Effect of dietary vitamin C and E in larval performance and incidence of bone anomalies in meagre ("Argyrosomus regius")

Abstract

The meagre (Argyrosomus regius) is a candidate species for the diversification of aquaculture, which is a target species in the EU funded project Diversify. Studies on the reccomended dietary levels of different nutrients are among the tasks of this project. Marine fish larvae are quite vulnerable to biotic and abiotic conditions, being submitted to a high oxidative risk. Vitamin E is an important antioxidant compontent of animal tissues, being essential for the protection of polyunsaturated fatty acids (PUFAs) against oxidative damage in biological membranes. Besides, in the development of teleost fish, ascorbic acid (AA) have also an important antioxidant role and interferes as a cofactor in biological processes, particularly related to immune, neural and skeletal systems. Specifically, this vitamin plays an important role in collagen synthesis, connective tissue, and formation of bone matrices (Wilson and Poe, 1973). Being marine fish larvae so susceptible to oxidation, the main aim of this study was to determine the role of both vitamins in biological performance, skeletal development and antioxidant enzymes complexes in larval meagre. For this purpose, three diets were tested, the lowest level of vitamin E and C 215/65 mg kg-1 respectively (LEC), the medium level 705/1170 mg kg-1 (MEC) and the highest 1396/1786 mg kg-1 (HEC) in meagre larvae at 18 DAH, and during 17 days of feeding. The effect of the combination of both vitamins was analyzed in survival and growth. The larvae fed on HEC diet obtained the greatest survival and MEC larvae presented the highest total length. Regarding histological analysis, a fair absorption, accumulation and transport of lipid, in the larvae fed on MEC diet. In ostological evaluation cephalic deformities appear to decrease when the amount of vitamin C increase in the diet. The percentages of severe deformities in the vertebral column showed that extreme doses of vitamin C are less influential in skeletal elements. Finally, the development of the specific primers for meagre allowed to measure gene expression in MGP, OC, CAT, HSP70 and HSP 90. In the MGP and OC expressions was found reduced development with low vitamin content in the diet. Besides, the CAT results support that these genes are regulated by oxidative stress but the amount of vitamin has no effect and depends on fissh species and organ analyzed. In HSP 70 and HSP 90 case, they had a very low expression, which show the non-constitutive activity and their expression increase only after a severe stress situation.

La corvina (Argyrosomus regius) es una especie candidata para la diversificación de la acuicultura, y que pertenece al proyecto financiado por la UE Diversify. Entre las tareas de este proyecto están los estudios sobre los niveles recomendados de diferentes nutrientes. Las larvas de peces marinos son bastante vulnerables a condiciones bióticas y abióticas, presentándose un alto riesgo de oxidación. La vitamina E es un importante componente antioxidante de los tejidos animales, siendo esencial para la protección de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) contra el daño oxidativo en las membranas biológicas. Además, en el desarrollo de peces teleósteos, el ácido ascórbico (AA) también tiene un importante papel antioxidante e interfiere como cofactor en procesos biológicos, particularmente relacionados con sistemas inmunológicos, neurales y esqueléticos. Específicamente, esta vitamina juega un papel importante en la síntesis de colágeno, tejido conectivo y formación de matrices óseas. Siendo larvas de peces marinos tan susceptibles a la oxidación, el objetivo principal de este estudio fue determinar el papel de ambas vitaminas en el rendimiento biológico, el desarrollo del esqueleto y complejos de enzimas antioxidantes en larvas de corvina. Para ello se probaron tres dietas siendo el nivel más bajos de vitamina E y C 215/65 mg kg-1 respectivamente (LEC), el nivel medio 705/1170 mg kg-1 (MEC) y el más alto 1396/1786 mg kg-1 (HEC) en larvas de corvina de 18 DAH, y durante 17 días de alimentación. El efecto de la combinación de ambas vitaminas se analizó en la supervivencia y el crecimiento, siendo las larvas alimentadas con la dieta HEC las de mayor supervivencia y las larvas de la dieta MEC las que presentaron mayor talla total. En cuanto al análisis histológico se observó una mejor absorción, acumulación de lípidos a nivel hepático junto a un mejor transporte de estos, en las larvas de la dieta MEC. Con respecto a las deformidades cefálicas parecen disminuir cuando aumentamos la cantidad de vitamina C en la dieta, presentando menor incidencia. Los porcentajes de deformidades severas en la columna vertebral demuestran que estos elementos esqueléticos son menos influenciados por las dosis altas de vitamina C. Finalmente el desarrollo de primers específicos en corvina para la medida de su expresión génica ha permitido comprobar, por un lado el estado de desarrollo de la larva mediante la expresión de MGP y OC, y por otro lado la actividad de la CAT y las HSP 70 y HSP 90 según la dieta. En el caso de las expresiones de MGP y OC se vio un desarrollo reducido para aquellas larvas con bajos contenidos de vitaminas en la dieta. Los resultados encontrados para CAT sugieren que este gen no es regulado por la cantidad de vitamina en la dieta sino depende del estrés oxidativo, de la especie y del órgano analizado. Con respecto a las HSP 70 y HSP 90 presentaron una muy baja expresión, mostrando que su expresión incrementa cuando existe una alta situación de estrés para el animal y no de forma constitutiva.