Special Issue on the Histopathology of Aquatic Animals

Histopathology is the study of changes in any tissue associated with a disease or disorder [...

Histološke metode u proceni efekata hrane na morfologiju creva i jetre riba

This manuscript describes the importance of using histological methods to assess the effects of feed on the liver and intestine of fish. Due to the constantly increasing world production of fish and other aquatic organisms, it is necessary to replace fishmeal and fish oil in diets with less expensive raw materials of plant origin. Due to the increased fiber content, increased presence of carbohydrates, antinutritional factors, and inappropriate content of amino acids and new compounds can have negative effects on the digestive system of fish and therefore on fitness, health and production characteristics of cultivated fish. The liver and intestines are the most important organs for the digestion and absorption of nutrients from feed. Therefore, monitoring histological structure of fish liver and intestine is the method of choice in assessing the effects of nutrient mixtures that use raw materials of plant origin. For both of these vital organs the normal histological structure and the most important results obtained by research are discussed. This paper presents a critical review of the histological methods used in research on feed effects. Results related to the negative effects of raw soy-based feed on the occurrence of enteritis in carnivorous fish species are discussed. The results point out that use of modern approach in fish pathology such as improved histochemical, stereological, scoring, and other analytical methods could be a beneficial approach in an accurate assessment of new feed effects on fish.U radu je prikazan značaj upotrebe histoloških metoda u proceni efekata hrane na jetru i crevo riba. Usled konstantno rastuće svetske proizvodnje riba i drugih vodenih organizama pokazalo se neophodnim da se riblje brašno i riblje ulje u hranljivim smešama sve više zamenjuju manje skupim sirovinama biljnog porekla. Zbog povećanog sadržaja vlakana, povećanog prisustva ugljenih hidrata i antinutricionih faktora, te neodgovarajućeg sadržaja amino kiselina u ovim sirovinama delovanje novih smeša može negativno da utiče na digestivni sistem riba a time i na kondiciju, zdravstveno stanje i proizvodne karakteristike gajenih riba. Budući da su jetra i creva najvažniji organi u procesu varenja i apsorpcije hranljivih materija iz hrane, praćenje histološke građe jetre i creva riba je metoda izbora pri proceni efekata hranljivih smeša u kojima se koriste sirovine biljnog porekla. Za oba pomenuta vitalna organa je prikazana normalna histološka građa i najvažniji rezultati dobijeni u istraživanjima autora i iz literaturnih izvora. U radu je dat kritički osvrt na histološke metode koje se koriste u ovoj vrsti istraživanja i na najvažnije dobijene rezultate. Posebna pažnja je posvećena negativnom delovanju sirovina na bazi soje koje uzrokuju pojavu enteritisa kod karnivornih vrsta riba. Ukazuje se i na mogućnosti unapređenja metodologije procene efekata hrane korišćenjem savremenih pristupa u patohistološkim istraživanjima kao što su unapređene histohemijske, stereološke i druge metode

Histologija creva i promene u visini enterocita kod dužičaste pastrmke (Oncorhynchus Mykiss) gajene u kaveznom sistemu

Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss, Walbaum, 1792) was grown in cages (water reservoirs 'Bočac', Bosnia and Herzegovina) in two separate experiments for a period of 90 days (autumn - winter and spring - summer). Trout were fed six different feed formulations and studied their influence on rainbow trout intestine histology. Normal histological structure of this part of the digestive system was found. The results showed that with water temperature and feed quantity decrease, the height of enterocytes increases; while with increase of water temperature and amount of food given to the fish, the average height of enterocytes decreased.Dužičasta pastrmka (Oncorhynchus mykiss, Walbaum, 1792) je gajena u kaveznom sistemu (akumulacija 'Bočac', Bosna i Hercegovina) u dva odvojena eksperimenta u trajanju od po 90 dana (ciklus jesen - zima i ciklus proleće - leto). Pastrmke su hranjene sa šest različitih hrana i proučavan je uticaj hrane na histologiju creva. U svim uzorcima nađena je normalna histološka slika ovog dela digestivnog sistema. Rezultati su pokazali da kada temperatura vode i količina hrane pada, visina enterocita se povećava, dok je u suprotnom slučaju, kada se temperatura vode i količina davane hrane povećava, prosečna visina enterocita opada

Exercise improves growth, alters physiological performance and gene expression in common carp (Cyprinus carpio)

It has been suggested that induced swimming has the potential to improve the growth performance of fish. We tested this hypothesis by measuring growth, metabolic efficiency and physiological capacity of common carp (Cyprinus carpio). Fish were swum at different exercise regimes: 0.0 (control), 1.5 and 2.5 body lengths per second (BL/s) in 1600 L recirculating raceways for 4 weeks. The results showed a significant increase in weight gain, specific growth rate, improved feed conversion efficiency, and a higher hepatosomatic index for 2.5 BL/s exercised fish compared to control. Glycogen, protein and lipid energy stores in hepatic and muscular tissue showed limited differences among experimental groups. Likewise, plasma [Na+], [K+] and [Cl- ] remained stable at all swimming regimes. Expression of genes controlling energy metabolism and growth (IGF-I axis, cytochrome oxidase) and stress response (cortisol receptor, heat shock protein 70) revealed clear regulatory roles as the mRNA transcript levels of IGF-I and growth hormone receptors in hepatic tissue were up-regulated in fish exercised for 3-4 weeks at 2.5 BL/s. Oxygen consumption rate and swimming performance (U-crit) for each experimental group were evaluated in parallel in Blazka-type swim-tunnels (3.9 L) and showed no training effect while prolonged swimming at 1.5 and 2.5 BL/s facilitated ammonia excretion and prevented build-up of plasma ammonia. Overall, these data suggest that sustained exercise at 2.5 BL/s enhanced growth and physiological fitness without compromising energy metabolism or ion-regulation. Our study provides a prospective of implementing exercise as a tool to increase fish production efficiency in commercial aquaculture systems

Two Age Groups of Adult Pikeperch ( Sander lucioperca ) as Bioindicators of Aquatic Pollution

Pikeperch of age classes 3+ and 4+ were collected from the Garaši reservoir (Serbia) to analyze their bioindicator potential and compare their possible differences. Concentrations of 26 elements were determined in gills, muscles, and liver by inductively-coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and of 17 organochlorine pesticides (OCPs), and six polychlorinated biphenyls (PCBs) in muscle by gas chromatography with mass spectrometric detection (GC-MS). Histopathological changes in the liver and gills were analyzed as biomarkers of general fish health. Only the concentrations of Cd, Na, and P in the muscles differed significantly. The OCPs and PCBs concentrations were below the detection limits, so fish meat consumption does not pose a risk concerning these substances. Hg and Cd exceeded the maximum allowed concentrations in some 4+ individuals, probably due to biomagnification. Gills were the most affected by metal exposure in both age classes. Histopathological changes and indices were minor and did not differ significantly between age classes, suggesting that pollution did not affect the morphology and structure of gills and liver. There were no significant correlations between elemental accumulation and fish condition or between histopathological scores. Therefore, both age classes can be used as bioindicators of pollution

Određivanje genetičke strukture potočne pastrmke (Salmo trutta) iz ribnjaka "Braduljica", Srbija

Due to the ecological concerns and preservation of genetic resources, the characterization of genetic structure of the brown trout (Salmo trutta) was carried out on the "Braduljica" fish farm. DNA was isolated from fin clips of 10 individuals, and after that molecular PCR-RFLP methods were used for distinguishing between Atlantic and Danubian lineages based on control region of the mitochondrial DNA (CR mtDNA) and lactate dehydrogenase gene of the nuclear DNA (LDH nDNA). Based on phenotypic characteristics it was estimated that out of 10 individuals included in this study five belonged to the allochtonous Atlantic lineage and remaining five belonged to the native Danubian lineage of brown trout. However, results of molecular analyses showed a high percentage of allochthonous genes among the individuals, which confirms the hybridization between these two lineages. Also, the results showed that the selection based on the phenotype is not adequate. In order to continue with proper broodstock management, it is necessary to eliminate allochtonous individuals of the Atlantic lineage from the broodstock.U cilju zaštite ţivotne sredine i genetiĉkih resursa potoĉne pastrmke (Salmo trutta) u radu je ispitivana genetiĉka struktura ove vrste na ribnjaku ―Braduljica‖ u blizini Ivanjice. DNK je izolovana iz odseĉaka peraja 10 jedinki, a nakon toga molekularne PCR-RFLP metode su korišćene za razlikovanje izmeĊu atlantske i dunavske linije na bazi kontrolnog regiona mitohondrijalne DNK (KR mtDNK) i jedarnog gena za laktat dehidrogenazu (LDH nDNK). Na osnovu fenotipskih karakteristika procenjeno je da je pet jedinki pripadalo alohtonoj atlantskoj liniji, a preostalih pet autohtonoj dunavskoj liniji potoĉne pastrmke. MeĊutim, rezultati molekularnih analiza pokazali su prisustvo visokog procenta alohtonih gena u analiziranom uzorku, što potvrĊuje hibridizaciju izmeĊu ove dve linije. TakoĊe, rezultati ukazuju na to da selekcija na osnovu fenotipa nije adekvatna. Kako bi ribnjak nastavio da se bavi gajenjem potoĉne pastrmke za potrebe poribljavanja okolnih reka, neophodno je da se eliminišu jedinke atlantske linije iz matiĉnog fonda

Uloga i značaj zooplanktona u poluintenzivnom sistemu gajenja šarana

Jedan od svetski najzastupljenijih sistema za gajenje riba je poluintenzivni sistem koji čini više od 80% (Tacon and De Silva, 1997). U najtradicionalnijem obliku, prisutnom uglavnom u Aziji, veći deo nutritivnih potreba riba se zadovoljava iz prirodne hrane, prisutne u jezeru, dok se manji deo zadovoljava kroz dodatnu hranu. Osnovna ideja ovog sistema je da se potrebe riba u proteinima zadovoljavaju konzumiranjem zooplanktona, zoobentosa i druge prirodne hrane, dok se energetske potrebe zadovoljavaju žitaricama i drugim lokalnim proizvodima u obliku dodatne hrane. Poslednjih godina u zemljama jugoistočne Evrope (Srbiji, BiH, Bugarskoj, Rumuniji) sve se više koristi peletirana i ekstrudirana hrana, umesto žitarica ili u kombinaciji sa žitaricama uz iskorišćavanje prirodne hrane iz samog ribnjaka. Zooplankton predstavlja važanu prirodnu hranu za larve i odrasle stadijume mnogih vrsta riba koje se gaje u akvakulturi. On je i glavna prirodna hrana za larve i mesečnjake šarana, a zajedno sa faunom dna, predstavlja hranu za mlađ i gajenog konzumnog šarana. Zooplankton je značajan izvor proteina, amino kiselina, lipida, masnih kisenina, minerala i enzima (Kibria et al., 1997). U novim ribnjacima zooplankton je uglavnom poreklom iz vode za vodosnabdevanje, dok u starijim objektima, deo ovih organizama potiče iz banke trajnih jaja koja se nalaze u sedimentu, najčešće do dubine od 2 do 10 cm, odakle se jedan deo svake sezone razvija i prelazi u vodu. Razvitak zooplanktonskih organizama (Rotatoria, Cladocera, Copepoda), ima izraženu sezonalnost, pa je maksimum produkcije karakterističan za maj i jun (Paterson, 1993). Na žalost, tokom letnjih meseci (jul i avgust), kada postoje optimalni temperaturni uslovi za rast šarana, najčešće se javlja značajan pad uglavnom svih grupa zooplanktona a naročito kladocera i kopepoda. Ovaj pad u produktivnosti je pre svega rezultat sezonalnosti zooplanktonskih organizama a može biti i posledica velikog pritiska riba na zooplankton u uslovim gustog nasada riba. Do izvesne mere se produkcija prirodne hrane može podstaći upotrebom veštačkih đubriva ili stajnjaka, koji zapravo dovode do porasta produkcije fitoplanktona koji je osnov ishrane za zooplanktonske organizme. Larve šarana mogu da konzumiraju manje oblike zooplanktona kao što su rotatorije i nauplius larve kopepoda. Sa porastom, šaran počinje da konzumira krupnije oblike kladocera i kopepoda, a potom i organizme faune dna, hironomide i oligohete. Za šarana i druge vrste Teleostea, krupniji oblici zooplanktona, naročito krupne kladocere (Daphni magna i D. pulex) predstavljaju lako uočljiv plen, ne samo zbog dimenzija tela, već i zbog dobro pigmentisanog i krupnog oka. Osim toga, starije uzrasne kategorije šarana imaju tako razvijeni usni aparat koji je prilagođen za sakupljanje hrane koja je veća od 250 μm (Sibbing et al., 1986). Usled ovoga, na početku proizvodne sezone, na većini ribnjaka nasađenih sa jedno- i dvogodišnjom mlađi, vrlo brzo dolazi do istrebljenja krupnih zooplanktonskih organizama, što dovodi do dominacije rotatorija, larvi kopepoda kao i malih kladocera, kao što je Bosmina longirostris, jer više nema kompeticije za hranom. U slučajevima kada postoji niska produkcija prirodne hrane, a ne postoji mogućnost đubrenja, usled npr. visoke temperature vode, dodatni objekti kao što su neupotrebljiva ribnjačka jezera, jame ili pak veliki tankovi, mogu poslužiti za dodatnu produkciju prirodne hrane – zooplanktonskih organizama. Masovna proizvodnja prirodne hrane na ovaj način može biti relativno jeftina posebno kada se kao đubrivo koristi stajnjak. Za manje količine zooplanktona, sakupljanje se može obaviti pomoću velikih planktonskih mreža zakačenih za čamac ili se mogu vući sa obale. Ukoliko su u pitanju veći objekti u kojima se gaji zooplankton, za sakupljanje se može koristiti adaptiran čamac po ugledu na "Baleen sistem" koji je poseduje deo koji zahvata vodu i mrežu za proceđivanje, nakon čega se organizmi propuštaju kroz seriju mrežica čime se raspoređuju po veličinskim klasama. Razmatrajući svetski problem nedostatka vode i potrebe za održivom upotrebom vode i nutrijenata u akvakulturi neophodno je unapređenje dosadašnje prakse poluintenzivnog gajenja šarana. Prirodna hrana predstavlja obnovljiv izvor proteina, amino kiselina, masti i masnih kiselina, za gajene ribe i zato usavršavanje poluinteinzivnog sistema između ostalih mera unapređenja treba da ide i u pravcu njihovog većeg korišćenja bilo iz samih ribnjačkih objekata za gajenje šarana ili iz planktonskih jama, jezera ili tankova za njihovo gajenje. Na ovaj način će se omogućiti ekonomičnije iskorišćavanje prirodne hrane, a u kombinaciji sa optimalnom dodatnom hranom će nutritivne potrebe riba biti u potpunosti zadovoljene

Uspostavljanje programa selektivnog uzgoja kalifornijske pastrmke (oncorhynchus mykiss, walbaum) u Srbiji

Zahtev za sve većim količinama hrane za ljudsku upotrebu, efikasnost iskorišćavanja hraniva i prostora za gajenje domaćih životinja, kao i pojava mnogih bolesti doveli su do intenzivnog razvijanja selekcionih programa u svim granama poljoprivrede. Za razliku od ostalih gajenih životinja, programi selekcije u akvakulturi su se razvili nešto kasnije usled nedostatka potrebnih procena heritabilnosti, koeficijenata varijacija i korelacija za ekonomski bitne osobine. Trenutno se u akvakulturi samo 1-2% od ukupne proizvodnje zasniva na genetički unapređenim vrstama riba (Gjedrem, 1997). Korišćenjem selektovanih linija riba postiže se više korisnih stvari. Na prvom mestu, programi selekcije riba predstavljaju jedini način stalnog unapređenja ekonomski bitnih osobina kao sto su prirast, konverzija hrane, otpornost na bolesti, smanjenje masnoće u mesu riba. Ribe iz selektovanih linija efikasnije iskorišćavaju hraniva i na taj način smanjuju pritisak na divlje populacije riba koje se koriste za proizvodnju ribljeg brašna, kao glavnog izvora proteina u smešama za ishranu pastrmki. Ribe koje potiču iz divljine ne napreduju zadovoljavajućim brzinom, što znači da su konstantno pod stresom, za razliku od riba poreklom iz selekcionih programa koje pokazuju manji uticaj stresa usled gajenja u zarobljeništvu. Tako se na ovaj način korišćenjem selektovanih linija riba postiže efikasna i održiva proizvodnja uz vođenje računa o dobrobiti životinja. Drugi dobar razlog za uspostavljanje programa selekcije pastrmke u Srbiji je dobro dokumentovano postojanje interakcije genotip x okolina kod kalifornijske pastrmke, kao što su pokazala istraživanja (McKay et al., 1984; Hanke et al., 1989; Sylven et al., 1991; Winkelman and Peterson, 1994; Kettunen et al., 1999; Kause et al., 2003). Na kraju, ali ne i najmanje važna je i kontrola bolesti kod kalifornijske pastrmke i mogućnost stvaranja otpornih linija pastrmki na neke bolesti putem selektivnog uzgoja (Henrion, 2005). Jedno od rešenja za ovaj ozbiljan problem, pored boljeg sistema kontrole pastrmske ikre poreklom iz uvoza, je i stvaranje lokalnih selektovanih matičnih jata sa proverenim poreklom i povećenom otpornošću na bolesti. Obzirom da za kalifornijsku pastrmku postoje pouzdani podaci o varijabilnosti i heritabilnosti proizvodnih osobina ovo pruža mogućnost efikasne selekcije, a samom tim i značajnog unapređenja proizvodnje uz smanjen ukupni mortalitet, putem odgovarajućeg programa selekcije u Srbiji

Fatty acid profile in muscles of carp (cyprinus carpio l.) Raised in a semi-intensive production system fed with grains, pelleted and extruded feed

The effects of grains, pelleted and extruded feed on the fatty acid content in carp meat has not been examined yet. In this work, we present evidence that the high carbohydrate content in all three types of feed causes oleic acid to predominate in all meat samples. A higher PUPA content in the meat of fish fed with granulated feed was detected. The extruded feed diet led to 69% greater n-3, and 53% lower n-6 fatty acid contents. Their ratio is thus 2.64-fold higher than in meat of carp fed with pelleted feed. A higher content of n-3 fatty acids in fish fed with extruded feed was the consequence of higher DNA (1.6 times) and EPA (3.3 times) contents. The detected differences could be the consequence of the thermal treatment of extruded feed that makes the proteins, carbohydrates and lipids more accessible to fish than in a pelleted feed

The Antibacterial Activity of Coriolus versicolor Methanol Extract and Its Effect on Ultrastructural Changes of Staphylococcus aureus and Salmonella Enteritidis

The antibacterial activity of methanol extract obtained from fruiting body of industrially grown basidiomycete Coriolus versicolor was examined. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) values against various bacteria ranged from 0.625 to 20 mg mL(-1). versicolor expressed bactericidal activity against both Gram-positive and Gram-negative bacteria. The growth curves of Staphylococcus aureus and Salmonella enterica serovar Enteritidis, measured at 630 nm, and confirmed with macrodilution method showed that the obtained extract could inhibit the growth of tested bacteria. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and the loss of 260-nm-absorbing material were used to examine the ultrastructural changes in bacteria induced by the extract. When S. aureus was exposed to the MIC of C. versicolor, elongated and malformed cells were observed by SEM, while S. Enteritidis treated cells appeared shorter and aggregated with ruptured cell walls. TEM revealed the formation of non-membrane-enclosed bodies and depleted inner content of S. aureus. Larger and irregular periplasmic space and deformed and scattered components of the cell envelope were observed in treated S. Enteritidis. The loss of 260-nm-absorbing material indicated that the disruptive action of the extract on cytoplasmic membrane was more pronounced in S. aureus than in S. Enteritidis treated cells. The UV and FTIR spectrophotometric analyses revealed diverse composition of C. versicolor extract and high content of total phenolics. Altogether, mushroom extracts could be used to develop nutraceuticals or drugs effective against pathogenic microorganisms