How to improve fish robustness through nutritional supplementation in fish larvae

The concept of nutritional programming began to arouse interest around larviculture sector due to the high metabolic plasticity of larvae. At this life stage, specific methabolic pathways of young organisms are more proned to be alterated with effects that may be propagated in the long terms. The aim of the present study was to assess the effect of dietary curcumin as promoter of both gut maturation and antioxidant status of gilthead seabream larvae (Sparus aurata). Curcumin was delivered through microdiet since mouth opening (4 Days After Hatching, DAH) in two levels of supplementation (LOW and HIGH) and the effects were compared with larvae fed on commercial diet (CTRL). Feeding plan consisted of a short period of co-feeding with live preys (rotifers and Artemia nauplii) and inert diet until 24 DAH, when larvae were weaned. Results on survival rate showed that, curcumin did not influence this paramenter. Key performance parameters did not reveal statistical differences between treatments, although a positive trend was detected in larvae fed on LOW curcumin supplementation. Proteolytic enzymes, such as trypsin and chymotrypsin, were positively influenced by curcumin being significantly higher in larvae fed on HIGH curcumin supplementation. Despite this, curcumin did not influence the activity of the remain digestive enzymes analysed (aminopeptidase, amylase, 4C and 18C-like lipases and alkaline phosphatase). Curcumin did not change the larval feeding habits or diet palatability; results revealed that weaning larvae at 24 DAH did not influence their feeding incidence. Overall, antioxidant status biomarkers (TG, TAC, PC and MOS) did not reveal significant differences between treatments. In summary, although results did not prove significant effects of curcumin on most of the parameters under investigation, some positive trends leave open the possibility of further investigations. These future trials may be addressed independently, or in combination, on both, early programming and new dietary additives, to test different curcumin concentrations.O conceito de programação nutricional refere-se a possíveis estímulos durante fases precoces do desenvolvimento do animal que irão ter repercussões em fases mais tardias da vida do mesmo. O conhecimento dos mecanismos que controlam o desenvolvimento e o crescimento e sua relação com a nutrição são fundamentais para a identificação de fases de desenvolvimento que introduzam variação de crescimento, que impactem o potencial do mesmo e/ou que afetem a viabilidade e a qualidade dos juvenis. A perspectiva de aplicar este conceito à aquacultura oferece inúmeras possibilidades, principalmente focadas na modulação de vias metabólicas, tais como a acreção proteica, a homeostase oxidativa e a maturação precoce do sistema digestivo. A nutrição é o factor ambiental mais importante que determina o crescimento e o desenvolvimento dos animais. Nos últimos anos, foi reportado que a inclusão de extractos de origem vegetal em alimentos inertes estimula o apetite e promove o ganho de peso em peixes devido a moléculas bioactivas. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da inclusão de curcumina na dieta para larvas de dourada (Sparus aurata) como promotora da maturação intestinal e do estado redox, e melhorar o conhecimento das várias vias fisiológicas que medeiam as relações entre dieta, nutrição e metabolismo, apontando para a biologia oxidativa, a capacidade digestiva e a plasticidade do crescimento. A curcumina foi suplementada nas microdietas desde abertura da boca (4 dias após eclosão, DAE) em dois níveis de suplementação (LOW e HIGH), os efeitos foram comparados com larvas alimentadas com dieta comercial (CTRL). O plano alimentar consistiu em um curto período de co-alimentação com presas vivas (rotíferos e Artemia nauplii) e dieta inerte até os 24 DAE. Após esta idade as larvas foram alimentadas exclusivamente com dieta inerte. A taxa de sobrevivência confirmou que a curcumina não afetou este parâmetro. Os principais indicadores de desempenho de crescimento não revelaram diferenças estatísticas entre os tratamentos, embora tenha sido observado uma tendência positiva em larvas alimentadas com suplementação de curcumina LOW. As enzimas proteolíticas, como a tripsina e a quimiotripsina, foram positivamente influenciadas pela curcumina sendo a actividade enzimática significativamente mais elevada em larvas alimentadas com suplementação HIGH de curcumina. A suplementação de curcumina não influenciou a actividade das restantes enzimas digestivas analisadas (aminopeptidasa, amilasa, lipasas e fosfatasa alcalina). A curcumina não alterou os hábitos alimentares das larvas ou a palatabilidade da dieta; os resultados revelaram alteração na sua incidência alimentar quando alimentadas exclusivamente com dieta inerte. No geral, os biomarcadores do estado redox (TG, TAC, PC e MOS) não revelaram diferenças significativas entre os tratamentos. Em resumo, embora os resultados não tenham demonstrado efeitos significativos da curcumina na maioria dos parâmetros sob investigação, algumas tendências positivas deixam em aberto a possibilidade de novas investigações. Esses ensaios futuros podem ser abordados de forma independente ou combinada, tanto na programação inicial quanto em novos aditivos alimentares, para testar diferentes concentrações de curcumina. Os resultados serão traduzidos em estratégias alimentares eficazes de modo a promover a robustez e a resiliência dos peixes num futuro próximo e a transferir e aplicar o conhecimento e a tecnologia de modo a garantir o desenvolvimento de um sector mais sustentável, vital para o futuro da indústria da aquacultura

Dietary curcumin promotes gilthead seabream larvae digestive capacity and modulates oxidative status

The larval stage is highly prone to stress due to the ontogenetic and metabolic alterations occurring in fish. Curcumin inclusion in diets has been shown to improve growth by modulating oxidative status, immune response, and/or feed digestibility in several fish species. The aim of the present work was to assess if dietary curcumin could promote marine fish larvae digestive maturation and improve robustness. Gilthead seabream larvae were fed a diet supplemented with curcumin at dose of 0 (CTRL), 1.5 (LOW), or 3.0 g/Kg feed for 27 days. From 4 to 24 days after hatching (DAH), no differences were observed in growth performance. At the end of the experiment (31 DAH) LOW larvae had a better condition factor than CTRL fish. Moreover, HIGH larvae showed higher trypsin and chymotrypsin activity when compared to CTRL fish. LOW and HIGH larvae were able to maintain the mitochondrial reactive oxygen species production during development, in contrast to CTRL larvae. In conclusion, curcumin supplementation seems to promote larvae digestive capacity and modulate the oxidative status during ontogeny. Furthermore, the present results provide new insights on the impacts of dietary antioxidants on marine larvae development and a possible improvement of robustness in the short and long term.ALG-01-0145-FEDER-029151info:eu-repo/semantics/publishedVersio