Fuentes alternativas de proteínas en acuicultura. Disfunciones endocrinas, metabólicas e inmuno-histopatológicas.

Abstract

Los alimentos formulados para el cultivo intensivo de peces carnívoros contienen, generalmente, un 40-50% de proteína que está normalmente proporcionada por las harinas de pescado. Sin embargo, mientras que la producción anual de harinas de pescado está estabilizada alrededor de 6-7 millones de toneladas, la acuicultura se expande a una tasa del 11% anual existiendo, de este modo, una seria preocupación acerca de la disponibilidad de esta fuente de alimento como materia prima en la formulación de dietas para su empleo en dicho sector. Dado que los ingredientes de origen vegetal están facilmente disponibles, en los últimos años han recibido la mayor parte de la atención como posibles sustitutos a las harinas de pescado.<br/>Para abordar esta problemática, se diseñaron dietas basadas en harinas de pescado (FM) o en ingredientes vegetales, de manera que sustituyeran las harinas de pescado en un 50% (PP50), 75% (PP75) y 100% (PP100). En todas las dietas el cociente entre aminoácidos esenciales y no esenciales estuvo próximo a 1,1, en base a los resultados obtenidos en una experiencia previa incluida en esta Tesis Doctoral. Juveniles de dorada (Sparus aurata) alimentados con la dieta PP100 exhibieron una pérdida severa de biomasa con respecto a los otros grupos experimentales, debido probablemente a una menor ingesta de alimento. Estos peces también exhibieron una menor retención lipídica así como un marcado efecto hipocolesterolémico. En cuanto al eje somatotrópico, se observó un aumento de los niveles circulantes de hormona de crecimiento (GH) con el mayor aporte de ingredientes vegetales, que estuvo acompañado por un descenso de las tasas de crecimiento, de los niveles circulantes de somatomedinas (IGF-I) y de la expresión hepática del receptor de la GH (GHR) y de IGF-I. Esta situación catabólica evidenció una insensibilización hepática a la acción anabólica de la GH en el grupo PP100. A medio plazo (6 meses) se observó una elevada deposición grasa en el hígado de los peces alimentados con la dieta PP100 así como un elevado número de vacuolas lipídicas en los enterocitos. Los niveles de lisozima en plasma no se vieron alterados por el tratamiento pero el estallido respiratorio en leucocitos aislados del riñón anterior y la actividad mieloperoxidasa en plasma aumentaron significativamente en los grupos PP75 y PP100. La actividad del complemento, por otra parte, aumentó significativamente en el grupo PP50 y disminuyó en los grupos PP75 y PP100. Como conclusión general, y junto con los ensayos de calidad sensorial realizados tras un ciclo completo de engorde (1 año), se determinó que la sustitución de harinas de pescado por ingredientes vegetales (hasta un 75%) es posible en una especie típicamente carnívora como la dorada.<br/>La actividad del eje somatotrópico también fue analizada en trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss), en una experiencia similar a la anterior. Las tasas de crecimiento y la retención energética disminuyeron en los grupos PP75 y PP100, observándose un aumento progresivo en los niveles circulantes de GH. Sin embargo, no se observaron cambios ni en los niveles circulantes de IGF-I ni en la expresión hepática de GHR e IGF-I. Se encontraron dos bandas específicas de proteínas de unión a la IGF (IGFBPs) en el plasma de todos los peces analizados, aumentando progresivamente su concentración y su grado de glicosilación con el aumento de la cantidad de proteína vegetal de la dieta, lo que podría disminuir la disponibilidad de IGF libre. Así, la disminución del crecimiento pudo estar debido, al menos en parte, a una menor disponibilidad de la forma activa de la IGF (fracción libre) más que a una insensibilización hepática a la GH o a un defecto en la síntesis y liberación de IGF-I.

Aquafeeds for carnivore fish contain a 40-50% of crude protein, which is usually provided by<br/>fishmeal. However, while the annual production of fishmeal is stabilized around 6-7 million tonnes,<br/>the aquaculture industry expands at a rate of 11% per year. Thus, it exists a great concern about the<br/>availability of these raw materials to formulate aquafeeds for aquaculture. As plant ingredients are<br/>easily available, in the last years a great effort has been done to investigate the possible use of plant<br/>ingredients to replace fishmeal in aquaculture.<br/>To solve this problem, a diet with fish meal as the sole protein source was compared to diets<br/>with 50%, 75% and 100% of replacement in juveniles of gilthead seabream (Sparus aurata). The<br/>indispensable amino acid to dispensable amino acid ratio (IAA/DAA) was close to 1,1 in all diets as<br/>it was stablished in the first trial of this study. Growth performance, enzyme activities (amino acid<br/>catabolism and lipogenic pathways) and plasma metabolites (glucose, triglycerides and cholesterol)<br/>were measured. The hormone system that regulates fish growth was also study (plasma levels of<br/>growth hormone and IGF-I, hepatic expression of GH receptors and IGF-I). We also developed<br/>immuno-histochemical studies and parameters of the inespecific immunological system (plasma<br/>lysozyme, respiratory burst activity, plasma myeloperoxidase, complement) were also evaluated. As<br/>a conclusion, substitution of fishmeal by a mixture of plant protein sources compromised growth<br/>performance only at the 100% level, and decreased one of the immune defence mechanisms at<br/>above 75% level. The quality of the fillet in fish fed diet PP75 until they reached market size was<br/>not affected by dietary treatment which means that up to 50-75% of fishmeal replacement seems to<br/>be feasible with IAA supplementation in a fish species having high dietary protein requirements.<br/>The activity of somatotropic axis was analysed in juveniles of rainbow trout (Oncorhynchus<br/>mykiss) in a similar growth trial. It is shown that a different regulation of this hormonal system is<br/>found in response to a partial or total replacement of fishmeal by plant ingredients compared to<br/>gilthead seabream.