Συγκριτική μελέτη της επίδρασης της μερικής υποκατάστασης των ιχθυάλευρων με άλευρα από έντομα σε παραμέτρους φυσιολογίας καταπόνησης σε τρία είδη εκτρεφόμενων τελεόστεων ιχθύων
Creators: name: Μπούσδρας, Θωμάς Σωτηρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Ιχθυοκαλλιέργεια
Εντομοάλευρα
Φυσιολογία καταπόνησης
Fish farming
Insect meal
Stress physiology

description: Η παγκόσμια παραγωγή προϊόντων υδατοκαλλιέργειας έχει σημειώσει σταθερή αύξηση από την δεκαετία του 1950 μέχρι σήμερα. Επίσης, η συνεχής αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού δημιουργεί μεγαλύτερες απαιτήσεις για παραγωγή τροφής, με αποτέλεσμα να ασκείται ολοένα και μεγαλύτερη πίεση στις υδατοκαλλιέργειες για μεγιστοποίηση της παραγωγής τους, με παράλληλη αύξηση της παραγωγής σιτηρεσίων στα εκτρεφόμενα είδη. Ωστόσο, η παραγωγή ιχθυάλευρου και ιχθυελαίου, που αποτελούν τα κύρια συστατικά των ιχθυοτροφών, έχει μειωθεί κυρίως εξαιτίας της συρρίκνωσης των ιχθυοαποθεμάτων λόγω υπεραλίευσης. Η έρευνα έχει στραφεί στην αναζήτηση εναλλακτικών πηγών πρωτεϊνών, ικανών να αντικαταστήσουν αυτές που χρησιμοποιούνται σήμερα. Μια νέα, ελπιδοφόρα και υψηλής ποιότητας πηγή πρωτεϊνών συνιστούν τα έντομα, παρόλο που η προοπτική χρήσης τους ως τροφή στις ιχθυοκαλλιέργειες διάφορων ειδών δεν έχει λάβει την απαραίτητη προσοχή σε πολλά μέρη του κόσμου. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της επίδρασης που έχει η μερική υποκατάσταση ιχθυάλευρων με άλευρα από το έντομο Tenebrio molitor σε παραμέτρους της φυσιολογίας καταπόνησης σε τρία είδη εκτρεφόμενων τελεόστεων μεγάλης οικονομικής αξίας: την τσιπούρα (Sparus aurata), το λαβράκι (Dicentrarchus labrax) και την ιριδίζουσα πέστροφα (Oncorhynchus mykiss). Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι ένζυμα του βασικού μεταβολισμού (αερόβιου και αναερόβιου), όπως είναι η αφυδρογονάση του γαλακτικού οξέος, L-LDH, η συνθετάση του κιτρικού οξέος, CS και η αφυδρογονάση του μαλικού οξέος, MDH, παρουσίασαν μεταβολές σε σχέση με την ομάδα ελέγχου (0% υποκατάσταση) κυρίως στην τσιπούρα και στο λαβράκι, ανάλογα με τον εξεταζόμενο ιστό. Οι λιγότερο σημαντικές μεταβολές παρατηρήθηκαν στην ιριδίζουσα πέστροφα. Παράλληλα, αυξημένη δραστικότητα των αντιοξειδωτικών ενζύμων, όπως η ρεδουκτάση της γλουταθειόνης, GR, η υπεροξειδική δισμουτάση, SOD και η καταλάση, CAT, που υποδεικνύουν αυξημένο οξειδωτικό στρες, παρατηρήθηκαν κυρίως στους ιστούς της τσιπούρας και του λαβρακιού, και συγκεκριμένα στο ήπαρ. Ανάλογη μεταβολή δεν ακολουθήθηκε από τις πρωτεΐνες που συμμετέχουν στο μονοπάτι της απόπτωσης. Συγκεκριμένα, η χορήγηση του εντομοάλευρου προκάλεσε αύξηση των επιπέδων της αντιαποπτωτικής Bcl-2 και μείωση της αποπτωτικής Bax, καθώς και των πρωτεϊνών που είναι συζευγμένες με τις κασπάσες και την ουβικουϊτίνη. Πιθανότατα, το οξειδωτικό στρες επηρέασε περισσότερο το μονοπάτι της αυτοφαγίας όπως φαίνεται από την αύξηση του λόγου LC3B II/LC3B I και την παράλληλη μείωση των επιπέδων της SQSTM1/p62. Αντίστοιχα, όσον αφορά τις πρωτεΐνες θερμικού πλήγματος, ενώ η έκφραση της Hsp90 παρουσιάστηκε κατά βάση μειωμένη και στα τρία υπό μελέτη είδη, τα επίπεδα της Hsp70 ήταν κατά βάση αυξημένα στην τσιπούρα και το λαβράκι. Η φωσφορυλίωση μελών της οικογένειας των MAPKs παρουσίασε μεταβολές ανάλογα με τον εξεταζόμενο ιστό και το ποσοστό αντικατάστασης με εντομοάλευρα, με τις λιγότερο σημαντικές μεταβολές να εμφανίζονται στην ιριδίζουσα πέστροφα. Οι ποικίλες μεταβολές των συγκεκριμένων κινασών μαρτυρούν την πληθώρα των στόχων και των κυτταρικών λειτουργιών στις οποίες εμπλέκονται και ρυθμίζουν. Εν κατακλείδι, από τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας προέκυψε ιστοειδική και ειδοειδική απόκριση των εξεταζόμενων ειδών στα σιτηρέσια με εντομοάλευρα, με την ιριδίζουσα πέστροφα να είναι το είδος που επηρεάστηκε λιγότερο σε σχέση με την τσιπούρα και το λαβράκι. Για μια πιο εμπεριστατωμένη άποψη στην επίδραση της αντικατάστασης ιχθυαλεύρων με εντομοάλευρα στην υγεία και στη βελτίωση φυσιολογικών παραμέτρων σε εκτρεφόμενα είδη, κρίνεται απαραίτητη η περαιτέρω μελέτη φυσιολογικών δεικτών.
description: Global aquaculture production has raised steadily since 1950 to date. The continuing increase of human population demands greater food production, thereby increasing pressure to aquaculture to maximize its production. Consequently, production of larger quantities of aquafeeds used as meal for farmed species becomes a necessity. However, the production of fishmeal and fish oil, which are the main ingredients of aquafeeds worldwide, has decreased mainly due to shrinking of fish stocks attributed to overfishing. This decline, in correlation to the existing increased demand, has lately led to a significant rise in the price of these two components. Thus, research has been directed to the search of alternative protein sources capable of replacing those presently used. Insects are a new, high quality protein source, although their potential as aquafeed for many farmed species is underestimated in many parts of the world. The aim of this study was to investigate the effect of partial fishmeal substitution with Tenebrio molitor meal in three different teleost species of great economic importance: gilthead seabream (Sparus aurata), European seabass (Dicentrarchus labrax) and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Regarding our results, the aerobic and anaerobic enzymes of basic metabolism such as lactate dehydrogenase, L-LDH, citrate synthetase, CS and malate dehydrogenase, MDH, depending on the examined tissue, exhibit variations compared to the 0% substitution, mainly in the gilthead sea bream and the European sea bass. The less significant variations were observed in the rainbow trout. Additionally, increased activity of several antioxidant enzymes, including glutathione reductase, GR, superoxide dismutase, SOD, and catalase, CAT, was observed mainly in sea bream and sea bass and specifically in the liver, exhibiting increased oxidative stress. However, the levels of proteins participating in the apoptosis cascade showed a different pattern. Specifically, insect meal substitution resulted in increased antiapoptotic Bcl-2 levels, whereas the apoptotic Bax and protein conjugated with caspases and ubiquitin were decreased. Probably, oxidative stress mostly affected the autophagy cascade as it is observed from the increase of LC3B II/LC3B I ratio and the parallel decrease of SQSTM1/p62 levels. Concerning heat shock proteins, even though Hsp90 levels decreased in the examined species, induction of Hsp70 was obvious mainly in the tissues of sea bream and sea bass. MAPK phosphorylation exhibited variations depending on the examined tissue and the proportion of insect meal substitution, with the less significant variations observed in the rainbow trout. These kinases variations exhibit the variety of targets and cell functions in which these molecules are involved and finally regulate. Thus, the above results indicate a species and tissue specific response of the examined species with rainbow trout being the species less affected. A further investigation of molecular and physiological indicators is needed for an in depth analysis of the effect of insect meal substitution on the health and improvement of physiological parameters of farmed species.