Effects of different dietary selenium sources on growth performance, liver and muscle composition, antioxidant status, stress response and expression of related genes in gilthead seabream (Sparus aurata)

Abstract

Selenio (Se) es un oligoelemento indispensable para los peces con diferentes funciones metabólicas, incluyendo la protección contra el estrés oxidativo. El objetivo de este estudio fue el de determinar el efecto de la inclusión del selenio en su forma inorgánica (selenito de sodio, NaSe) o en su forma orgánica (Hidroxi-selenometionina, OH-SeMet) en dietas de dorada Sparus aurata. Juveniles de dorada (IBW 6.16±0.04, IBL 7.65±0.01cm), fueron distribuidos en 15 tanques y alimentados con una de las 5 dietas prácticas durante 63 días: dieta basal sin Se añadido (control negativo, 0.8 mg/kg Se dieta), suplementado con 0.2 o 0.5 mg de Se/kg total como selenito de sodio (NaSe) o con 0.2 y 0.5 mg de Se / kg total como hidroxi-selenometionina (OH-SeMet) proporcionando 1.0, 1.3, 1.1 y 1.4 mg en total Se / kg dieta respectivamente. Después del ensayo de alimentación, los peces fueron sometidos a un estrés agudo mediante su captura y a estrés crónico por confinamiento. Se tomaron muestras de sangre a las 0h y 2h después del estrés agudo y a los 7 días del estrés crónico para análisis de cortisol. Se calcularon varios parámetros productivos, composición hepática y muscular y contenido de Se, concentración de malondialdehído (MDA) en músculo e hígado, expresión génica de superóxido dismutasa (sod), catalasa (cat), proteína de choque térmico 70 (hsp70) o glutatión peroxidasa (gpx). Se llevaron a cabo análisis de radiografías, histología y actividad de lisozima en el suero. Los peces alimentados con OH-SeMet al 0.2mg/kg mostraron la mayor tasa de crecimiento, y el menor crecimiento fue obtenido en peces alimentados con NaSe al 0.5mg/kg. El incremento del contenido de Se en la dieta, especialmente en la forma de OH-SeMet, mostró una correlación positiva con la concentración de Se en el hepatopáncreas y músculo. Se encontró una relación similar con el índice hepatosomático (HSI), que fue significativamente mayor en los peces alimentados con la dieta OH-SeMet 0.5 comparado con peces alimentados con la dieta del control negativo, de acuerdo con un mayor contenido de lípidos registrado en estos peces. La inclusión dietética de OH-SeMet, condujo a una reducción significativa (P <0.05) de MDA tanto en el hígado como en el músculo. Sin embargo, la inclusión de Se en forma de NaSe hasta 0.2 mg / kg no fue tan efectiva como el Se orgánico para prevenir el riesgo oxidativo. Por otra parte, la inclusión dietética de Se hasta 0.2 mg/kg redujo significativamente el cortisol plasmático después del estrés agudo, independientemente de la forma de Se alimentada. Además, se produjo una ligera mortalidad durante el desafío de estrés crónico que fue estimulado por la aparición del Vibrio sp. y afectó principalmente a los peces alimentados con NaSe 0.5 mg/kg, seguido por el grupo de control negativo. Aparentemente, las anomalías esqueléticas no se vieron afectadas por la inclusión de Se en la dieta, mientras que la actividad de la lisozima medida en el suero mostró una tendencia de mayor actividad con el aumento de la suplementación de Se en las dietas. En resumen, la suplementación de Se hasta 0.2 mg/kg (1-1.1 mg / kg de Se analizado), particularmente en forma de OH-SeMet, tiende a mejorar el crecimiento y protege a los juveniles de dorada el estrés agudo o crónico. Además, OH-SeMet fue más eficaz que NaSe en la protección contra el estrés oxidativo en el músculo.

Selenium is an indispensable trace element for fish with different metabolic functions including protection against oxidative stress. The present study aimed to determine the effect of dietary inclusion of Se in the form of either inorganic Se (sodium selenite, NaSe) or organic Se (hydroxy-selenomethionine, OH-SeMet) on gilthead sea bream Sparus aurata. Triplicate groups of juvenile gilthead sea bream (IBW 6.16 ± 0.04g and IBL 7.65 ± 0.01cm) were distributed in 15 tanks and fed one of five practical diets for 11 weeks: basal diet with no added Se (negative control, 0.8 mg Se/kg diet), supplemented with 0.2 or 0.5 mg total Se/kg as sodium selenite (NaSe) or with 0.2 and 0.5 mg total Se/kg as hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet) providing (1.0, 1.3, 1.1, and 1.4 mg total Se/kg diet respectively). After the feeding trial, fish were exposed to an acute stress by fish capture and a chronic confinement stress. Blood samples were taken at 0 and 2 h after the acute stress and after 7 days of chronic stress for cortisol analysis. The fish performance, liver and muscle composition and Se content, malondialdehyde (MDA) concentration in hepatopancreas and muscle, expression of related hepatic genes, such as superoxide dismutase (sod), catalase (cat), heat shock protein 70 (hsp70) and glutathione peroxidase (gpx), were also tested. Percentage of skeletal anomalies, histopathological alterations in liver, and lysozyme activity in serum were analysed. The highest growth rate was observed in fish fed OH-SeMet up to 0.2 mg/kg but with no significant difference with fish fed the control diet with no-added Se. The lowest growth was observed in fish fed NaSe up to 0.5 mg/kg. Increase in dietary Se, particularly in the form of OH-SeMet showed a positive correlation with Se concentration in liver and muscle. A similar relation was found in the hepatosomatic index (HSI). Thus, HSI in OH-SeMet 0.5 fed fish was significantly higher than in the control without Se supplementation, in agreement with a higher lipid content registered in these fish. Regardless of lipid peroxidation, dietary inclusion of OH-SeMet, led to a significant (P< 0.05) reduction in MDA in both liver and muscle. However, Se inclusion in form of NaSe up to 0.2 mg/kg was not as effective as organic Se to prevent oxidative risk. Moreover, dietary inclusion of Se up to 0.2 mg/kg significantly reduced plasma cortisol after acute stress, regardless of the Se form fed. Furthermore, a slight mortality occurred during the chronic stress challenge that was stimulated by vibrio appearance and affected mostly fish fed NaSe 0.5, followed by the control group. Skeletal anomalies were not affected by dietary Se inclusion, whereas, lysozyme activity measured in serum, showed a trend of increased activity with increasing Se supplementation in diets. In summary, supplementation of Se up to 0.2 mg/kg (1-1.1 mg/kg analysed dietary Se), particularly in the form of OH-SeMet, tend to improve growth and protects juvenile gilthead sea bream from acute or chronic stress. Besides, OH-SeMet was more effective than NaSe in protection against oxidative risk in muscle.