Alteraciones del proteoma intestinal en peces carnívoros alimentados con piensos 100% vegetales

Abstract

[ES] El aumento de la demanda de harina o aceite de pescado para la formulación de dietas en peces carnívoros ha desencadenado en problemas de sostenibilidad en la acuicultura, tanto económica como medioambiental. Con el fin de paliar esta situación, en las últimas décadas los estudios se han centrado en la inclusión de proteínas alternativas para sustituir las harinas procedentes de pescado. La más utilizada ha sido la proteína de origen vegetal, sin embargo, un peor perfil aminoacídico y la presencia de factores antinutricionales, pueden inducir alteraciones en la salud intestinal de los peces y, por tanto, perjudican no sólo la eficiencia productiva, sino también al bienestar animal. En el actual trabajo, se pretende estudiar cómo afecta al crecimiento de ejemplares de Sparus aurata (dorada) la alimentación con piensos 100% vegetales (VM) a largo plazo (156 días), y qué alteraciones podría inducir en el proteoma de la mucosa del intestino, en comparación a un grupo alimentado con un pienso control (FM). La mucosa es la primera barrera bioquímica que separa al organismo del ambiente acuoso externo, impidiendo la acción de microorganismos patógenos y otro tipo de factores negativos, por lo que se le atribuyen funciones de tipo mecánico, fisiológico e inmunológico. Cada 28 días a lo largo de 156 días, se pesaron los peces para el cálculo de la velocidad específica de crecimiento o VEC, la ingesta de alimento o IA y la supervivencia. El proteoma de la mucosa intestinal se analizó mediante cromatografía líquida en tándem con espectrometría de masas (LC-MS/MS). Los peces alimentados con pienso 100% vegetal mostraron un menor crecimiento, pero no se observaron cambios en la mortalidad. Al mismo tiempo, los peces del grupo experimental VM mostraron diferencias significativas, no sólo en el perfil, sino también en la cantidad de proteínas presentes en la mucosa. Se detectaron 154 proteínas diferenciales relacionadas con la integridad de la barrera intestinal y la funcionalidad de los enterocitos. Debido al deterioro de estas funciones, principalmente aquellas relacionadas con la fagocitosis, puede darse una deficiencia en la capacidad de iniciación de respuestas inmunes e inflamatorias. Por otro lado, la síntesis y degradación de proteínas, así como otras rutas asociadas al metabolismo de nucleótidos o aminoácidos, relacionadas con la nutrición, también se han visto alteradas. Por tanto, podemos concluir que la total sustitución de la harina de pescado por fuentes proteicas vegetales supuso un cambio del perfil proteico de la mucosa intestinal, que podría relacionarse con el menor crecimiento observado y una posible alteración de la salud intestinal.

[EN] The increasing demand for fishmeal or fish oil in the formulation of diets for carnivorous fish has led to sustainability problems in aquaculture, both economically and environmentally. In order to alleviate this situation, studies in recent decades have focused on the inclusion of alternative proteins to replace fishmeal. The most widely used has been plant-based protein, however, a poorer amino acid profile and the presence of anti-nutritional factors can induce alterations in the intestinal health of fish and, therefore, damage not only production efficiency but also animal welfare. In the current study, the aim is to examine how feeding 100% vegetable feed (VM) over a long period of time (156 days) affects the growth of Sparus aurata (Gilthead Sea bream), and what alterations could be induced in the proteome of the intestinal mucosa, compared to a group fed with a control feed (FM). The mucosa is the first biochemical barrier that separates the organism from the external aqueous environment, preventing the action of pathogenic microorganisms and other types of negative factors, which is why mechanical, physiological, and immunological functions are attributed to it. Every 28 days for 156 days, fish were weighed for calculation of specific growth rate (SGR), feed intake (FI) and survival. The intestinal mucosal proteome was analyzed by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Fish fed 100% plant-based feed showed reduced growth, but no changes in mortality were observed. At the same time, fish in the VM experimental group showed significant differences, not only in the profile, but also in the number of proteins present in the mucosa. A total of 154 differential proteins related to intestinal barrier integrity and enterocyte functionality were detected. Due to impairment of these functions, mainly those related to phagocytosis, the ability to initiate immune and inflammatory responses may be impaired. On the other hand, protein synthesis and degradation, as well as other pathways associated with nucleotide or amino acid metabolism, related to nutrition, have also been altered. Therefore, we can conclude that the complete replacement of fishmeal by vegetable protein sources led to a change in the protein profile of the intestinal mucosa, which could be related to the reduced growth observed and a possible alteration in intestinal health.