Ο ρόλος των προβιοτικών στην απόδοση της υδατοκαλλιέργειας γαρίδας Vannamei – Μια ανασκόπηση

Αφηρημένη

Οι γαρίδες Vannamei (Litopenaeus vannamei) είναι ένα σημαντικό τρόφιμο με οικονομικό όφελος λόγω της υψηλής τιμής, της χαμηλής ευαισθησίας στις ασθένειες και της δημοτικότητάς τους για κατανάλωση. Αυτά τα πλεονεκτήματα έχουν οδηγήσει πολλούς αγρότες να καλλιεργούν γαρίδες vannamei. Γίνονται προσπάθειες για τη βελτίωση της απόδοσης της υδατοκαλλιέργειας αυτού του είδους, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης προβιοτικών, τα οποία είναι μη παθογόνα βακτήρια που βοηθούν στην πέψη και βοηθούν στην καταπολέμηση των ασθενειών. Τα προβιοτικά λαμβάνονται συνήθως από τα έντερα της γαρίδας vannamei ή από το περιβάλλον καλλιέργειας. Είναι χαμηλού κόστους, μη παθογόνες και σε μεγάλο βαθμό μη τοξικές πηγές αντιβιοτικών και μπορούν να συνθέσουν διάφορους μεταβολίτες που έχουν αντιβακτηριακές λειτουργίες και εφαρμογές. Η έρευνα για τη χρήση προβιοτικών έχει επικεντρωθεί κυρίως στην αύξηση της παραγωγής γαρίδας vannamei στην υδατοκαλλιέργεια.

Βακτηριακά είδη, όπως Lactobacillus ή Nitrobacter, μπορούν να χορηγηθούν από το στόμα, με ένεση ή ως συμπλήρωμα σε νερό υδατοκαλλιέργειας. Τα προβιοτικά βοηθούν στη βελτίωση του ποσοστού επιβίωσης, της ποιότητας του νερού, της ανοσίας και της αντοχής σε ασθένειες μέσω του διαστημικού ανταγωνισμού με βακτήρια που προκαλούν ασθένειες, όπως το Vibrio spp. Ένας αυξημένος αριθμός προβιοτικών βακτηρίων καταστέλλει την ανάπτυξη και την παρουσία παθογόνων βακτηρίων, γεγονός που μειώνει την ευαισθησία σε ασθένειες. Επιπλέον, τα προβιοτικά βακτήρια βοηθούν επίσης την πέψη διασπώντας σύνθετες ενώσεις σε απλούστερες ουσίες που το σώμα μπορεί να απορροφήσει πιο εύκολα. Αυτός ο μηχανισμός βελτιώνει την απόδοση ανάπτυξης όσον αφορά το βάρος, το μήκος και την αναλογία μετατροπής τροφοδοσίας. Αυτή η ανασκόπηση είχε ως στόχο να παράσχει πληροφορίες σχετικά με τη συμβολή των προβιοτικών στη βελτίωση της παραγωγής γαρίδας vannamei στην υδατοκαλλιέργεια.

Τα προβιοτικά αναφέρονται σε μια κατηγορία μικροοργανισμών που είναι ωφέλιμοι για τον ανθρώπινο οργανισμό. Υπάρχουν κυρίως στον εντερικό σωλήνα του ανθρώπινου σώματος και παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην ανθρώπινη υγεία. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει μέσω πολλών μελετών ότι υπάρχει μια άρρηκτη σχέση μεταξύ προβιοτικών και ανοσίας.

Τα προβιοτικά μπορούν να προσαρμόσουν την απόκριση του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος για να το κάνουν πιο ευαίσθητο και ταυτόχρονα να αναστέλλουν διάφορα παθογόνα όπως ιούς και βακτήρια, βελτιώνοντας έτσι την ανοσία του ανθρώπινου σώματος. Για παράδειγμα, τα βακτήρια γαλακτικού οξέος μπορούν να προάγουν την παραγωγή αντισωμάτων στο έντερο, το E. coli μπορεί να βοηθήσει τον οργανισμό να παράγει αντιβιοτικά και τα bifidobacteria μπορούν να ενισχύσουν την ανοσία του σώματος.

Επιπλέον, τα προβιοτικά μπορούν επίσης να προωθήσουν την κανονική λειτουργία των εντέρων, να διατηρήσουν την ισορροπία των μικροοργανισμών στα έντερα, να αποτρέψουν την ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων και να αποφύγουν την εμφάνιση εντερικών ασθενειών. Ο εντερικός σωλήνας είναι ένα από τα μεγαλύτερα ανοσοποιητικά όργανα στο ανθρώπινο σώμα. Διατηρώντας τον αριθμό και τους τύπους των προβιοτικών στον εντερικό σωλήνα, μπορεί να αυξηθεί η ανοσία του οργανισμού.

Γενικά, τα προβιοτικά συνδέονται στενά με την ανοσία, προάγουν την υγεία του εντέρου, ρυθμίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα και αναστέλλουν παθογόνους παράγοντες, παρέχοντας μεγάλη βοήθεια στην ανοσία του οργανισμού. Επομένως, θα πρέπει να προσέχουμε τη διατροφική υγιεινή, να ταιριάζουμε εύλογα τη διατροφή μας και να λαμβάνουμε κατάλληλη ποσότητα προβιοτικών για να βοηθήσουμε στη διατήρηση της υγείας του εντέρου και στη βελτίωση της ανοσίας. Από αυτή την άποψη, πρέπει να βελτιώσουμε το ανοσοποιητικό μας. Το Cistanche μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ανοσία, επειδή η τέφρα κρέατος περιέχει μια ποικιλία βιολογικά ενεργών συστατικών, όπως πολυσακχαρίτες, δύο μανιτάρια, Huang Li κ.λπ., αυτά τα συστατικά μπορούν να διεγείρουν το κρέας σε διάφορους τύπους κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος, αυξάνοντας την ανοσοποιητική τους δραστηριότητα.

Κάντε κλικ στα οφέλη του σωληνίσκου cistanche

Λέξεις-κλειδιά:

Εφαρμογή, βακτήρια, φάρμα, μικροβίωμα, γαρίδες.

Εισαγωγή

Οι γαρίδες είναι ένα προϊόν υδατοκαλλιέργειας με μεγάλες προοπτικές. Τα δεδομένα από την παγκόσμια παραγωγή γαρίδας αναφέρουν ότι το 2019 παρήχθησαν περισσότερες από 4.100000 γαρίδες για την κάλυψη της παγκόσμιας ζήτησης [1]. Ως εμπόρευμα, οι γαρίδες έχουν τη μεγαλύτερη ζήτηση στον κόσμο, με αξία 4,85 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ [2]. Η μεγαλύτερη ζήτηση στην αγορά για γαρίδες βρίσκεται στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής (40 τοις εκατό ), τη Νοτιοανατολική Ασία (28 τοις εκατό ), την Ευρωπαϊκή Ένωση (13 τοις εκατό ) και την Ιαπωνία (6 τοις εκατό ) [2]. Η γαρίδα Vannamei (Litopenaeus vannamei) είναι ένα δημοφιλές είδος γαρίδας λόγω της καλής γεύσης, της υψηλής διατροφικής τους αξίας, των καλά κατανοητών μεθόδων υδατοκαλλιέργειας και της υψηλής αντοχής στις ασθένειες [3-5]. Η πλειονότητα των γαρίδων vannamei παράγεται παγκοσμίως μέσω δραστηριοτήτων υδατοκαλλιέργειας (83 τοις εκατό) [6].

Πολλές καινοτομίες έχουν αναπτυχθεί για τη βελτίωση των καλλιεργειών γαρίδας vannamei. Τα προβιοτικά, για παράδειγμα, είναι μη παθογόνα βακτήρια που ζουν στο έντερο του ξενιστή και παρέχουν θετικά αποτελέσματα στην υγεία [7] βελτιώνοντας το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή για την καταπολέμηση της νόσου και βοηθώντας στην ανάπτυξη του ξενιστή [8]. Αυτά τα ευεργετικά βακτήρια έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στη βιομηχανία γαρίδας και συχνά συμπληρώνονται μέσω τροφής και ένεσης [9]. Δεδομένα μετα-ανάλυσης από 100 μελέτες έχουν δείξει ότι τα προβιοτικά μπορούν να αυξήσουν το ποσοστό επιβίωσης των γαρίδων vannamei έως και 95 τοις εκατό σε σύγκριση με τους ελέγχους [10]. Στις γαρίδες vannamei, τα προβιοτικά ενισχύουν το ανοσοποιητικό σύστημα έναντι παθογόνων βακτηρίων, ιών και περιβαλλοντικών παραγόντων [11].

Αυτή η ανασκόπηση είχε στόχο να παράσχει πληροφορίες σχετικά με το ρόλο των προβιοτικών στην απόδοση της υδατοκαλλιέργειας γαρίδας vannamei. Οι παράμετροι απόδοσης που αναφέρονται σε αυτήν την ανασκόπηση περιλαμβάνουν την απόδοση ανάπτυξης, το ποσοστό επιβίωσης, την ποιότητα του νερού, την ανοσία και την αντοχή σε ασθένειες. Ορίζουμε επίσης τα προβιοτικά και συζητάμε τους ρόλους τους στην υδατοκαλλιέργεια γαρίδας.

Προβιοτικοί Μηχανισμοί για τη Βελτίωση της Απόδοσης Υδατοκαλλιέργειας Γαρίδων Vannamei

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι βακτήρια, όπως οι Bacillus, Lactobacillus, Enterococcus, Alteromonas και Arthrobacter spp., μπορούν να βελτιώσουν τις παραμέτρους απόδοσης στην υδατοκαλλιέργεια γαρίδας (π.χ. απόδοση ανάπτυξης, ρυθμός επιβίωσης, ανοσία, αντοχή στις ασθένειες και ποιότητα νερού) [12 –17] μέσω πολλαπλών μηχανισμών, όπως ο αποικισμός του εντέρου, οι ανταγωνιστικές δραστηριότητες, η έκκριση πεπτικών ενζύμων, η απομάκρυνση οργανικών αποβλήτων και η παραγωγή συμπληρωματικών θρεπτικών συστατικών (π.χ. βιοτίνη, βιταμίνη Β12, λιπαρά οξέα, απαραίτητα αμινοξέα και άλλοι απαραίτητοι αυξητικοί παράγοντες) [ 10]. Πριν από την ενεργοποίηση αυτών των μηχανισμών, τα βακτήρια εισέρχονται στο έντερο, αποκαθιστούν τη σύνθεση του μικροβιώματος του εντέρου και εισάγουν λειτουργίες που είναι ευεργετικές για τη μικροβιακή κοινότητα του εντέρου. Κάθε μία από αυτές τις δραστηριότητες βελτιώνει ή προλαμβάνει την εντερική φλεγμονή και άλλους φαινοτύπους εντερικών και συστηματικών ασθενειών [18].

Τα έντερα παρέχουν ένα άνετο περιβάλλον για την ανάπτυξη της μικροχλωρίδας λόγω της αφθονίας των θρεπτικών συστατικών που υπάρχουν ήδη στο εντερικό οικοσύστημα για τον ξενιστή, τα οποία χρειάζονται και τα βακτήρια [19]. Οι συμβιωτικές σχέσεις που βρίσκονται στα έντερα μπορεί να περιλαμβάνουν αμοιβαιότητα, κομμενσαλισμό και παρασιτισμό, ανάλογα με τον κυρίαρχο τύπο βακτηρίων που υπάρχουν [20]. Για παράδειγμα, όταν κυριαρχούν τα ωφέλιμα βακτήρια, η απόδοση της υδατοκαλλιέργειας της γαρίδας βελτιώνεται, αλλά εάν κυριαρχούν τα επιβλαβή βακτήρια, οι γαρίδες θα είναι πιο ευαίσθητες σε ασθένειες, θα αναπτύσσονται πιο αργά, ακόμη και θα εξαφανιστούν. Έτσι, τα προβιοτικά λειτουργούν για να αποικίζουν το έντερο με ευεργετικούς τρόπους.

Αφού εισέλθουν στο σώμα του ξενιστή, τα προβιοτικά ενεργοποιούν τον αυξητικό παράγοντα 1 που μοιάζει με ινσουλίνη (IGF-1) αυξάνοντας τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (SCFA) [21]. Ο αυξητικός παράγοντας 1 που μοιάζει με ινσουλίνη εκκρίνεται κυρίως από το ήπαρ ως αποτέλεσμα διέγερσης από την αυξητική ορμόνη (GH) [22]. Συνδέεται με τους υποδοχείς στην κυτταρική επιφάνεια και κυρίως δρα για να ενεργοποιήσει τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων [23]. Τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας εκτελούν επίσης ανταγωνιστικές δραστηριότητες που παράγουν μεταβολίτες, όπως οργανικά οξέα, υπεροξείδιο του υδρογόνου, αιθανόλη, ακεταλδεΰδη, ακετοΐνη, διοξείδιο του άνθρακα, ρευτερίνη και άλλες βακτηριοσίνες και παίζουν ρόλο στον ανταγωνιστικό αποκλεισμό, τη ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος, τη διέγερση του ξενιστή άμυνες και την παραγωγή μορίων σηματοδότησης που προκαλούν αλλαγές στην έκφραση γονιδίων [24]. Για παράδειγμα, οι ανταγωνιστικές δραστηριότητες εμπλέκονται στην αποακετυλάση ιστόνης, η οποία αναγκάζει το DNA να τυλίγεται πιο σφιχτά γύρω από τους πυρήνες ιστόνης, καθιστώντας έτσι δυσκολότερο για τους παράγοντες μεταγραφής να συνδεθούν με το DNA αποακετυλιώνοντας τις ουρές ιστόνης [25]. Αυτό οδηγεί σε μειωμένα επίπεδα γονιδιακής έκφρασης και είναι γνωστό ως γονιδιακή σίγαση [26]. Τα προβιοτικά απενεργοποιούν την αποακετυλάση ιστόνης και αυξάνουν την GH μέσω της γονιδιακής έκφρασης.

Τα προβιοτικά βοηθούν επίσης στη διάσπαση των θρεπτικών συστατικών ή των ενώσεων σε απλούστερες μορφές που απορροφώνται πιο εύκολα. Σύμφωνα με προηγούμενες έρευνες, τα προβιοτικά αυξάνουν την έκκριση πεπτικών ενζύμων (αμυλάση, πρωτεάση και λιπάση) και παράγουν θρεπτικά συστατικά (βιταμίνες, λιπαρά οξέα και αμινοξέα) που μπορούν να συμβάλουν στην πεπτική διαδικασία και στη χρήση της τροφής [27]. Τα αποτελέσματα αυτών των διαδικασιών χρησιμοποιούνται στη συνέχεια από το σώμα του ξενιστή για ανάπτυξη, βελτιωμένη επιβίωση και υγεία.

Τα προβιοτικά παίζουν επίσης έναν εξωτερικό ρόλο (δηλαδή την ποιότητα του νερού), εκτός από τους εσωτερικούς ρόλους που παίζουν. Για παράδειγμα, τα προβιοτικά βοηθούν στη μείωση της ποσότητας οργανικού υλικού στο νερό που προκαλείται, για παράδειγμα, από κόπρανα, απόβλητα, νεκρούς οργανισμούς και μη φαγωμένα σφαιρίδια στο νερό υδατοκαλλιέργειας [28]. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς η οργανική ύλη στο νερό μπορεί να μετατραπεί σε αμμωνία, μια εξαιρετικά τοξική ένωση [29] που μπορεί να προκαλέσει ποσοστό θνησιμότητας έως και 100 τοις εκατό στις καλλιέργειες γαρίδας vannamei [30]. Τα προβιοτικά μειώνουν την περιεκτικότητα του νερού σε αμμωνία μέσω νιτροποίησης και απονιτροποίησης [31]. Επιπλέον, η περιεκτικότητα σε διαλυμένο οξυγόνο στο νερό αυξάνεται όταν υπάρχουν προβιοτικά, καθώς διασπούν την οργανική ύλη που μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί από τους παραγωγούς οξυγόνου ως θρεπτικά συστατικά για τη διευκόλυνση της φωτοσύνθεσης [32]. Οι μηχανισμοί που εμπλέκονται στη χρήση προβιοτικών στην υδατοκαλλιέργεια γαρίδας vannamei παρουσιάζονται στο Σχήμα-1.

Εφαρμογές πεδίου

Τα προβιοτικά μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορους τύπους ανάλογα με την εφαρμογή τους στον αγρό (δηλαδή σε μέσο (νερό) ή εμβάπτιση, από του στόματος και με ένεση) [13, 33, 34]. Η χορήγηση προβιοτικών σε καλλιέργειες γαρίδας vannamei φαίνεται στο Σχήμα-2. Τα προβιοτικά που προστίθενται στο νερό μπορούν να αναπτυχθούν στο υδατικό μέσο απορροφώντας όλα τα θρεπτικά συστατικά που υπάρχουν στο νερό [35]. Αυτό επιτρέπει την απορρόφηση όλων των εύπεπτων τροφών που υπάρχουν στο νερό, με αποτέλεσμα να λιμοκτονούν τυχόν παθογόνα βακτήρια που υπάρχουν λόγω υποσιτισμού [36]. Ένα μειονέκτημα αυτής της μεθόδου χορήγησης είναι ότι δεν μπορεί να εγγυηθεί ότι οι γαρίδες vannamei που υπάρχουν στο νερό θα απορροφήσουν και θα χρησιμοποιήσουν τα προβιοτικά (μη συγκεκριμένος στόχος) [37].

Προβιοτικά από το στόμα παρέχονται στις γαρίδες vannamei σε τεχνητή τροφή για την αύξηση της ευεργετικής μικροχλωρίδας στο έντερο [13] και μπορούν επίσης να χορηγηθούν μέσω ειδών Artemia ή μικροφυκών πλούσια σε προβιοτικά για τη βελτίωση της ανάπτυξης και της επιβίωσης κατά τη φάση της σίτισης [38]. Η μικροενθυλάκωση είναι μια άλλη μέθοδος χορήγησης προβιοτικών που επηρεάζει άμεσα και θετικά την ποιότητα του νερού, τις φυσικές παραμέτρους και την υγεία των γαρίδων [39]. Ένα πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι οι γαρίδες λαμβάνουν μια ποικιλία προβιοτικών που χρειάζεται ο οργανισμός, αλλά αυτή η μέθοδος απαιτεί να ελέγχεται συνεχώς η βιωσιμότητα των προβιοτικών για να διασφαλιστεί ότι τα προβιοτικά λειτουργούν [39]. Τέλος, τα προβιοτικά μπορούν να χορηγηθούν απευθείας στο σώμα της γαρίδας ως ένεση, η οποία διασφαλίζει ότι τα προβιοτικά έχουν εισέλθει στον οργανισμό [40]. Ο χρόνος και το κόστος που απαιτείται για την έγχυση κάθε γαρίδας είναι μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου.

Τόνωση της απόδοσης ανάπτυξης και του ποσοστού επιβίωσης

Η απόδοση ανάπτυξης είναι μια σημαντική παράμετρος της καλλιέργειας γαρίδας vannamei λόγω του κόστους και του χρόνου που απαιτείται για την καλλιέργεια γαρίδας από μικρό μέγεθος σε μέγεθος κατανάλωσης [10-12, 38]. Οι παράμετροι απόδοσης ανάπτυξης περιλαμβάνουν ειδικό ρυθμό ανάπτυξης, τελικό σωματικό βάρος, αύξηση βάρους, αποτελεσματικότητα τροφής και αναλογία μετατροπής τροφής (FCR) [41, 42]. Αυτές οι παράμετροι υπολογίζονται για να καθοριστεί εάν η ανάπτυξη της γαρίδας vannamei είναι η βέλτιστη δεδομένου ότι επηρεάζουν την επιτυχία της καλλιέργειας (δηλαδή το κόστος, το κέρδος και τη ζημία) [43]. Στον Πίνακα-1 [16, 44-55] φαίνονται αρκετές μελέτες που σχετίζονται με το ρόλο των βακτηρίων στην απόδοση ανάπτυξης των γαρίδων vannamei.

Όπως περιγράφηκε προηγουμένως, τα προβιοτικά μπορούν να βελτιώσουν την ανάπτυξη των γαρίδων διασπώντας θρεπτικά συστατικά ή ενώσεις σε απλούστερες ενώσεις που απορροφώνται πιο εύκολα και ενεργοποιώντας τα GHs [21, 56]. Μερικά από τα βακτήρια που αναφέρθηκαν ότι βοηθούν την ανάπτυξη της γαρίδας είναι οι Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Psychrobacter και Arthrobacter spp. [16, 44-46]. Αυτά τα βακτήρια έχουν βρεθεί στα έντερα των γαρίδων vannamei και παρέχουν πολλά οφέλη.

Ο Πίνακας-1 παρέχει επίσης πληροφορίες σχετικά με τα αυξημένα ποσοστά επιβίωσης που βρέθηκαν στις γαρίδες vannamei με χρήση προβιοτικών. Τα προβιοτικά βοηθούν τις γαρίδες να καλύψουν τις διατροφικές τους ανάγκες [57], γεγονός που βοηθά στην προστασία του οργανισμού από το στρες, τον υποσιτισμό και τον θάνατο [11]. Το ποσοστό επιβίωσης είναι ένας σημαντικός δείκτης επιτυχούς καλλιέργειας γαρίδας αφού επηρεάζει άμεσα τον αριθμό των γαρίδων που πωλούνται και τα κέρδη του αγρότη.

Ανοσολογική Διαμόρφωση και Αντίσταση σε Νόσους

Για να αυξηθεί η αντίσταση της γαρίδας στις προσβολές από ασθένειες, οι θεραπείες με προβιοτικά διεγείρουν την αντίσταση μη ειδικής ασθένειας στο σώμα. Αρκετές ασθένειες που εντοπίζονται σε καλλιέργειες γαρίδας προκαλούνται από τα Vibrio alginolyticus, Vibrio parahaemolyticus και Aeromonas, Photobacterium, Tenacibaculum και Shewanella spp. [58-60]. Το Vibrio parahaemolyticus προκαλεί νόσο οξείας ηπατοπαγκρεατικής νέκρωσης (AHPND) στις γαρίδες vannamei [61] και χαρακτηρίζεται από σοβαρή ατροφία στο ηπατοπάγκρεας της γαρίδας που παρουσιάζει μοναδική ιστοπαθολογία στο οξύ στάδιο [62]. Αυτή η ασθένεια, η οποία ονομάζεται επίσης σύνδρομο πρώιμης θνησιμότητας, μπορεί να προκαλέσει 40% -100% θνησιμότητα σε καλλιέργειες γαρίδας [63, 64]. Ο Πίνακας-2 δείχνει πώς τα προβιοτικά μπορούν να προκαλέσουν τη ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος και να βελτιώσουν την αντίσταση στις ασθένειες, ακόμη και στην περίπτωση της AHPND [16, 44, 46-50, 52, 54, 58, 65-70].

Lactobacillus and Bacillus spp. είναι ομάδες βακτηρίων που χρησιμοποιούνται ευρέως ως μη ειδικά διεγερτικά του ανοσοποιητικού στις γαρίδες vannamei, όπως Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus pentosus, Bacillus subtilis, Bacillus co, Bacillus, 4,0,00, Bacillus lichenagulis 71–74].

Άλλες ομάδες βακτηρίων χρησιμοποιούνται ως διεγερτικά ανοσοαπόκρισης ή αντίστασης του σώματος στις γαρίδες van mei, συμπεριλαμβανομένων των Pseudomonas, Nitrosomanas, Aerobacter και Nitrobacter spp., καθώς και των Rhodobacter sphaeroides, Clostridium butyricum και Enterococcus faecium [17, 52, 65, 75 ]. Η παροχή αυτών των βακτηρίων αυξάνει την παραγωγή λυσοσωμάτων στις γαρίδες. Τα λυσοσώματα υδρολύουν και σπάνε τους γλυκοσιδικούς δεσμούς στα βακτηριακά κυτταρικά τοιχώματα, καθιστώντας έτσι πιο δύσκολο για τα παθογόνα βακτήρια να μολύνουν τις γαρίδες. Επιπλέον, τα λυσοσώματα αυξάνουν την ασπαρτική αμινοτρανσφεράση και την αμινοτρανσφεράση της αλανίνης, που είναι δείκτες φυσικής ανοσίας στις γαρίδες, και επίσης αυξάνουν άλλα αμυντικά κύτταρα στις γαρίδες [46, 76]. Εάν η αντίσταση του οργανισμού στις ασθένειες αυξηθεί, τότε η εμφάνιση λοιμώξεων μπορεί να ελαχιστοποιηθεί και να μεγιστοποιηθεί η ανάπτυξη των γαρίδων.

Τα προβιοτικά είναι ευρέως γνωστά για τον ανταγωνισμό τους με παθογόνα εντός του είδους του ξενιστή και στα συστήματα καλλιέργειας. Αρκετοί μηχανισμοί για αυτή τη δράση ορίζονται από τον τύπο των προβιοτικών βακτηρίων που προκαλούν βακτηριακό ανταγωνισμό, όπως η καταστολή πληθυσμών του Vibrio spp. [75]. Η χρήση προβιοτικών μπορεί να προκαλέσει περαιτέρω μια ανταγωνιστική διαδικασία αποκλεισμού που αποτρέπει τη μόλυνση από παθογόνο αναπτύσσοντας ζωτικά γονίδια αντίστασης [77]. Για παράδειγμα, πολλά Bacillus spp. μπορεί να παράγει ευκαιριακά αντιβιοτικά και μεταβολίτες ως απόκριση σε παθογόνα μικρόβια. Για παράδειγμα, το Lactobacillus plantarum Ep-M17 έχει αποδειχθεί ότι αυξάνει τα πεπτικά ένζυμα (θρυψίνη) και τα αντιοξειδωτικά ένζυμα, αυξάνει την ανοσία των γαρίδων (76,9 τοις εκατό) και αυξάνει το ποσοστό επιβίωσης (89 τοις εκατό) [46]. Αυτά τα βακτήρια ανταγωνίζονται για χώρο με άλλα παθογόνα βακτήρια, όπως ο Staphylococcus, Aerococcus και Vibrio spp. και Escherichia coli [40]. Οι προηγούμενες μελέτες διαπίστωσαν ότι οι μολυσμένες με AHPND γαρίδες vannamei είχαν αυξημένες ποσότητες V. parahaemolyticus στο έντερο [78]. Η χρήση ωφέλιμων βακτηρίων μειώνει τον αριθμό των παθογόνων βακτηρίων στο έντερο. Επιπλέον, τα προβιοτικά είναι μια φθηνή, μη παθογόνος και σε μεγάλο βαθμό μη τοξική πηγή αντιβιοτικών που συνθέτουν διάφορους μεταβολίτες με αντιβακτηριδιακές λειτουργίες, καθιστώντας τους έτσι ωφέλιμους για την εμπορική παραγωγή [79]. Τα προβιοτικά έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί πειραματικά για τον έλεγχο της μικροβιακής παθογένειας στα ψάρια [80, 81].

Επιδράσεις στην ποιότητα του νερού

Η προσθήκη προβιοτικών στην υδατοκαλλιέργεια γαρίδας vannamei μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα του νερού. Ο Πίνακας-3 δείχνει τον ρόλο που παίζουν τα προβιοτικά στη διατήρηση της καλής ποιότητας του νερού [12, 82–90]. Η προσθήκη προβιοτικών ή εξωτερικών βακτηρίων, όπως νιτροποιητικά βακτήρια ή Lactobacillus and Bacillus spp., έχει αποδειχθεί ότι επηρεάζει τις συγκεντρώσεις του διαλυμένου οξυγόνου, του pH, της αμμωνίας και της αλκαλικότητας στο νερό [12, 82, 83] καθώς αυτά τα βακτήρια οξειδώνουν την αμμωνία σε νιτρώδη και μετατρέπουν τα νιτρώδη σε νιτρικά [91]. Η αμμωνία στις καλλιέργειες γαρίδας μπορεί να προέρχεται από βακτήρια στο νερό όταν χορηγούνται προβιοτικά σε αυτό. Ο αυξημένος αριθμός βακτηρίων στο νερό αυξάνει τον ανταγωνισμό για οξυγόνο [96]. Ως εκ τούτου, η κατάλληλη δόση προβιοτικών πρέπει να χορηγείται και να παρακολουθείται για να αποφευχθεί η επιζήμια μείωση της ποσότητας του διαλυμένου οξυγόνου που υπάρχει στην καλλιέργεια.

Τα προβιοτικά χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα biofloc για την παραγωγή γαρίδας vannamei [82, 85] και έχει αποδειχθεί ότι διατηρούν καλή ποιότητα νερού και σε αυτά τα συστήματα. Τα προβιοτικά προάγουν την ποιότητα του νερού μέσω της νιτροποίησης και της απονιτροποίησης και προκαλούν το σχηματισμό βιολογικών κροκίδων [97]. Το Biofloc είναι μια συλλογή από διάφορους οργανισμούς (π.χ. βακτήρια, μύκητες, φύκια, πρωτόζωα και σκουλήκια) και οργανικής ύλης που ενσωματώνονται σε ένα κροκίδωμα. Οι γαρίδες τρώνε το φλοκ έτσι ώστε καμία οργανική ουσία να μην είναι επιβλαβής για τις γαρίδες [98]. Το φλοκάκι που καταναλώνεται από τις γαρίδες μπορεί να μειώσει τη χρήση των ζωοτροφών και το FCR.

Η χορήγηση προβιοτικών στα τρόφιμα και, επομένως, έμμεσα στο νερό, έχει επίσης αποδειχθεί ότι βελτιώνει την ποιότητα του νερού. Για παράδειγμα, η παροχή διατροφικού Pediococcus acidilactiti μειώνει τη συγκέντρωση αμμωνίας-αζώτου στο νερό [86]. Αυτό είναι ένα μοναδικό εύρημα καθώς η προηγούμενη έρευνα τυπικά έδειξε μόνο τη θετική επίδραση των προβιοτικών στην ποιότητα του νερού με την άμεση προσθήκη τους στο νερό [87, 88].

Συμπέρασμα και Μελλοντική Προοπτική

Τις τελευταίες δεκαετίες, τα παθογόνα βακτήρια και οι ιοί έχουν γίνει η κυρίαρχη αιτία των ασθενειών της υδατοκαλλιέργειας γαρίδας. Τα αντιβιοτικά, τα οποία αναμένεται να αντιμετωπίσουν αυτές τις ασθένειες, αντιμετωπίζουν συχνά αντιδράσεις καθώς θέτουν επίσης σε κίνδυνο τον οργανισμό ξενιστή και τον καταναλωτή [60, 99]. Η ακατάλληλη χρήση αντιβιοτικών, η οποία μερικές φορές εφαρμόζεται ευρέως, κάνει τα βακτήρια να γίνουν ανθεκτικά στα αντιβιοτικά. Έτσι, η αναζήτηση μιας πιο φιλικής εναλλακτικής έχει αυξηθεί, με τα προβιοτικά να γίνονται υποσχόμενος υποψήφιος. Ως συμπληρώματα διατροφής, τα προβιοτικά ενισχύουν τον ανταγωνιστικό αποκλεισμό παθογόνων από το σύστημα υδατοκαλλιέργειας και βελτιώνουν τις ανοσοποιητικές παραμέτρους της γαρίδας χωρίς να επηρεάζουν την υγεία της. Τα προβιοτικά μπορούν να θεωρηθούν ως καλύτερη εναλλακτική λύση στα αντιβιοτικά και παρόμοια προϊόντα για την προστασία και τη διατήρηση της περιβαλλοντικής σταθερότητας. Περαιτέρω πειράματα επιβεβαίωσαν ότι η συμπλήρωση προβιοτικών στη τροφή γαρίδας μπορεί να μειώσει σημαντικά την εμφάνιση ασθενειών και να βελτιώσει τις ενζυμικές δραστηριότητες της κατανάλωσης τροφής, της ανάπτυξης και της επιβίωσης των γαρίδων [100].

Παρά αυτά τα οφέλη, υπάρχουν ανησυχίες όταν τα προβιοτικά χρησιμοποιούνται σε ακατάλληλες ποσότητες, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική παραγωγή θρεπτικών συστατικών και μικροβιακές διαταραχές. Συμπερασματικά, απαιτείται σε μεγάλο βαθμό η εις βάθος γνώση της γενετικής σύνθεσης και των μεταγραφικών και πρωτεομικών προφίλ των προβιοτικών για τη βελτίωση των μεθοδικών και περιεκτικών εφαρμογών στο πεδίο της χρήσης προβιοτικών στην εκτροφή γαρίδας [101]. Άλλες φυσικές εναλλακτικές λύσεις, συγκεκριμένα, τα παρα-προβιοτικά (μη βιολογικά αντίστοιχα των προβιοτικών οργανισμών), τα φύκια και τα φυτικά εκχυλίσματα που περιέχουν πρεβιοτικές ιδιότητες χρειάζονται επίσης περαιτέρω ανάπτυξη [102-105]. Τα φυσικά προϊόντα μπορούν να προσφέρουν συγκρίσιμα ευεργετικά αποτελέσματα και να μειώσουν το κόστος παραγωγής. Τέλος, αυτή η ανασκόπηση ανέφερε ότι τα προβιοτικά έχουν υψηλότερη αποτελεσματικότητα στην αύξηση της απόδοσης γαρίδας σε σύγκριση με τα αντιβιοτικά. Ωστόσο, αυτό το εύρημα απαιτεί ακόμη πρόσθετη έρευνα για τις μοριακές οδούς που ρυθμίζουν τους προβιοτικούς μηχανισμούς που επηρεάζουν το μεταβολισμό των γαρίδων.

Συνεισφορές Συγγραφέων

ΜΚΑ: Διεξήγαγε τη μελέτη και συνέταξε το χειρόγραφο. AFL, RBP, MR και SMEP: Σχεδίασε τη μελέτη και συνέταξε το χειρόγραφο υπό την καθοδήγηση του MBS. MAAS και MTJ: Ανάλυση δεδομένων και αναθεωρημένο χειρόγραφο. Όλοι οι συγγραφείς έχουν διαβάσει, αναθεωρήσει και εγκρίνει το τελικό χειρόγραφο.

Ευχαριστίες

Αυτή η μελέτη υποστηρίχθηκε από τα Universitas Lampung, Ινδονησία, Universitas Airlangga, Ινδονησία και King Abdulaziz University, Βασίλειο της Σαουδικής Αραβίας. Οι συγγραφείς δεν έλαβαν χρήματα για αυτήν τη μελέτη.

Ανταγωνιστικά Συμφέροντα

Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν έχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα.

Σημείωση εκδότη

Η Veterinary World παραμένει ουδέτερη όσον αφορά τις διεκδικήσεις δικαιοδοσίας σε δημοσιευμένες θεσμικές σχέσεις.

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Fletcher, R. (2021) Η Global Shrimp Production Sees Significant Growth το 2021. Διαθέσιμο από: https://www. thefishsite.com/articles/global-shrimp-production-sees-significant-growth-in-2021-gorjan-nikolik-rabobank. Ανακτήθηκε στις 20-10-2022.

2. Geetha, R., Ravisankar, T., Patil, PK, Avunje, S., Vinoth, S., Sairam, CV and Vijayan, KK (2020) Τάσεις, αιτίες και δείκτες απόρριψης εισαγωγών στο διεθνές εμπόριο γαρίδας με ειδική αναφορά στην Ινδία: Μια 15-ετής διαχρονική ανάλυση. Aquac. Int., 28(3): 1341–1369.

3. Amelia, F., Yustiati, A. and Andriani, Y. (2021) Review of shrimp (Litopenaeus vannamei (Boone, 1931)) farming in Indonesia: Management operation and development. World Sci. Νέα, 158: 145–158.

4. de Tailly, JBD, Keitel, J., Owen, MA, Alcaraz Calero, JM, Alexander, ME and Sloman, KA (2021) Παρακολούθηση μεθόδων συμπεριφοράς σίτισης για απάντηση σε βασικά ερωτήματα σχετικά με τη διατροφή των γαρίδων πεναϊδών. Rev. Aquac., 13(4): 1828–1843.

5. Wu, S., Zhao, M., Gao, S., Xu, Y., Zhao, X., Liu, M. and Liu, X. (2021) Αλλαγή της κανονικότητας της γεύσης και της απόδοσης των ενδογενών πρωτεασών σε κεφάλι γαρίδας (Penaens vannamei) κατά την αυτόλυση. Foods, 10(5): 1020.

6. Davis, RP, Boyd, CE, Godumala, R., Mohan, ABC, Gonzalez, A., Duy, NP, Sasmita, JPG, Ahyani, N., Shatova, O., Wakefield, J., Harris, B ., McNevin, AA and Davis, DA (2022) Αξιολόγηση της μεταβλητότητας και της διακριτικής δύναμης των στοιχειακών δακτυλικών αποτυπωμάτων σε γαρίδες λευκού ποδιού Litopenaeus vannamei από μεγάλες χώρες παραγωγής γαρίδας. Food Control, 133: 108589.

7. Kerry, RG, Patra, JK, Gouda, S., Park, Y., Shin, HS and Das, G. (2018) Benefaction of probiotics for human health: A review. J. Food Drug Anal., 26(3): 927-939.

8. Guo, Q., Yao, Z., Cai, Z., Bai, S., and Zhang, H. (2022) Εντερομυκητιακή κοινότητα και η προβιοτική της επίδραση στο Bactrocera dorsalis. Insect Sci., 29(4): 1145–1158.

9. Jahangiri, L. and Esteban, M.Á. (2018) Χορήγηση προβιοτικών στο νερό σε συστήματα υδατοκαλλιέργειας πτερυγίων: Ανασκόπηση. Ψάρια, 3(3): 33.

10. Toledo, A., Frizzo, L., Signorini, M., Bossier, P. and Arenal, A. (2019) Επίδραση των προβιοτικών στην απόδοση ανάπτυξης και στην επιβίωση γαρίδας: Μια μετα-ανάλυση. Aquaculture, 500(1–4): 196–205.

11. El-Saadony, MT, Shehata, AM, Alagawany, M., AbdelMoneim, AME, Selim, DA, Abdo, M., Khafaga, AF, El-Tarabily, KA, El-Shall, NA και Mohamed, E. (2022) Μια ανασκόπηση της υδατοκαλλιέργειας γαρίδας και των παραγόντων που επηρεάζουν το μικροβίωμα του εντέρου. Υδατοκαλλιέργεια. Int., 30(6): 2847–2869.

12. Kewcharoen, W. and Srisapoome, P. (2019) Προβιοτικά αποτελέσματα του Bacillus spp. Από τις λευκές γαρίδες του Ειρηνικού (Litopenaeus vannamei) για την ποιότητα του νερού και την ανάπτυξη της γαρίδας, τις ανοσολογικές αποκρίσεις και την αντίσταση στο Vibrio parahaemolyticus (στελέχη AHPND). Fish Shellfish Immunol., 94: 175-189.

13. Chiu, ST, Chu, TW, Simangunsong, T., Ballantyne, R., Chiu, CS and Liu, CH (2021) Τα προβιοτικά, Lactobacillus pentosus BD6 ενισχύουν την ανάπτυξη και την κατάσταση της υγείας των λευκών γαρίδων, Litopenaeus vannamei μέσω χορήγησης από το στόμα . Fish Shellfish Immunol., 117: 124-135.

14. Ai, Y., Cai, X., Liu, L., Li, J., Long, H., Ren, W., Huang, AY, Zhang, X., and Xie, ZY (2022) Effects of διάφορα διαιτητικά σκευάσματα Enterococcus faecalis F7 για την ανάπτυξη και την εντερική μικροχλωρίδα της λευκής γαρίδας του Ειρηνικού (Litopenaeus vannamei). Aquac. Res., 53(8): 3238–3247.

15. Won, S., Hamidoghli, A., Choi, W., Bae, J., Jang, WJ, Lee, S. and Bai, SC (2020) Αξιολόγηση πιθανών προβιοτικών Bacillus subtilis WB60, Pediococcus pentosaceus και Lactococcus lactis σχετικά με την απόδοση ανάπτυξης, την ανοσοαπόκριση, την ιστολογία του εντέρου και τα γονίδια που σχετίζονται με το ανοσοποιητικό σε λευκές γαρίδες, Litopenaeus vannamei. Microorganisms, 8(2): 281.

For more information:1950477648nn@gmail.com