Verbetering van de hypoxische stresstolerantie van vissen

door Iris Kroger, Anne Moddel, Dr. Eckel Animal Nutrition GmbH &Co. KG

Hypoxie is een kritieke aandoening die wordt veroorzaakt door onvoldoende zuurstofverzadiging in aquatische omgevingen en komt vooral veel voor in intensieve aquacultuursystemen. De belangrijkste korte- en langetermijneffecten van hypoxie zijn onder meer verhoogde mortaliteit, verminderde voeropname, inefficiënte metabolische veranderingen en beperkte prestaties.

Verder, hypoxie wordt geassocieerd met oxidatieve stress en ontsteking. Dit vormt een serieus risico voor optimale prestaties. Dus om prestatieverlies geassocieerd met hypoxie effectief aan te pakken, het eerste doel van de viskwekers moet zijn om te zorgen voor een optimaal zuurstofgehalte in het water.

Echter, door verschillende invloeden van buitenaf, zuurstoffluctuaties kunnen nog optreden. Naast een goed landbouw- en waterbeheer, moderne voedingsstrategieën, waaronder flavonoïde-rijke plantaardige stoffen, hebben het potentieel om de vistolerantie tegen hypoxische stress te verbeteren.

Hypoxische stress – De prestatiemoordenaar

Om hypoxische watercondities te overleven, vissen produceren een gecoördineerde reactie van gedrags-, fysiologische en metabolische veranderingen die bijdragen aan ernstig prestatieverlies na hypoxie.

Bijvoorbeeld, vissen die niet aan hun zuurstofbehoefte kunnen voldoen met gedragsmatige (bijv. hyperventilatie) en fysiologische veranderingen (bijvoorbeeld bradycardie), hun energiebehoefte te verminderen. Dit zal ook hun zuurstofbehoefte verminderen, aangezien 95 procent van de zuurstof die door vissen wordt verbruikt, wordt gebruikt om de energieleverancier ATP (Adenosine Trifosfaat) te produceren.

Daarom, een mogelijkheid om de zuurstofbehoefte tot 70 procent te verminderen is het verlagen van de stofwisseling (van Waversveld et al. 1989; van Ginneken et al. 1997). Echter, dit zal zich uiten in de vorm van verminderde prestaties als gevolg van het lagere activiteitenniveau, voeropname en voortplantingssnelheid van de vissen.

Door over te schakelen van aëroob naar anaëroob metabolisme kan de zuurstofbehoefte verder worden verminderd. Anaërobe routes die ATP produceren zijn echter 15 keer minder efficiënt dan aerobe routes en zullen de prestaties van vissen verder verminderen.

Ondanks mechanismen die de ATP- en energiebehoefte van vissen verminderen om met lage zuurstofniveaus om te gaan, recent onderzoek heeft aangetoond dat hypoxie oxidatieve stress en de expressie van ontstekingsgenen verhoogt (Zhao et al., 2020). De nauwe relatie tussen oxidatieve stress, ontstekingsreacties en hoge energiebehoefte van een geactiveerd immuunsysteem, leidt tot een vicieuze cirkel die resulteert in dramatisch prestatieverlies tijdens en na hypoxische stress.

Als de aanpassing aan hypoxische stress mislukt, hypoxie verhoogt zelfs het sterftecijfer van vissen met ernstige gevolgen voor het dierenwelzijn en de winstgevendheid van de boerderij.

Hypoxie beperkt de prestaties bij vissen vanwege een aantal mogelijke complicaties, waaronder de metabole onderdrukking om de zuurstofbehoefte te verminderen (-30 tot -70 procent), de anaërobe in plaats van aerobe metabole routes (15 keer minder efficiënt), verhoogde energiebehoefte als gevolg van oxidatieve stress en ontsteking en verhoogde mortaliteit als aanpassing aan hypoxische stress mislukt.

Hypoxische stress - Een kruidenoplossing voor alles

Naast beheersmaatregelen die het risico op hypoxische watercondities verminderen, innovatieve voedingsstrategieën met fytogene voeradditieven hebben veel potentieel om de tolerantie van vissen voor hypoxie te verbeteren:plantaardige flavonoïden in het dieet kunnen viscellen helpen zich aan te passen aan hypoxische stress door ontstekingsreacties te verminderen (Xia et al., 2020), bijvoorbeeld.

Het fytogene voeradditief Anta®Ox FlavoSyn toonde onlangs zijn anti-oxidatieve capaciteit voor het verminderen van ontstekingen, waardoor het de prestaties van landbouwhuisdieren ondersteunt (Gessner et al., 2008; Shata et al., 2019). Bovendien, Anta®Ox FlavoSyn verhoogde de overlevingskans en het lichaamsgewicht na het activeren van de immuunrespons in de aquacultuur (Niyamosatha et al., 2015). Omdat het de tolerantie van dieren voor oxidatieve en inflammatoire stress verbetert, de studie stelde voor dat Anta®Ox FlavoSyn zou kunnen helpen de prestatiebeperkende effecten van hypoxische stress bij vissen te verminderen.

Om deze hypothese te testen is een studie uitgevoerd met 640 goudvissen. De vissen werden in groepen van 40 dieren verdeeld en gedurende vijf weken in 16 glazen tanks (38 l) bewaard. De totale vismassa was 2770 g, wat overeenkomt met een bezettingsdichtheid van 4,56 kg/m³. Om hypoxische stress bij de vissen te veroorzaken, werd het water in de tanks gedurende de eerste week van het experiment vier dagen niet geoxygeneerd.

Gedurende het proces, de vissen kregen twee verschillende diëten:terwijl de controlegroep geen toevoegingsmiddel kreeg, het dieet van de behandelingsgroep bevatte 400 mg/kg Anta®Ox FlavoSyn (Dr Eckel Animal Nutrition GmbH &Co KG). Aan het begin en aan het einde van het experiment werd het lichaamsgewicht van de vissen bepaald. De resultaten toonden aan dat hypoxische stress het lichaamsgewicht in de controlegroep met 17 procent verminderde vijf weken na het ervaren van hypoxische stress-omstandigheden.

In de groep die Anta®Ox FlavoSyn kreeg, lichaamsgewicht werd slechts met vier procent verminderd. Dit benadrukt zowel de enorme impact van hypoxische stress, zelfs weken na het ervaren van de hypoxische situatie, en het belang van het beschermen van vissen tegen hypoxische stress om een ​​optimale groei en ontwikkeling van vissen te bereiken.

De testresultaten tonen ook aan dat Anta®Ox FlavoSyn een effectief hulpmiddel is om viskwekers te helpen bij het stabiliseren van de prestaties, zelfs in stress-inducerende omstandigheden, waaronder hypoxische stress.

Verbetert de hypoxische stresstolerantie

Mechanismen om met een lage zuurstoftoevoer om te gaan, hebben een negatief effect op de prestaties, gezondheid en welzijn van de vissen. De geteste flavonoïde combinatie Anta®Ox FlavoSyn verbetert de tolerantie voor hypoxische stress door oxidatieve en ontstekingsreacties te voorkomen. Dit vermindert prestatieverlies als gevolg van hypoxische stress en helpt om optimale winstgevendheid te behouden, zelfs onder uitdagende omstandigheden. Door adaptieve mechanismen en oxidatieve en ontstekingsreacties, hypoxische stress bij vissen leidt tot prestatieverlies dat weken kan aanhouden na hypoxie.