Fishmeal substitution for Arthrospira platensis in juvenile mullet (Mugil liza) and its effects on growth and non-specific immune parameters

Background: Cyanobacterium Athrospira platensis (Spirulina) is a potential fishmeal (FM) substitute in fish diets because of its high protein content, antioxidant and immunostimulant properties. Objective: To evaluate the effects of total and partial substitution of FM with A. platensis (0, 30, 50, 70 and 100% substitution) in juvenile mullet (Mugil liza). Methods: Juvenile mullets (n=210) were maintained in a recirculation system under optimal water parameters for the species. Mullets were fed five experimental diets for 80 days. Each diet was tested in triplicate tanks. At the end of the experimental period growth parameters were measured and samples of blood, liver and spleen were taken to evaluate the immune system. Results: Full replacement (100%) of FM resulted in growth deficits and low survival. The FM replacement induced changes in the proportion of macrophages and lymphocytes. Up to 50% FM replacement increased the expression of CD3 receptors in spleen T lymphocytes (T-Cells), whereas >50% FM replacement decreased the expression of CD3 receptors. We also found that partial FM substitution diminished the apoptotic process. Conclusions: Up to 50% FM substitution with A. platensis can improve performance of non-specific immune system of mullets.Keywords: apoptosis, CD3, fish, immunostimulant, microalgae, Spirulina. ResumenAntecedentes: La cianobacteria Arthrospira platensis (Spirulina) puede usarse como substituto potencial de la harina de pescado (HP) por su alto contenido de proteína, sus antioxidantes y sus propiedades inmunoestimulantes. Objetivo: Analizar el efecto de la substitución parcial y total de HP por A. platensis (0, 30, 50, 70 y 100% de substitución) en juveniles de lisa (Mugil liza). Métodos: Juveniles de lisa (n=210) se mantuvieron en un sistema de recirculación con parámetros de calidad de agua en niveles óptimos para la especie. Las lisas se alimentaron con las dietas experimentales durante 80 días. Cada dieta fue evaluada en triplicado. Al final del periodo experimental se midieron los parámetros de crecimiento y se colectaron muestras de sangre, hígado y bazo para evaluación del sistema inmune. Resultados: La substitución total (100%) resultó en deficiente crecimiento y baja sobrevivencia. El remplazo de HP produjo cambios en las proporciones de macrófagos y linfocitos. La substitución de hasta un 50% HP aumentó la expresión de receptores CD3 en linfocitos T del bazo. Por otro lado, la substitución mayor a 50% HP disminuyó la expresión de receptores CD3. La substitución parcial de HP disminuyó el proceso de apoptosis. Conclusiones: Proponemos una substitución de HP del 50% por A. platensis, lo cual mejora el desempeño del sistema inmune no especifico de las lisas.Palabras clave: apoptosis, CD3, inmunoestimulante, microalga, pez, Spirulina. ResumoAntecedentes: A cianobactéria Athrospira platensis (Spirulina) é um potencial substituto da farinha de peixe (FP) pelo seu alto conteúdo de proteína, antioxidantes e características imune estimulantes. Objetivo: Foram avaliados os efeitos da substituição parcial e total da FP por A. platensis (0, 30, 50, 70 e 100% substituição) em juvenis de tainha (Mugil liza). Métodos: Juvenis de tainha (n=210) foram mantidos em um sistema de recirculação com os parâmetros da água sendo mantidos em níveis ótimos para a espécie. As tainhas foram alimentadas com as dietas experimentais por 80 dias, cada dieta foi testada em triplicata, ao final do período experimental foram avaliados os parâmetros de crescimento e amostras de sangue, fígado e baço foram coletadas para a avaliação do sistema imune. Resultados: A substituição total de FP resultou em redução do crescimento e baixa sobrevivência. A avaliação do sistema imune demostrou que a substituição da FP produz alterações nas proporções de macrófagos e linfócitos. Provou-se que até 50% de substituição da FP incrementa a expressão de receptores CD3. Além disso, a substituição parcial da FP diminui o processo de apoptose. Conclusão: Baseado em nossos descobrimentos, se propõe a substituição de até 50% da FP por A. platensis que melhorará o desempenho do sistema imunológico não específico das tainhas.Palvras-chave: apoptosis, CD3, estimulante, imune, microalga, peixe, Spirulina.