Technospore® en los piensos para acuicultura: un enfoque holístico para mejorar la producción piscícola.
El intrincado ecosistema de la microbiota intestinal es un elemento central en el mecanismo de la salud, la enfermedad y la productividad. Si bien la comunidad científica ha realizado avances significativos en el conocimiento de la microbiota de muchos animales, nuestra comprensión de la microbiota de los peces no es tan sólida. No obstante, la investigación ha arrojado luz sobre el papel fundamental que desempeña la microbiota intestinal en el bienestar, el rendimiento y las funciones biológicas de los peces.
Factores que afectan a la microbiota intestinal.
La composición microbiana única de cada pez está moldeada por una combinación de presiones selectivas ejercidas por el hospedador, la dieta y las condiciones ambientales. Las contribuciones relativas de los distintos factores que influyen en la microbiota aún no están claras. Los estudios sobre la dieta de los peces y la microbiota intestinal han demostrado que la microbiota intestinal está asociada a diferentes pautas dietéticas, piensos y nutrientes.
El tipo de proteína también puede afectar a la microbiota. Por ejemplo, se ha observado que la sustitución de la harina de pescado por proteína de origen vegetal provoca una reducción significativa de la diversidad de la microbiota intestinal. O que la sustitución de proteína vegetal por harina de subproductos avícolas da lugar a un aumento de la microbiota degradadora de proteína en la trucha arco iris.
También se ha investigado los efectos de los lípidos de la dieta en la microbiota intestinal de los peces. Los aceites vegetales con diferentes composiciones de ácidos grasos tuvieron un efecto significativo en la abundancia y diversidad de los microbios intestinales y los peces alimentados con ácidos grasos saturados presentaron una mayor diversidad microbiana. Además, se observó que la abundancia de Pseudomonas spp. era elevada en los peces alimentados con una dieta alta en ácidos grasos saturados, mientras que la suplementación con aceite de pescado limitó el crecimiento de Pseudomonas spp.
Los factores medioambientales que influyen en las comunidades microbianas de los peces salvajes están relacionados principalmente con la calidad y la química del agua. Los estudios con salmones del Atlántico en transición del agua dulce al agua de mar han demostrado que el cambio de salinidad provoca un cambio drástico en la microbiota. Esta podría ser también una de las razones de la reducción de la ingesta de alimento y del rendimiento general durante esta fase de transición.
La influencia de la temperatura del agua en la microbiota intestinal de los peces también es una cuestión importante, ya que los peces pueden enfrentarse a un aumento o disminución de la temperatura del agua debido a los cambios estacionales. Se ha observado que el estrés por frío redujo la diversidad y la composición de la microbiota intestinal de la tilapia azul. Cuando se comparó la respuesta microbiana de peces resistentes al frío y sensibles al frío, la microbiota de los peces resistentes al frío fue más estable a los cambios de temperatura. Así pues, la temperatura del agua actúa como un factor ambiental influyente.
Efectos de la microbiota intestinal en el pez.
En una fascinante muestra de interacción biológica, las bacterias comensales regulan muchos aspectos clave del hospedador en una relación mutualista. La microbiota intestinal se considera un factor importante en la regulación de la nutrición y el metabolismo de los peces y puede modular muchos aspectos clave de las funciones del hospedador como el comportamiento alimentario, el equilibrio energético, el metabolismo de los nutrientes y la respuesta inmunitaria.
Por ejemplo, los microbios intestinales favorecen la absorción de energía por parte del hospedador y regulan la expresión de genes implicados en el metabolismo energético y lipídico. También se ha propuesto que la microbiota de los peces herbívoros puede convertir los carbohidratos de la dieta en ácidos grasos de cadena corta, que desempeñan un papel importante en la nutrición y la salud del hospedador.
La microbiota intestinal es esencial para mantener el desarrollo y la maduración del sistema inmunológico. Se descubrió que la colonización intestinal en el pez cebra induce la expresión de genes relacionados con la respuesta inmunitaria innata y activa factores de transcripción como el NF-κB en los tejidos, lo que respalda el papel de la microbiota en la regulación inmunitaria.
La microbiota también puede influir en el desarrollo de los peces. La colonización temprana de la microbiota intestinal por determinadas especies bacterianas fue necesaria para el desarrollo neuroconductual normal en el pez cebra. La microbiota intestinal también puede regular la expresión de genes relacionados con la proliferación celular en las células epiteliales intestinales de los peces y puede controlar la maduración de los tejidos y la función de los órganos durante el desarrollo de los peces.
En la tilapia, se descubrió que el uso de probióticos activaba cambios en la microbiota intestinal coherentes con la activación del sistema endocrino, incluido el aumento de la expresión de genes del factor de crecimiento similar a la insulina. El sistema del factor de crecimiento similar a la insulina interviene en la regulación del crecimiento y diferenciación celular, la proliferación y la supervivencia, y es responsable del crecimiento saludable de los juveniles.
TechnoSpore®.
Los probióticos pueden clasificarse en dos categorías principales: bacterias formadoras de esporas y bacterias productoras de ácido láctico. Cada una tiene sus beneficios. Los microbios formadores de esporas son más fáciles de manipular y procesar cuando están en su fase de esporas. Además, producen enzimas digestivas para mejorar el índice de conversión y son especialmente conocidas por inhibir los patógenos grampositivos.
Las bacterias acidolácticas se activan rápidamente en el intestino en comparación con otros probióticos. Estas bacterias son prolíficas productoras de ácido láctico, lo que mejora el entorno general del intestino, y se sabe que reducen los patógenos gramnegativos.
Existe una especie de bacteria que combina lo mejor de las dos: el Bacillus coagulans. Actualmente es el único probiótico conocido que es a la vez formador de esporas y produce grandes cantidades de ácido láctico. Esto significa que este probiótico es fácil de manipular, pero también proporciona inhibición de bacterias grampositivas y gramnegativas, producción de enzimas digestivas y mejora general del entorno intestinal. Se sabe que el Bacillus coaglans tiene efectos positivos en la morfología intestinal de numerosas especies, no sólo de cerdos y aves de corral, sino también de peces y gambas.
La cepa única de Biochem de este probiótico excepcional, B. coagulans DSM32016, también conocida como TechnoSpore®, es el primer B. coagulans registrado en la UE para la alimentación de cerdos y aves de corral y sigue siendo la única disponible para este uso.
Efectos de TechnoSpore® en la tilapia del Nilo.
Debido a la expansión de la acuicultura intensiva y al empeoramiento de las características fisicoquímicas del agua, los brotes de enfermedades son cada vez más frecuentes en los peces de piscifactoría, incluida la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus), uno de los peces más destacados de la acuicultura mundial. La administración de probióticos, como Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. y Bacillus spp., se ha convertido en una valiosa herramienta para afrontar estos retos.
Debido a la importancia de la tilapia como especie acuícola, se realizó un ensayo de alimentación de 14 semanas para determinar los efectos de la suplementación con TechnoSpore® (B. coagulans DSM32016) sobre el crecimiento, la composición corporal, la morfología intestinal, la respuesta inmunológica y el estado antioxidante de la tilapia del Nilo.
Se asignaron aleatoriamente alevines sanos de tilapia del Nilo a uno de los tres grupos: Control (dieta basal sin suplementación), BC1 (dieta basal + 1 g de TechnoSpore® con 2,5 x 109 UFC/kg de pienso), o BC2 (dieta basal + 2 g de TechnoSpore® con 5 x 109 UFC/kg de pienso). Cada grupo constaba de cinco réplicas con diez peces cada una, en acuarios de cristal. Los peces fueron alimentados diariamente hasta saciedad aparente a las 8:00, 13:00 y 16:00 h. Las condiciones de cría y las características fisicoquímicas del agua se mantuvieron en condiciones óptimas para la tilapia.
Al final de las 14 semanas, los peces suplementados con TechnoSpore® (BC1 y BC2) tenían una biomasa final, una ganancia de peso acumulada y un crecimiento medio diario significativamente superiores (P < 0,001) en comparación con el grupo de control (Figura 1A, 1B). Además, los peces suplementados con TechnoSpore® tuvieron una mejor calidad de carne con un contenido significativamente mayor de proteína y menor de grasa (Figura 1C, 1D).
Figura 1: (A) El aumento de peso se incrementó hasta un 18 % con la suplementación de TechnoSpore® con (B) un aumento significativo de la GMD (P < 0,001). La calidad de la carne mejoró con (C) un contenido significativamente mayor de proteína y (D) menor de grasa cuando se suplementó a las tilapias con TechnoSpore®. Letras diferentes denotan significación estadística entre los grupos, P < 0,001, n = 5.
La suplementación con B. coagulans mejoró significativamente las características de las vellosidades intestinales. Los peces suplementados con TechnoSpore® presentaron un aumento significativo de la altura de las vellosidades (P < 0,001), con una disminución significativa de la profundidad de las criptas (P < 0,05). Además, la relación entre la altura de las vellosidades y la profundidad de las criptas aumentó significativamente en los peces suplementados (P < 0,001, Figura 2).
Figura 2: El análisis histológico del epitelio intestinal mostró mejoras significativas de la morfología intestinal con (a) vellosidades más alargadas (P < 0,001), (b), criptas menos profundas (P < 0,05) y (c) una relación beneficiosa entre la altura de las vellosidades y la profundidad de las criptas (P < 0,001) en los peces alimentados con piensos suplementadas con TechnoSpore®. Letras diferentes denotan significación estadística entre los grupos, n = 5.
Al evaluar el intestino delgado, la estructura microscópica de la altura de las vellosidades y la profundidad de las criptas se considera un indicador primario de desarrollo, salud y funcionalidad. Las vellosidades desempeñan un papel fundamental en la digestión y absorción de nutrientes, y las criptas son la región donde se forman las nuevas células intestinales.
Por lo tanto, la morfología ideal es la de vellosidades largas con criptas poco profundas. Las vellosidades largas se asocian a una mayor área de absorción, una mejor acción de las enzimas digestivas y un mejor transporte de nutrientes. Las criptas poco profundas reflejan la supervivencia prolongada de las vellosidades sin necesidad de renovación, lo que reduce la energía necesaria para la renovación de las vellosidades y permite utilizar la energía para el crecimiento de otros tejidos.
La suplementación con B. coagulans aumentó significativamente la actividad antioxidante sérica y la respuesta inmunitaria, determinadas por los niveles de malondialdehído (MDA) y lisozima. En condiciones de estrés, aumenta la producción de especies reactivas del oxígeno, lo que provoca peroxidación lipídica y daños en la membrana celular.
El malondialdehído es uno de los productos finales de la peroxidación lipídica en las células. Así, un aumento de los radicales libres incrementa la producción de MDA, lo que convierte los niveles de MDA en un marcador del estrés oxidativo y del estado antioxidante. Los peces alimentados con TechnoSpore® tuvieron niveles más bajos de MDA (P < 0,01) en comparación con el grupo de control (figura 3).
Figura 3: El tratamiento con TechnoSpore® disminuyó el marcador de la peroxidación lipídica (MDA, P < 0,01) e influyó positivamente en los niveles de lisozima, un marcador de la respuesta inmunitaria (P < 0,05). Letras diferentes denotan significación estadística entre los grupos, n = 5.
La lisozima es una enzima antimicrobiana producida por el sistema inmunitario innato. Es una pequeña proteína que mata a las bacterias lisando su pared celular, rompiendo las membranas bacterianas y activando enzimas autolíticas en la pared bacteriana. La suplementación con B. coagulans aumentó significativamente este marcador de la respuesta inmunitaria (P < 0,05), lo que indica un aumento de la actividad inmunitaria celular y una mejor protección contra las enfermedades (figura 3).
La suplementación con TechnoSpore®, B. coagulans, mejora el crecimiento de la tilapia del Nilo gracias a una mejor morfología intestinal. Además, TechnoSpore® aumenta la resistencia a las enfermedades al promover la respuesta inmunitaria y mejorar la capacidad antioxidante.
La microbiota intestinal sana apoyada por TechnoSpore® está demostrando su valor en la promoción de una comunidad equilibrada de microbios intestinales que puede mejorar significativamente la morfología intestinal, lo que redunda en el crecimiento de los peces, la resistencia a las enfermedades y el bienestar general. Al apoyar un ecosistema intestinal sano, TechnoSpore® libera todo el potencial de salud y rendimiento de los peces.
Referencias:
Fath El-Bab et al. 2022 doi: 10.3389/fvets.2022.1011715
