Fumonisine in acquacoltura:le specie più sensibili

di Rui A Goncalves, Biomin Holding, Austria

In acquacoltura, le fumonisine (FUM) sono state generalmente associate a un tasso di crescita ridotto, consumo di mangime ed efficienza del mangime, e alterato metabolismo degli sfingolipidi. Tossicità della fumonisina

è correlato a questa capacità di inibire la sfinganina (sfingosina) N-aciltransferasi (ceramide sintasi), un enzima chiave nel metabolismo dei lipidi, interrompendo questo percorso. Ciò è dovuto all'unità di idrocarburi a catena lunga (simile a quella di

sfingosina e sfinganina) in queste micotossine, che gioca un ruolo nella loro tossicità.

Sensibilità delle specie d'acqua dolce

Poche informazioni sono disponibili sugli effetti delle fumonisine sulle specie di acquacoltura, e la maggior parte della ricerca si concentra sulle specie d'acqua dolce.

Il pesce gatto di canale (Ictalurus punctatus) è la specie più studiata. Questi pesci possono tollerare livelli relativamente alti di FUM, con un livello di sensibilità di circa 10 mg di fumonisina B1 (FB1)/kg di mangime. Gli effetti avversi delle diete contaminate da fumonisina sono stati riportati anche nella carpa (Cyprinus carpio L.):vari esperimenti hanno osservato lesioni sparse nel pancreas esocrino ed endocrino, e tessuto intrarenale, probabilmente a causa di ischemia e/o aumento della permeabilità endoteliale.

In un altro studio di Pepeljnjak et al., 2003, carpe di un anno sono state alimentate con pellet contenenti 500, 5, 000 o 150, 000 μg FB1/

kg di peso corporeo, con conseguente perdita di peso e alterazioni dei parametri ematologici e biochimici negli organi bersaglio.

Tuan et al. (2003) hanno dimostrato che l'alimentazione di FB1 a specie tropicali a 10 anni, 40, 70 e 150 mg/kg di mangime per 8 settimane hanno influenzato la crescita dei piccoli di tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus). In questo esperimento, aumento di peso medio nelle diete alimentate con pesce contenenti 40, 000 μg FB1/kg o più erano inferiori. L'ematocrito è stato ridotto solo nella tilapia data 150, 000 μg FB1/kg di mangime. Il rapporto tra sfingosina libera e sfingosina libera (rapporto Sa:So) nel fegato è aumentato a 150, 000 μg FB1/kg di mangime.

Gambero bianco del Pacifico

A conoscenza dell'autore, l'unica specie di crostaceo finora studiata per quanto riguarda la sensibilità al FUM è il gambero bianco del Pacifico (Litopenaeus vannamei). Nonostante lievi variazioni nei livelli di test, i pochi studi disponibili suggeriscono che Litopenaeus vannamei è molto più sensibile a FB1 di quanto precedentemente descritto nelle specie di acqua dolce. Garcia-Morales et al. (2013) hanno dimostrato che la concentrazione di proteine ​​muscolari solubili era ridotta, e sono stati osservati cambiamenti nelle proprietà termodinamiche della miosina, dopo 30 giorni di esposizione al FUM in gamberi bianchi del Pacifico alimentati da 20 a 200 μg di mangime FB1/kg.

Gli stessi autori hanno riportato marcate alterazioni istologiche nei tessuti di gamberetti alimentati con una dieta contenente 200 μg di FB1/kg di mangime, e cambiamenti nella qualità della carne dopo 12 giorni di conservazione nel ghiaccio nei pesci alimentati con più di 600 μg di FUM/kg di mangime. L'effetto del FUM sulla qualità muscolare può essere di grande importanza, soprattutto per i paesi esportatori di gamberetti, poiché influisce direttamente sulla durata di conservazione. Lo studio di Burgos-Hernández et al. nel 2005 ha inoltre confermato che FB1 provoca alterazioni istologiche nell'epatopancreas del gambero a seguito di alterazioni dell'attività della tripsina e della collagenasi.

Mexía-Salazar et al. (2008) hanno anche osservato marcati cambiamenti istologici nell'epatopancreas, così come il tessuto necrotico, in gamberetti alimentati con 500 μg FB1/kg. Questi autori hanno anche osservato cambiamenti sia negli schemi elettroforetici che nelle proprietà termodinamiche della miosina estratta da gamberetti esposti a FB1.

Specie marine più suscettibili

Tutte le specie di acquacoltura testate per la sensibilità al FUM a
data sono stati onnivori o erbivori, e tutti sono stati specie d'acqua dolce, ad eccezione del gambero bianco. Alti livelli di FUM sono stati misurati nelle farine vegetali comunemente usate per le specie marine carnivore, ma non ci sono stati studi che indaghino il possibile effetto della FUM sulle specie marine. Per colmare questa lacuna conoscitiva, sono state effettuate due prove su specie marine, dove c'è la possibilità di utilizzare farine vegetali.

Uno degli studi è stato condotto con l'orata (Sparus aurata), una delle specie di acquacoltura più importanti allevate in Europa e un buon modello per studiare l'effetto della FUM sulle specie marine carnivore.

In questo studio, che è ancora in fase di valutazione, gruppi triplicati di 35 orate (315 pesci in totale), con un peso corporeo iniziale medio (IBW) di 28,8 ± 2,1 g sono stati alimentati con una delle tre diete sperimentali per 60 giorni. Le diete sperimentali erano:FUM 1, contenente 168 μg di FUM/kg di mangime; FUM 2, contenente 333 μg FUM/kg; e una dieta di controllo, privo di micotossine.

I risultati preliminari indicano che i livelli di inclusione FUM testati influenzano la crescita totale. La tabella 1 riassume l'effetto della FUM a 168 e 333 μg/kg di mangime sui principali indicatori di crescita:peso corporeo finale (FBW), tasso di crescita specifico (SGR), rapporto di conversione del mangime (FCR), assunzione di mangime (FI) e rapporto di efficienza proteica (PER), rispetto alla dieta di controllo. I livelli di FUM testati non hanno influenzato i tassi di sopravvivenza.

Un secondo studio è stato condotto su rombo (Psetta maxima; precedentemente Scophthalmus maximus), una specie bentonica carnivora, considerata la specie di pesce piatto più importante allevata in Europa e con un grande potenziale per l'Asia orientale. In questo studio, che è ancora in fase di valutazione, gruppi tripli di 30 rombi (450 pesci in totale) con un peso corporeo iniziale medio (IBW) di 83,7 ± 2,9 g sono stati alimentati con diete contenenti 0,5, 1.0, 2,0 o 5,0 mg FUM/kg per 63 giorni (diete etichettate FUM 0,5, FUM 1.0, FUM 2.0 e FUM 5.0, rispettivamente).

I risultati fino ad oggi dimostrano che 5 mg di FUM/kg di mangime hanno aumentato significativamente la mortalità (p <0,05). Peso corporeo medio finale, il tasso di crescita specifico e il rapporto di efficienza proteica erano significativamente inferiori nei pesci alimentati con FUM 1.0, diete FUM 2.0 e FUM 5.0, e il rapporto di conversione dei mangimi era più alto, rispetto ai pesci alimentati con le diete di controllo o FUM 0,5. 1-5 mg di FUM/kg di mangime hanno ridotto l'altezza dei villi nel bordo a spazzola dell'intestino distale e hanno ridotto l'inclusione dei lipidi epatici (p <0,05).

Risultati fino ad oggi da questi due studi
sono di grande potenziale interesse. A noi
conoscenza, sono le prime prove
condotta in specie marine, indagando una specie pelagica e una bentonica. Per di più, I livelli di FUM testati in prove precedenti rientrano nei livelli di contaminazione spesso riscontrati nei mangimi commerciali, che sottolinea l'importanza dello screening e della prevenzione della FUM nei mangimi.

Le specie di pesci e gamberetti marini possono essere molto sensibili a livelli relativamente bassi di fumonisina (<5000 μg FUM/kg di mangime), influenzando le prestazioni di crescita e lo stato immunitario. Questo è molto più basso dei livelli di sensibilità della maggior parte delle specie d'acqua dolce, e anche inferiori alle specie animali.

Ciò presenta ulteriori sfide al settore dell'acquacoltura marina in quanto valori guida della Commissione europea per
FUM (fumonisine B1 + B2) nei mangimi complementari e completi per pesci è di 10 mg FUM/kg di mangime (Commissione europea, 2006), che potrebbe essere troppo alto, almeno per Sparus aurata, Psetta maxima e Litopenaeus vannamei. Sono necessarie ulteriori ricerche per confermare se altre specie marine sono altrettanto sensibili al FUM, e per comprendere meglio l'effetto di altre micotossine che si verificano in concomitanza con FUM.

Il sinergismo può ridurre i livelli di sensibilità

Sebbene la FUM sia la micotossina predominante nelle farine vegetali e nel mangime successivo, una media dell'80% di tutti i campioni di mangime finito è contaminato da più di una micotossina.
È, perciò, importante comprendere gli effetti della FUM e la sua interazione con altre micotossine che possono essere presenti nel mangime, in particolare altre micotossine di Fusarium che vengono prodotte insieme a FUM. sinergismo, cioè l'interazione di due o più micotossine per provocare un effetto combinato maggiore della somma dei loro effetti separati, non è stato completamente descritto in acquacoltura. Però, È noto che l'aflatossina B1 e le fumonisine interagiscono sinergicamente nei pesci e nei gamberetti. Lo studio condotto da Mckean et al. (2006) nel pesce zanzara (Gambusia affinis) descrive perfettamente l'effetto sinergico dell'aflatossina e delle fumonisine.

Gli autori hanno osservato che la mortalità inizia ad aumentare (fino al 17%) solo al di sopra di 2, 000 ppb di FUM e mortalità simile si osservano a livelli di aflatossine di 215 ppb. Però, quando entrambe le micotossine sono state combinate, gli autori hanno scoperto che la mortalità è aumentata al 75% a 1, 740 ppb FUM più 255,4 ppb AF.

Questo effetto sinergico è stato osservato anche nella trota iridea (Oncorhynchus mykiss) con AFB1 a 100 ppb e FB1 a
3, 200 ppb (Carlson et al., 2001); nel gambero bianco del Pacifico (Litopenaeus vannamei) con 300 ppb di AFB1 e 1, 400 ppb FB1; e nel pesce gatto africano (Clarias gariepinus) con AFB1 a 7,3 ppb e FB1 a 15, 000 ppb.

Conclusioni

Orata, rombo, e il gambero bianco del Pacifico sembrano essere altamente sensibili alla contaminazione da FUM. I livelli di sensibilità in queste specie sono inferiori ai valori guida della Commissione europea
per FUM (fumonisine B1 + B2) in mangimi complementari e completi per pesci da 10 mg FUM/kg di mangime.

Comprendiamo che questi valori guida si basano sulla sensibilità delle specie di acquacoltura d'acqua dolce. L'immensa diversità delle specie rende difficile elaborare linee guida per il settore dell'acquacoltura. Un'ulteriore valutazione della sensibilità al FUM in altre specie marine è essenziale per determinare il rischio che il FUM può presentare ai produttori di mangimi per acquacoltura e agli allevatori.

Sebbene le specie di acqua dolce siano meno sensibili al FUM, è importante ricordare che i mangimi utilizzati in queste specie contengono alti livelli di un'ampia gamma di proteine ​​vegetali. Ciò aumenta significativamente la probabilità di co-occorrenza di micotossine nei mangimi d'acqua dolce, aumentando la sensibilità a queste micotossine nel mangime.