Καλύτερη κατανόηση της επίδρασης της δεοξυνιβαλενόλης στην ιριδίζουσα πέστροφα

Η μελλοντική ανάπτυξη και βιωσιμότητα του κλάδου της υδατοκαλλιέργειας εξαρτάται από την ικανότητα του κλάδου να εντοπίζει οικονομικά βιώσιμες και φιλικές προς το περιβάλλον εναλλακτικές λύσεις έναντι των συστατικών που προέρχονται από τη θάλασσα. Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία έχει επικεντρώσει τις προσπάθειές της στην εύρεση εναλλακτικών πηγών πρωτεΐνης για να αντικαταστήσει τα ιχθυάλευρα στα υδρόβια.

Κατά συνέπεια, πολλές νέες εναλλακτικές είναι διαθέσιμες, π.χ. άλευρο εντόμων, άλευρο μακροφυκών ή μονοκυτταρική πρωτεΐνη. Ωστόσο, το υψηλό κόστος και η περιορισμένη διαθεσιμότητα εξακολουθούν να είναι προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν με αυτές τις νέες εναλλακτικές πηγές πρωτεΐνης. Τα γεύματα με βάση τα φυτά φαίνεται να είναι μια από τις πιο ελπιδοφόρες και βιώσιμες λύσεις, αλλά ένα κοινό πρόβλημα που προκύπτει από τη χρήση φυτικών συστατικών είναι η παρουσία μυκοτοξινών.

Οι μυκοτοξίνες είναι τοξικοί δευτερογενείς μεταβολίτες που παράγονται από καλούπια, οι οποίοι μπορούν να παραχθούν σε γεωργικά προϊόντα πριν και/ή μετά τη συγκομιδή, κατά τη μεταφορά ή την αποθήκευση. Οι μυκοτοξίνες είναι ένα σημαντικό πρόβλημα παγκοσμίως, που προκαλούν δυσμενή αποτελέσματα για την υγεία όταν καταναλώνονται από ανθρώπους και ζώα και ευθύνονται για σημαντικές οικονομικές απώλειες παγκοσμίως λόγω των καταδικασμένων γεωργικών προϊόντων. Η δεοξυνιβαλενόλη (DON) είναι μία από τις περισσότερες από 400 μυκοτοξίνες που έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής. Το DON παράγεται από το Fusarium μύκητες, οι οποίοι παράγονται γενικά στο χωράφι και όχι σε συνθήκες αποθήκευσης. Αυτό σημαίνει ότι το DON μεταφέρεται από πρώτες ύλες φυτικής προέλευσης που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υδροτροφών, καθώς οι μυκοτοξίνες που απαντώνται συνήθως στα φυτικά προϊόντα δεν καταστρέφονται κατά τις περισσότερες εργασίες επεξεργασίας.

Οι τοξικές επιδράσεις του DON —μιας μυκοτοξίνης που είναι κοινώς γνωστή ως «εμετοξίνη» καθώς προκαλεί εμετό στα ζώα — περιγράφονται καλά, συμπεριλαμβανομένων των κλινικών συμπτωμάτων για τα ζώα εκτροφής γης, ωστόσο, πολύ λίγα είναι γνωστά για τα υδρόβια ζώα. Στην περίπτωση κατάποσης DON σε ψάρια, δεν περιγράφονται γνωστά διακριτά υποκλινικά σημεία τοξικώσεων DON (δηλαδή δεν υπάρχουν διακριτές βλάβες/παθολογίες), εκτός από την έντονη ανορεξία και τη μείωση της πρόσληψης τροφής. Προκειμένου να κατανοηθούν οι λόγοι πίσω από την έλλειψη κλινικής εκδήλωσης, ο στόχος της εργασίας ήταν να αξιολογήσει και να αποσαφηνίσει τον αντίκτυπο του DON στην ιριδίζουσα πέστροφα διερευνώντας νέα εργαλεία και αξιολογώντας νέους διαγνωστικούς παράγοντες, που μπορεί να χρησιμοποιηθούν αργότερα από τη βιομηχανία ως πρότυπα. για την καλύτερη διάγνωση μυκοτοξικώσεων στα ψάρια.

Στο εκτελεσθέν πείραμα, παρατηρήθηκε έντονη μείωση της απόδοσης ανάπτυξης αφού οι πέστροφες τράφηκαν DON (4.714 ± 566 και 11.412 ± 1.141 μg/kg). Μεταξύ πολλών άλλων αποτελεσμάτων, παρατηρήθηκε ότι παρά την έντονη ανορεξία, ειδικά στο υψηλότερο επίπεδο έκθεσης του DON (Εικόνα 1), δεν βρέθηκαν μακροσκοπικές βλάβες (π. ). Αυτό επιβεβαιώνει ότι η διάγνωση της κατάποσης DON είναι εξαιρετικά δύσκολο να αξιολογηθεί σε επίπεδο εκμετάλλευσης, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές οικονομικές απώλειες σε επίπεδο εκμετάλλευσης.

Οι συγγραφείς παρατήρησαν ότι η μόλυνση από DON φαίνεται να επηρεάζει την πεπτικότητα των βασικών αμινοξέων. Στην παρούσα μελέτη, παρατηρήθηκε ότι το DON επηρέασε τη θρυψίνη, και κατά συνέπεια, η θρυψίνη μπορεί να επηρεάσει τα επίπεδα της ινσουλίνης, η οποία τελικά θα επηρεάσει την πρόσληψη αμινοξέων. Η επίδραση του DON σε αυτό το μονοπάτι μπορεί να επηρεάσει άμεσα τη μείωση της απόδοσης ανάπτυξης.

Η μείωση στην πρόσληψη τροφής διευκρινίστηκε επίσης στην παρούσα εργασία και το πολυπεπτίδιο που ενεργοποιεί την αδενυλική κυκλάση (PACAP), ένας νευροενδοκρινικός ρυθμιστής κορεσμού, φαίνεται να επηρεάζεται από την κατάποση του DON. Το PACAP διαδραματίζει σημαντικό και άμεσο ρόλο στη ρύθμιση της πρόσληψης τροφής και η ανοδική ρύθμιση του DON που τρέφονται με πέστροφα παρέχει μια πιθανή σύνδεση με την παρατηρούμενη μείωση της πρόσληψης τροφής. Επιπλέον, το PACAP μειώνει σημαντικά τη συχνότητα των κυμάτων κινητικότητας του εντέρου, τα οποία μπορεί επίσης να έχουν αντίκτυπο στην απορρόφηση θρεπτικών συστατικών.

Η πιο περίεργη πτυχή της πρόσληψης DON είναι η έλλειψη συμπτωμάτων, ειδικά σε σύγκριση με τα είδη ζώων που επηρεάζονται επίσης από την κατάποση του DON. Στην παρούσα μελέτη, αποδείχθηκε για πρώτη φορά στην ιριδίζουσα πέστροφα ότι το DON μεταβολίζεται σε θειικό DON-3, το οποίο είναι λιγότερο τοξικό από το DON. Ο σχηματισμός θειικού DON-3 μπορεί να βοηθήσει να εξηγηθεί η απουσία μείζονος κλινικής συμπτωματολογίας σε πέστροφες που τρέφονται με DON, καθώς η έκθεση στο DON ελαχιστοποιείται.

Παρατηρήθηκε ότι η κατάποση του DON μειώνει σημαντικά τη δραστηριότητα της θρυψίνης, η οποία φαίνεται να έχει άμεση επίδραση στα επίπεδα της ινσουλίνης, η οποία τελικά θα επηρεάσει την πρόσληψη αμινοξέων. Η καταστολή της όρεξης λόγω κατάποσης DON και παρατηρήσιμη από την αυξημένη γονιδιακή έκφραση του PACAP μπορεί να είναι ένας αμυντικός μηχανισμός προκειμένου να μειωθεί η έκθεση του ζώου στο DON, μειώνοντας επομένως τις πιθανές αρνητικές επιπτώσεις του DON. Επιπλέον, η βιομετατροπή του DON σε θειικό DON-3 ελαχιστοποιεί την έκθεση του γαστρεντερικού σωλήνα στην πιθανή τοξικολογική επίδραση του DON, βοηθώντας επίσης να εξηγηθεί η έλλειψη συμπτωμάτων σε ζώα που τρέφονται με DON.

Η ανακάλυψη του θειικού DON-3 ως νέου μεταβολίτη της πέστροφας το καθιστά πιθανό βιοδείκτη της έκθεσης στο DON, βοηθώντας τους αγρότες να διαγνώσουν καλύτερα την κατάποση του DON.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Impact of deoxynivalenol on rainbow trout:Growth performance, digestibility, key gene statement expression control and metabolism, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Aquaculture.

Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Rui A. Gonçalves, Carmen Navarro-Guillén, Neda Gilannejad, Jorge Dias, Dian Schatzmayr, Gerlinde Bichl, Tibor Czabany, Francisco Javier Moyano, Paulo Rema, Manuel Si-mon Yúferaz, Holding GmbH, Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía, PAROS Lda., το Πανεπιστήμιο του Stirling, το Universidad de Almería και το Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.