Dietas funcionales para minimizar los efectos de la sustitución de harina y aceite de pescado sobre el sistema inmune y resistencia al estrés y enfermedades de la lubina (Dicentrarchus labrax)

Abstract

Uno de los principales desafíos que debe superar el sector acuícola para asegurar su sostenibilidad a largo plazo es el empleo de ingredientes alternativos a las harinas y aceites de pescado en la formulación de las dietas. Sin embargo, estos nuevos ingredientes pueden generar carencias nutricionales con graves efectos en el crecimiento y salud de los animales. Frente a estos problemas de salud y las constantes restricciones en el empleo de productos quimioterapéuticos, se puede optar por la suplementación de las dietas con alimentos funcionales capaces de potenciar el sistema inmune de los animales. En este trabajo se ensayaron varias dietas con diferentes aditivos en juveniles de lubina (Dicentrarchus labrax). Como dieta control, se usó una dieta con bajos niveles de aceite (FO) y harina de pescado (FM), según estudios previos. Se ensayaron una dieta GOS con inclusión de 5000 ppm de galacto-oligosacáridos, una dieta FITO con inclusión de 200 ppm de compuestos fitogénicos y una dieta GOSFITO con inclusión de 5000 ppm de galacto-oligosacáridos y 200 ppm de compuestos fitogénicos. Todas las dietas fueron isocalóricas e isoproteicas con una reducción de FM al 10% y FO al 6%. Tras una experiencia de engorde de 9 semanas de duración, los animales fueron sometidos a un panel de estrés por confinamiento o confinamientos con infección con Vibrio anguillarum. Al final de la experiencia de engorde y en diferentes puntos post estrés o post estrés más infección (2h, 24h y 7 días) se llevaron a cabo análisis de niveles de cortisol y glucosa en plasma sanguíneo, expresión génica relativa de parámetros de respuesta al estrés, incluyendo genes relacionados con la síntesis de cortisol, como el citocromo 11β Hidroxilasa (CYP11β), marcadores de estrés como el factor inducible de hipoxia (HIF), la proteína reguladora aguda de la esteroidogénesis (StAR) o las proteinas de choque térmico (HSP) y expresión de genes relacionados con el sistema inmune, como la Caspasa-3 o la inteleuquina 1β (IL-1β), e indicadores fisiológicos de potencial inmune, como la actividad de lisozima y peroxidasa en mucus y suero y la actividad bactericida de ambos. Además se monitorizó la tasa de supervivencia de los animales alimentados con las distintas dietas frente a un patógeno de origen bacteriano. Tras la experiencia de engorde, todos los animales alimentados con las dietas presentaron valores de crecimiento, similares y adecuados para la especie. Los animales alimentados con las dietas GOS y FITO presentaron tasas de supervivencia del 100%, mientras que los alimentados con la dieta control y la dieta GOSFITO presentaron tasas de supervivencia del 60% y el 82% respectivamente. Los estudios de expresión génica de parámetros de respuesta al estrés y parámetros inmunes mostraron que la dieta FITO atenuó la respuesta al estrés de los peces experimentales y reforzó su sistema inmune ante la presencia de patógenos mediante la protección de los leucocitos del riñón anterior frente a los procesos de apoptosis asociados al estrés. El empleo de prebióticos y compuestos fitogénicos también.

One of the main challenges to ensure aquaculture’s long term sustainability is the use of alternative raw matherials to replace fish meals and oils. Nevertheless, this new ingredients may cause nutritional deficiencies affecting growth and health of the animals. To face this health problems and the increasing ban of chemotherapeutic products, the diets can be supplemented with functional feeds able to reforce animal immune system. On this thesis several diets supplemented with different additives were tested on sea bass (Dicentrarchus labrax) juveniles. As control diet, it was used a low fish oil and fishmeal diet from previous studies. It was tested a GOS diet with 5000 ppm galacto oligosaccharids inclusion, a FOS diet with 200 ppm phytogenics inclusion and a GOSFITO diet with 5000 ppm galacto oligosaccharids and 200 ppm phytogenics inclusión. The four diets had the same proteic and caloric levels with a FM 10% and FO 6% reduction. A feeding experience was carried for 9 weeks and then the animals were subjected to a stress challenge or a stress and infection with Vibrio anguillarum Several analyses were carried at the end of the feeding experience and during and post stress challenge and stress and infection challenge (2h, 24 h and 7 days). The different analyses were plasmatic cortisol and glucose levels, stress response relative gen expression like cytochrome 11β hydroxylase (CYP11β), stress markers like hipoxia inducible factor (HIF), the steroidogenic acute regulatory protein (StAR) or the heat shock proteins (HSP) and immune response gen expression like Caspase-3 and interleukin 1β (IL-1β). Also were analysed immune system potential markers like lysozime and peroxidase activity on both serum and mucus, and their bactericidal activity. Besides, survival rates to pathogenic agent was monitored in the animals fed with the different diets. At the end of the feeding experience, all the animals showed a normal growth for this specie. The animals fed with GOS and FITO diets showed a 100% survival rate while the animals fed with control and GOSFITO diets showed a 60% and 82% survival rate respectively. Stress response gen expression and immune response parameters showed that feeding the animals with the FITO diet mitigated their stress response and reinforced their immune system against the pathogen through protecting head kidney leucocites from apoptotic proceses related to stress. Diet supplementation with prebiotic and phytogenic compounds enhanced the fish lysozime a peroxidase activities.