TechnoSpore® in Aquafeed - Uma abordagem holística para melhorar a produção de peixes.

O ecossistema da microbiota intestinal é essencial para a saúde animal, ocorrência de enfermidades e produtividade. Embora a comunidade científica tenha feito progressos significativos no conhecimento da microbiota de muitos animais, nosso entendimento da microbiota de peixes não é tão robusto. No entanto, as pesquisas esclareceram o papel fundamental que a microbiota intestinal desempenha no bem-estar, no desempenho e nas funções biológicas de peixes.

A composição microbiana de peixes é moldada por uma combinação de pressões seletivas exercidas pelo hospedeiro, pela dieta e pelas condições ambientais. As contribuições relativas dos diferentes fatores que influenciam a microbiota ainda não estão claras. Estudos sobre dietas de peixes e microbiota intestinal mostraram que a microbiota intestinal está associada a diferentes padrões de dieta, alimentação e nutrientes.

Foi observado que a substituição da farinha de peixe por proteína de origem vegetal resulta em uma redução significativa na diversidade da microbiota intestinal. O tipo de proteína fornecida também pode afetar a microbiota. Por exemplo, a substituição de proteínas vegetais por farinha de subprodutos de aves resulta em um aumento de microrganismos degradadores de proteína para truta arco-íris.

Os efeitos dos lipídios da dieta sobre a microbiota intestinal de peixes também foram investigados. Os óleos vegetais com diferentes composições de ácidos graxos tiveram um efeito significativo sobre a abundância e a diversidade da microbiota intestinal, e os peixes alimentados com ácidos graxos saturados apresentaram maior diversidade microbiana intestinal. Além disso, verificou-se que a abundância de Pseudomonas spp. era elevada em peixes alimentados com uma dieta rica em ácidos graxos saturados, e a suplementação com óleo de peixe limitou o crescimento de Pseudomonas spp.

Os fatores ambientais que influenciam as comunidades microbianas de peixes selvagens estão relacionados principalmente à qualidade e à química da água. Estudos com salmões do Atlântico em transição da água doce para a água do mar mostraram que a mudança na salinidade causa uma alteração drástica na microbiota. Esse também pode ser o motivo da redução do consumo de ração e do desempenho geral durante essa fase de transição.

A influência da temperatura da água sobre a microbiota intestinal dos peixes também é uma questão importante, pois os peixes podem enfrentar aumento ou diminuição da temperatura da água devido a mudanças sazonais. Foi observado que o estresse pelo frio reduziu a diversidade e a composição da microbiota intestinal da tilápia azul. Quando a resposta microbiana de peixes resistentes ao frio e sensíveis ao frio foi comparada, a microbiota dos peixes resistentes ao frio foi mais resistente às mudanças de temperatura. Dessa forma, a temperatura da água atua como um fator ambiental de influência.

Em uma fascinante demonstração de interação biológica, as bactérias comensais regulam muitos aspectos importantes do hospedeiro em uma relação mutualística. A microbiota intestinal é considerada um fator importante na regulação da nutrição e do metabolismo em peixes e pode regular muitos aspectos importantes das funções do hospedeiro, envolvendo comportamento alimentar, balanço energético, metabolismo de nutrientes e resposta imunológica.

Por exemplo, a microbiota intestinal pode melhorar a digestibilidade de energia pelo hospedeiro e regular a expressão dos genes envolvidos no metabolismo energético e lipídico. Também se propõe que a microbiota de peixes herbívoros pode converter carboidratos da dieta em ácidos graxos de cadeia curta, que desempenham um papel importante na nutrição e na saúde do hospedeiro.

A microbiota intestinal é essencial para manter o desenvolvimento e a maturação do sistema imunológico. Descobriu-se que a microbiota intestinal em zebrafish induz a expressão de genes relacionados a respostas imunes inatas e ativa fatores de transcrição como de NF-κB nos tecidos, relacionando a função da microbiota na regulação imunológica. A colonização precoce da microbiota intestinal por determinadas espécies bacterianas foi necessária para o desenvolvimento neurocomportamental normal em zebrafish.

Em tilápia, descobriu-se que o uso de probióticos ativava alterações microbianas intestinais consistentes com a ativação do sistema endócrino, incluindo o aumento da expressão de genes do fator de crescimento semelhante à insulina. O sistema do fator de crescimento semelhante à insulina está envolvido na regulação do crescimento e da diferenciação, da proliferação e da sobrevivência das células e é responsável pelo crescimento saudável em juvenis.

Os probióticos podem ser classificados em duas categorias principais: bactérias formadoras de esporos e bactérias produtoras de ácido láctico. Cada uma delas tem seus benefícios. As bactérias formadoras de esporos são mais fáceis de manusear e processar quando estão em seu estágio de esporo. Além disso, algumas produzem enzimas digestivas que podem melhorar a conversão alimentar e são especialmente conhecidos por inibir bactérias patogênicas gram-positivas.

As bactérias do ácido láctico tornam-se ativas no intestino mais rapidamente do que outros probióticos. Essas bactérias são eficientes produtoras de ácido lático, o que melhora o ambiente geral do intestino, e são conhecidas por reduzir as bactérias patogênicas gram-negativas.

Há uma espécie de bactéria que combina o melhor de ambos: Bacillus coagulans. Atualmente, esse é o único probiótico conhecido que forma esporos e produz grandes quantidades de ácido lático. Isso significa que esse probiótico é fácil e seguro de manusear, mas também proporciona inibição de bactérias gram-positivas e gram-negativas, produção de enzimas digestivas e melhora geral do ambiente intestinal. Sabe-se que o Bacillus coagulans tem efeitos positivos sobre a morfologia intestinal em várias espécies, não apenas de suínos e aves, mas também de peixes e camarões.

A cepa exclusiva da Biochem desse probiótico excepcional, o B. coagulans DSM32016, também conhecido como TechnoSpore®, é o primeiro B. coagulans registrado na UE para nutrição de suínos e aves e continua sendo o único disponível para esse uso.

Devido à expansão da aquicultura intensiva e à piora das características físico-químicas da água, os surtos de doenças se tornaram cada vez mais prevalentes em peixes cultivados, incluindo a tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), um dos peixes mais importantes da aquicultura global. A administração de probióticos, incluindo Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. e Bacillus spp. tornou-se uma ferramenta valiosa para enfrentar esses desafios.

Devido à importância da tilápia como espécie de aquicultura, foi realizado um teste de de 14 semanas para determinar os efeitos da suplementação das dietas com TechnoSpore® sobre o desempenho zootécnico, a composição corporal, a morfologia intestinal, a resposta imunológica e o status antioxidante da tilápia do Nilo.

Alevinos saudáveis de tilápia do Nilo foram distribuídos aleatoriamente em um dos três grupos: Controle (dieta basal sem suplementação), BC1 (dieta basal + 1 g de TechnoSpore® com 2,5 x 10⁹ UFC/kg de dieta) ou BC2 (dieta basal + 2 g de TechnoSpore® com 5 x 10⁹ UFC/kg de dieta). Cada grupo consistiu em cinco réplicas de dez peixes cada em aquários de vidro. Os peixes foram alimentados até a saciedade aparente às 8:00, 13:00 e 16:00 horas diariamente. As condições de criação e as características físico-químicas da água foram mantidas em condições ideais para a tilápia.

Ao final de 14 semanas, os peixes suplementados com TechnoSpore® (BC1 e BC2) apresentaram biomassa final, ganho corporal acumulado e crescimento médio diário significativamente maiores (P < 0,001) em comparação com o grupo controle (Figura 1A, 1B). Além disso, os peixes suplementados com TechnoSpore® melhoraram a qualidade da carne com um teor significativamente maior de proteína e menor de gordura (Figura 1C, 1D).

Figura 1: (A) O ganho de peso aumentou em até 18% com a suplementação com TechnoSpore® e (B) aumentou significativamente o GMD (P < 0,001). A qualidade da carne foi melhorada com (C) proteína significativamente maior e (D) menor teor de gordura quando as tilápias foram suplementadas com TechnoSpore®. Letras diferentes denotam significância estatística entre os grupos, P < 0,001, n = 5.

A suplementação dietética com B. coagulans melhorou significativamente as características das vilosidades intestinais. Os peixes suplementados com TechnoSpore® apresentaram um aumento significativo na altura das vilosidades (P < 0,001) com uma diminuição significativa na profundidade das criptas (P < 0,05). Além disso, a proporção entre a altura das vilosidades e a profundidade das criptas aumentou significativamente nos peixes suplementados (P < 0,001, Figura 2).

Figura 2: A análise histológica do epitélio intestinal mostrou melhorias significativas na morfologia intestinal com (a) vilosidades alongadas (P < 0,001), (b) criptas rasas (P < 0,05) e (c) uma relação benéfica entre a altura das vilosidades e a profundidade das criptas (P < 0,001) em peixes alimentados com dietas suplementadas com TechnoSpore®. Letras diferentes indicam significância estatística entre os grupos, n = 5.

Ao avaliar o intestino delgado, a relação entre a altura das vilosidades e a profundidade das criptas é considerada um indicador primário de desenvolvimento, saúde e funcionalidade. As vilosidades desempenham um papel fundamental na digestão e absorção de nutrientes, e as criptas são a região onde novas células intestinais são formadas.

Portanto, a morfologia ideal consiste em vilosidades longas com criptas rasas. As vilosidades longas estão associadas a uma maior área de absorção, melhor ação das enzimas digestivas e melhor transporte de nutrientes. As criptas rasas refletem a sobrevivência mais longa das células nas vilosidades sem a necessidade de renovação, o que, neste estudo, pode ter resultado em menos energia necessária para a renovação celular. A energia economizada poderia ser direcionada para o desenvolvimento de outros tecidos.

A suplementação com B. coagulans aumentou significativamente a atividade antioxidante sérica e as respostas imunológicas, conforme determinado pelos níveis de malonaldeído (MDA) e lisozima. Sob condições estressantes, a produção de espécies reativas de oxigênio aumenta, causando peroxidação lipídica e danos à membrana celular.

O malonaldeído é um dos produtos finais da peroxidação de lipídios nas células. Assim, um aumento nos radicais livres aumenta a produção de MDA, tornando os níveis de MDA um marcador de estresse oxidativo e status antioxidante. Os peixes alimentados com dietas contendo TechnoSpore® apresentaram níveis mais baixos de MDA (P < 0,01) em comparação com o grupo controle (Figura 3).

Figura 3: O tratamento com TechnoSpore® diminuiu o marcador de peroxidação lipídica (MDA, P < 0,01) e influenciou positivamente os níveis de lisozima - um marcador de resposta imune (P < 0,05). Letras diferentes indicam significância estatística entre os grupos, n = 5.

A lisozima é uma enzima antimicrobiana que atua como parte do sistema imunológico inato. É uma pequena proteína que mata as bactérias lisando sua parede celular, rompendo as membranas bacterianas e ativando enzimas autolíticas na parede celular bacteriana. A suplementação com B. coagulans aumentou significativamente esse marcador de resposta imunológica (P < 0,05), indicando um aumento na atividade imunológica celular e melhor proteção contra doenças (Figura 3).

A suplementação dietética com TechnoSpore® melhora o desempenho zootécnico da tilápia do Nilo e a morfologia intestinal. Além disso, a suplementação de TechnoSpore® pode aumentar a resistência a doenças, promovendo a resposta imunológica e melhorando a capacidade antioxidante.

A microbiota intestinal saudável apoiada pelo TechnoSpore® está se mostrando valiosa na promoção de uma comunidade microbiana intestinal que pode melhorar significativamente a morfologia intestinal, o que resulta em melhor desempenho, na resistência a doenças e no bem-estar geral. Ao apoiar um ecossistema intestinal saudável, o TechnoSpore® proporciona todo o potencial da saúde e do desempenho dos peixes.

Referências:

Fath El-Bab et al. 2022 doi: 10.3389/fvets.2022.1011715