رضازاده ش. و شهابی ن. 1382. شناسایی و معرفی اجزای روغن فرار گیاه علف لیمو (Cymbopogon citratus (DC) Stapf) کاشته شده در شمال ایران.  فصلنامه گیاهان دارویی، 3(9): 74-69.
 یعقوبی م.، پیکان حرارتی ف.، در افشان س. و بهرامی باباحیدری ص. 1392. القای بیهوشی در گربه‌ماهی پنگوسی Pangasius sutchi با استفاده از عصاره سنبل الطیب Valeriana officinalis و مقایسه آن با عصاره گل میخک Eugenia caryophyllata. فصلنامه علوم و فنون شیلات، 2(4): 74-69.
یگانه س. و ملکی  پ. 1392. مقایسه اثر بیهوش کنندگی عصاره سنبل الطیب (Valeriana officinalis)، بادرنجبویه (Melissa officinalis) و مریم گلی (Salvia officinalis) بر روی بچه ماهی کپور معمولی (Cyprinus carpio).  نشریه بهره‌برداری و پرورش آبزیان، 2(2): 77-65.
Afifi S.H., Al-Thobaiti S. and Rasem B.M. 2001. Multiple exposure of Asian sea bass (Lates calcarifer, Centropomidae) to clove oil. A histological study. Journal of Aquaculture in the Tropics, 16(2): 131–138.
Blanco M.M., Costa C.A., Freire1 A.O., Santos J.G. and Costa M. 2009. Neurobehavioral effect of essential oil of Cymbopogon citratus in mice. Journal of Phytomedicine, 16(2-3): 265–270.
Buchbauer G. and Jirovetz L. 1994. Aromatherapy: Use of fragrance and essential oils as medicaments. Flavour Fragrance Journal, 9(5): 217–222.
Costa C.A., Kohn D.O. and Lima V.M. 2011. The GABAergic system contributes to the anxiolytic-like effect of essential oil from Cymbopogon citrates (lemongrass). Journal of Ethnopharmacology, 137(1): 828–836.
Coyle S.D., Durborom R.M. and Tidwell J.H. 2004. Anaesthetics in Aqaculture. Southern Regional Aquaculture Center (SRAC) Publication, USA. 6P.
Cunha F.E.A. and Rosa I.L. 2006. Anaesthetic effects of clove oil on seven species of tropical reef teleosts. Journal of Fish Biology, 69(5): 1504–1512.
Delvalle Mojica L.M. and Ortiz J.G. 2012. Anxiolytic properties of Valeriana officinalis in the zebrafish: A possible role for metabotropic glutamate receptors. Journal of Medicinal Plant and Natural Product Research, 78(16): 1719–1724.
Ekpenyong C.E., Akpan E. and Nyoh A. 2015. Ethno-pharmacology, phytochemistry and biological activities of Cymbopogon citratus (DC) Stapf extracts. Chinese Journal of Natural Medicines, 13(5): 0321–0337.
Esmort H.C., David R.H. and Dudley I.F. 1998. Volatile constituens of the essential oil of Cymbopogon citratus Stapf grown in Zambia. Flavour and Fragrance Journal, 13(1): 29–30.
Griffithus S.P. 2000. The use of clove oil as an anesthetic and method for sampling intertidal rockpool fishes. Journal of Fish Biology, 57(6): 1453–1464.
Hajek G.J., Klyszejko B. and Dziaman R. 2006. The anesthetic effects of clove oil on common carp, Cyprinus carpio. Acta Ichthyologica et Piscatoria, 36(2): 93–97.
Hajibeglou A. and Sudagar M. 2010. Effects of using Valeriana officinalis extract during transportation of swordtail, Xiphophorus helleri. Research Journal of Animal Sciences, 4(1): 45–49.
Hikasa Y., Takase K., Ogasawara T. and Ogasawara S. 1986. Anesthesia and recovery with tricaine methansulfonate, eugenol and thiopental sodium in the carp, Cyprinus carpio. Japanese Journal of Veterinary Science, 48(2): 341–351.
Holloway A.C., Keene J.L., Noakes D.G. and Moccia R.D. 2004. Effects of clove oil and MS-222 on blood hormone profiles in rainbow trout Oncorhynchus mykiss, Walbaum. Aquaculture Research, 35(11): 1025–1030.
Hoskonen P. and Pirhonen J. 2004. Temperature effects on anaesthesia with clove oil in six temperate-zone fishes. Journal of Fish Biology, 64(4): 1136–1142.
Hseu J.R., Yeh S.L., Chu Y.T. and Ting Y.Y. 1998. Comparison of efficacy of five anesthetics in goldlined sea bream (Sparus sarba). Acta Zoologica Taiwanica, 9(1): 35–41.
Iversen M., Eliassen R.A. and Finstad B. 2009. Potential benefit of clove oil sedation on animal welfare during salmon smolt, Salmo salar L. transport and transfer to sea. Aquaculture Research, 40(2): 233–241.
Keene J.K., Noakes D.L.G., Moccia R.D. and Soto C.G. 1998. The efficancy of clove oil as anaesthetic for rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum). Aqaculture Research, 29(2): 89–101.
Kizak V., Can E., Can S.S. and Ozcicek E. 2018. Anesthetic efficacy of Cymbopogon citratus essential oil as a herbal agent in two ornamental fish species. The Israeli Journal of Aquaculture-Bamidgeh, 70: 1–8.
Koo B., Park K., Ha J., Park J., Lim J. and Lee D. 2003. Inhibitory effects of the fragrance inhalation of essential oils from Acorus gramineus on central nervous system. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 26(7): 978–982.
Lahnsteiner F., Berger B., Horvath A. and Urbany B. 2004. Studies on the semen biology and sperm cryopreservation in the sterlet, Acipenser ruthenus L. Aqaculture Research, 35(6): 519–528.
Limma-Netto J.D., Oliveira R.S.M. and Copatti C.E. 2017. Efficiency of essential oils of Ocimum basilicum and Cymbopogon flexuosus in the sedation and anaesthesia of Nile tilapia juveniles. Anais da Academia Brasileira de Ciencias, 89(4): 2971–2974.
Limma-Netto J.D., Sena A.C. and Copatti C.E. 2016. Essential oils of Ocimum basilicum and Cymbopogon flexuosus in the sedation, anesthesia and recovery of tambacu (Piaractus mesopotamicus male × Colossoma macropomum female). Boletim do Instituto de Pesca, 42(3): 727–733.
Mcfarland W.I.  1959. A study of the effects of anaesthetics on the behavior and physiology of fishes. Publication of the Institute of Marine Science, 6: 22–55.
Mohammadi Arani M. 2006. Study on anesthetization of Persian sturgeon (Acipenser persicus) fingerlings using clove (Eugenia caryophyllata) oil. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 22(3): 188–192.
Mozaffari V. 1996. Dictionary of Medicinal Plants. Farhange Moaser Publication, Iran. 1444P.
Munday P.L. and Wilson S.K. 1997. Comparative efficacy of clove oil and other chemicals in anaesthetization of Pomacentrus amboinensis a coral reef fish. Journal of Fish Biology, 51(5): 931–938.
Mylonas C.C., Cardinaletti G., Sigelaki I. and Polzonetti-Magni A. 2005. Comparative efficacy of clove oil and 2- phenoxyethanol as anesthetics in the aquaculture of European sea bass (Dicentrarchus labrax) and gilthead sea bream (Sparus aurata) at different temperatures. Aquaculture, 246(1-4): 467–481.
Needham D.JM. 1990. Anaesthesia and surgery. P: 513–547. In: Bryden I. (Ed.). Fish Diseases. University of Sydney, Australia.
Piros B., Glogowski J., Kolman R., Rzemieniecki A., Doma-Gala J., Horvath A., Urbanyi B. and Ciereszko A. 2002. Biochemical characterization of Siberian sturgeon, Acipenser baerii and starlet, Acipenser ruthenus milt plasma and spermatozoa. Fish Physiology and Biochemistry, 26(3): 289–295.
Poyares D.R., Guilleminault C., Ohayon M.M. and Tufik S. 2002. Can valerian improve the sleep of insomniacs after benzodiazepine withdrawal? Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 26(3): 539–545.
Quintans-Junior L.J., Guimaraes A.G., De Santana M.T., Araujo B.E.S., Moreira F.V.,  Bonjardim L.R., Araujo A.A.S., Siqueira J.S., Antoniolli A.R., Botelho  M.A., Almeida  J.R.G.S. and Santos M.R.V. 2011. Citral reduces nociceptive and inflammatory responses in rodents. Brazilian Journal of Pharmacognosy, 21(3): 497–502.
Ravinder K., Pawan K., Gaurav S., Paramjot K., Gegan S. and Appramdeep K. 2010. Pharmacognostical investigation of Cymbopogon citratus (DC) Stapf. Der Phrmacia Lettre, 2(2): 181–189.
Santos A.C., Junior G.B., Zago D.C. Zeppenfeld C.C., Silva D.T., Heinzmann B.M., Baldisserotto B. and Cunha M.A. 2017. Anesthesia and anesthetic action mechanism of essential oils of Aloysia triphylla and Cymbopogon flexuosus in silver catfish (Rhamdia quelen). Veterinary Anaesthesia and Analgesia, 44(1): 106–113.
Seol D., Lee J., Im S. and Park I. 2006. Clove oil as an anaesthetic for common octopus. Aquaculture Research, 38(1): 45–49.
Shah G., Shiri R., Dhabiliya F., Nagpal N. and Mann A.S. 2010. Anti-anxiety activity of Cymbopogon citratus (DC) Stapf leaves extracts on the elevated plus-maze model of anxiety in mice. Pharmacognosy Jornal, 2(15): 45–50.
Soltani M. 2007. Effect of carnation in anesthetics in some species of farmed fish. Ecological Institute of Caspian Sea, Iran. 36P.
Stoskopf M. 1993. Anaesthesia. P: 161–168. In: Brown L. (Ed.). Aquaculture for Veterinarians. Fish Husbandry and Medicine. Pergamon Veterinary Handbook Series, UK.
Summerfelt R.G. and Smith L.S. 1990. Anaesthesia, surgery and related techniques. P: 213–272. In: Schreck C.B. and Moyle P.B. (Eds.). Methods for Fish Biology. American Fisheries Society, USA.
Tayeboon G.S., Tavakoli F., Hassani S., Khanavi M., Sabzevari O. and Ostad N. 2013. Effects of Cymbopogon citratus and Ferula assa-foetida extracts on glutamate-induced neurotoxicity. In Vitro Cellular and Developmental Biology-Animal, 49(9): 706–715.
Torres-Hernandez B.A., Delvalle Mojica L.M. and Ortiz J.G. 2015. Valerenic acid and Valeriana officinalis extracts delay onset of pentylenetetrazole (PTZ)-induced seizures in adult Danio rerio (zebrafish). BMC Complementary and Alternative Medicine, 15: 1–10.
Velisek J., Svobodova Z. and Piackova V. 2005a. Effects of clove oil anaesthesia on rainbow trout Oncorhynchus mykiss. Acta Veterinaria Brno, 74(1): 139–146.
Velisek J., Svobodova Z., Piackova V., Groch L. and Nepejchalova L. 2005b. Effects of clove oil anaesthesia on common carp (Cyprinus carpio). Veterinarni Medicina Czech, 50(6): 269–275.
Viana G.S.B., Vale T.G., Pinho R.S.N. and Matos F.J.A. 2000. Antinociceptive effect of the essential oil from Cymbopogon citratus in mice. Journal of Ethnopharmacology, 70(3): 323–327.
Williot P., Brun R., Rouault T., Pelard M. and Mercier D. 2005. Attempts at larval rearing of the endangered western European sturgeon, Acipenser sturio (Acipenseridae), In France. Cybium, 29(4): 381–387.
Woody C.A., Nelson J. and Ramstad K. 2002. Clove oil as an anaesthetic for adult sockeye salmon: Field trails. Journal of Fish Biology, 60(2): 340–347.
Yuan C.S., Mehendale S., Xiao Y., Aung H.H., Xie J.T. and Michael K. 2004. The gamma aminobutyric acidergic effects of valerian and valerenic acid on rat brainstem neuronal activity. International Bibliographic Information on Dietary Supplements, 43(2): 353–358.  
Zahl I.H., Kiessling A., Samuelsen O.B. and Hansen M.K. 2009. Anaesthesia of Atlantic cod (Gadus morhua) effect of pre-anaesthetic sedation and importance of body weight, temperature and acute stress. Aquaculture, 295(1-2): 52–59.
Aquatic Physiology and Biotechnology
Volume 9, Issue 2
September 2021
Pages 59-86

Files

Share

How to cite

Statistics