Effects of dietary supplementation of natural Spirulina on growth performance, hemato-biochemical indices, gut health, and disease resistance to Aeromonas hydrophila of Stinging catfish (Heteropneustes fossilis) fingerling

• DOI: 10.1016/j.aqrep.2023.101727
• Publication Date: 2023-09-13T11:25:39Z
• Authors: Mobasshsirin Rahman; Md. Abdullah Al M...; Sanjay Singh Rathore; Shishir Kumar Nandi; Zulhisyam Abdul Kari; Lee Seong Wei; Albaris B. Tahilu...; Md. Moshiur Rahman; Nesara Kadadakatt...; Arman Hossain; Shamima Nasren; M.M. Mahbub Alam; Walter G. Bottje; Guillermo Téllez-...; Muhammad Anamul K...
• Keywords: Sustainable aquaculture; Physiology; Immunology; SH1-691; Catfish; Aquatic Science; Biochemistry; Health status; Protein efficiency ratio; Agricultural and Biological Sciences; Food science; Bacterial challenge; Endocrinology; Biochemistry, Genetics and Molecular Biology; Globulin; Spirulina; Aquaculture. Fisheries. Angling; Fish Immunology; Hemoglobin; Meal; Biology; Spirulina (dietary supplement); Weight gain; Mean corpuscular volume; Immunological Responses in Aquatic Organisms; Immunology and Microbiology; Ecology; Metabolism and Nutrition in Aquaculture Feeds; FOS: Clinical medicine; Heteropneustes fossilis; Feed conversion ratio; Life Sciences; Mean corpuscular hemoglobin concentration; Body weight; Raw material; Stinging catfish; Aeromonas hydrophila; Fish; Fishery; Reproductive Physiology and Endocrine Disruption in Fish; FOS: Biological sciences; Feed utilization; Animal science

سبيرولينا هي طحالب خضراء وزرقاء شهيرة أثارت اهتمام تركيبات التغذية المائية بسبب تركيزها العالي من المغذيات الدقيقة والمغذيات الكبيرة ومضادات الأكسدة. للتحقيق في آثار السبيرولينا الطبيعية كمادة مضافة للأعلاف على نمو سمك السلور اللاذع (Heteropneustes fossilis)، واستخدام الأعلاف، وأمراض الدم والكيمياء الحيوية للمصل، ومورفولوجيا الأمعاء، وكذلك مقاومة الأمراض لـ Aeromonas hydrophila، تم إجراء تجربة تغذية لمدة 60 يومًا. تم وضع السمك (N = 240)، بوزن أولي قدره 4.23 ± 0.50 جم، في 12 خزانًا للأحواض المائية (100 لتر/ خزان) وتغذيتها مرتين يوميًا حتى يتم إشباعها. تم استخدام أربعة أنظمة غذائية تجريبية مختلفة: 0 ٪ (D0، حمية التحكم)، 1 ٪ (D1)، 3 ٪ (D2)، و 5 ٪ (D3) وجبة سبيرولينا الطبيعية لإطعام الأسماك. وجدت هذه الدراسة أن سمك السلور اللاذع الذي يتغذى على نظام غذائي سبيرولينا بنسبة 5 ٪ حصل على معدل نمو محدد أعلى بشكل ملحوظ (p < 0.05)، والوزن النهائي، وزيادة الوزن، ومتوسط زيادة الوزن اليومية من الأنظمة المكملة الأخرى. علاوة على ذلك، مع زيادة إدراج السبيرولينا في الأنظمة الغذائية، تحسنت معلمات استخدام الأعلاف مثل نسبة تحويل الأعلاف ونسبة كفاءة البروتين بشكل ملحوظ (p < 0.05). كانت خلايا الدم الحمراء، وخلايا الدم البيضاء، والخلايا الليمفاوية، والعدلات، والخلايا الأحادية، والخلايا القاعدية، والهيموغلوبين، والانحراف المعياري لتوزيع الخلايا الحمراء، ومتوسط الهيموغلوبين الكُروي، جميعها أكبر بشكل كبير (p < 0.05) في 5 ٪ من الأسماك التي تتغذى على نظام سبيرولينا الغذائي. كانت الأسماك التي تتغذى على النظام الغذائي الأساسي تحتوي على مستويات إجمالية أقل (p < 0.05) من البروتين والجلوبيولين والألبومين ومستويات أعلى من الجلوكوز والكوليسترول والدهون الثلاثية مقارنة بتلك التي تتغذى على أنظمة غذائية اختبارية أخرى. مقارنة بمجموعات الأسماك الأخرى، كشف الفحص المجهري الخفيف للأنسجة المعوية أن الأسماك التي تتغذى على 3 ٪ و 5 ٪ من السبيرولينا لديها خلايا معوية منظمة جيدًا، وحاجز ظهاري سليم، وخلايا كأس وفيرة، وتفتقر إلى بقايا الخلايا اللمعية، وكذلك لم تظهر عليها أي علامات للالتهاب (وذمة). تؤثر وجبات سبيرولينا الغذائية بشكل كبير (p < 0.05) على ارتفاع الزغابات المعوية وعرضها، وعرض الغشاء المخاطي، وعمق الخبايا، والزغابات، ومنطقة التجويف. علاوة على ذلك، أظهرت الأسماك التي تتغذى على نظام غذائي سبيرولينا بنسبة 5 ٪ بشكل ملحوظ (p < 0.05) مقاومة أكبر (68.57 ٪) لـ A. hydrophila أثناء تجربة التحدي البكتيري. بناءً على النتائج، فإن تطبيق مسحوق سبيرولينا الطبيعي بنسبة 5 ٪ في الوجبات الغذائية كمكمل غذائي يمكن أن يفيد H. استخدام المغذيات الأحفورية، وأداء النمو، والحالة الصحية، وكذلك مقاومة الأمراض.<br/>Spirulina is a popular edible blue-green alga that has piqued the interest of aqua-feed formulations due to its high concentration of micronutrients, macronutrients, and antioxidants. To investigate the impacts of natural Spirulina as a feed additive on Stinging catfish (Heteropneustes fossilis) growth, feed utilization, hematology and serum biochemistry, gut morphology, as well as disease resistance to Aeromonas hydrophila, a 60-day feeding experiment was performed. The fish (N = 240), with an initial weight of 4.23 ± 0.50 g, were placed in 12 aquaria tanks (100 L/ tank) and fed twice daily until they were satisfied. Four different experimental diets: 0% (D0, control diet), 1% (D1), 3% (D2), and 5% (D3) natural Spirulina meal were used to feed the fish. This study found that Stinging catfish fed with a 5% Spirulina diet obtained notably higher (p < 0.05) specific growth rate, final weight, weight gain, and average daily weight gain than other supplemented regimens. Furthermore, as Spirulina inclusion in diets increased, feed utilization parameters such as feed conversion ratio and protein efficiency ratio improved remarkably (p < 0.05). Red blood cell, white blood cell, lymphocytes, neutrophil, monocytes, basophil, hemoglobin, red cell distribution width-standard deviation, and mean corpuscular hemoglobin were all substantially (p < 0.05) greater in 5% Spirulina diet-fed fish. The basal diet-fed fish had lower (p < 0.05) total protein, globulin, and albumin levels and higher glucose, cholesterol, and triglyceride levels than those fed with other test diets. Compared to other fish groups, light microscopic examination of intestinal tissues revealed that fish fed 3% and 5% Spirulina had well-organized enterocytes, intact epithelial barrier, abundant goblet cells, and lacking luminal cell debris, as well as exhibited no signs of inflammation (edema). Spirulina diets significantly (p < 0.05) affected intestinal villi height and width, mucosa width, crypt depth, villi, and lumen area. Furthermore, a 5% Spirulina diet-fed fish demonstrated remarkably (p < 0.05) greater resistance (68.57%) to A. hydrophila during the bacterial challenge trial. Based on the findings, applying natural Spirulina powder at 5% in diets as a feed supplement could benefit H. fossilis nutrient utilization, growth performance, health status, as well as disease resistance.<br/>La espirulina es un popular alga azul-verde comestible que ha despertado el interés de las formulaciones de alimentos acuícolas debido a su alta concentración de micronutrientes, macronutrientes y antioxidantes. Para investigar los impactos de la espirulina natural como aditivo alimentario en el crecimiento del bagre urticante (Heteropneustes fossilis), la utilización del alimento, la hematología y la bioquímica sérica, la morfología intestinal, así como la resistencia a la enfermedad de Aeromonas hydrophila, se realizó un experimento de alimentación de 60 días. Los peces (N = 240), con un peso inicial de 4.23 ± 0.50 g, se colocaron en 12 tanques de acuarios (100 L/ tanque) y se alimentaron dos veces al día hasta que quedaron satisfechos. Se utilizaron cuatro dietas experimentales diferentes: 0% (D0, dieta de control), 1% (D1), 3% (D2) y 5% (D3) de harina de espirulina natural para alimentar a los peces. Este estudio encontró que el bagre urticante alimentado con una dieta de espirulina al 5% obtuvo una tasa de crecimiento específico, peso final, aumento de peso y aumento de peso diario promedio notablemente más altos (p < 0.05) que otros regímenes suplementados. Además, a medida que aumentó la inclusión de espirulina en las dietas, los parámetros de utilización del alimento, como la relación de conversión del alimento y la relación de eficiencia de proteínas, mejoraron notablemente (p < 0.05). Los glóbulos rojos, los glóbulos blancos, los linfocitos, los neutrófilos, los monocitos, los basófilos, la hemoglobina, la desviación estándar del ancho de distribución de los glóbulos rojos y la hemoglobina corpuscular media fueron sustancialmente mayores (p < 0,05) en los peces alimentados con dieta de espirulina al 5%. Los peces alimentados con dieta basal tenían niveles más bajos (p < 0.05) de proteína total, globulina y albúmina y niveles más altos de glucosa, colesterol y triglicéridos que los alimentados con otras dietas de prueba. En comparación con otros grupos de peces, el examen microscópico óptico de los tejidos intestinales reveló que los peces alimentados con espirulina al 3% y al 5% tenían enterocitos bien organizados, barrera epitelial intacta, abundantes células caliciformes y carentes de restos de células luminales, además de no mostrar signos de inflamación (edema). Las dietas de espirulina afectaron significativamente (p < 0.05) la altura y el ancho de las vellosidades intestinales, el ancho de la mucosa, la profundidad de la cripta, las vellosidades y el área del lumen. Además, un pescado alimentado con dieta de espirulina al 5% demostró una resistencia notablemente mayor (p < 0,05) (68,57%) a A. hydrophila durante el ensayo de exposición bacteriana. Según los hallazgos, la aplicación de polvo de espirulina natural al 5% en las dietas como suplemento alimenticio podría beneficiar la utilización de nutrientes de H. fossilis, el rendimiento del crecimiento, el estado de salud y la resistencia a las enfermedades.<br/>La spiruline est une algue bleu-vert comestible populaire qui a suscité l'intérêt des formulations d'aliments aquatiques en raison de sa forte concentration en micronutriments, macronutriments et antioxydants. Pour étudier les impacts de la spiruline naturelle en tant qu'additif alimentaire sur la croissance du poisson-chat piqueur (Heteropneustes fossilis), l'utilisation des aliments, l'hématologie et la biochimie sérique, la morphologie intestinale, ainsi que la résistance aux maladies d'Aeromonas hydrophila, une expérience d'alimentation de 60 jours a été réalisée. Les poissons (N = 240), d'un poids initial de 4,23 ± 0,50 g, ont été placés dans 12 aquariums (100 L/ aquarium) et nourris deux fois par jour jusqu'à satisfaction. Quatre régimes expérimentaux différents : 0 % (J0, régime témoin), 1 % (J1), 3 % (J2) et 5 % (J3) de farine de spiruline naturelle ont été utilisés pour nourrir les poissons. Cette étude a révélé que les poissons-chats piquants nourris avec un régime à 5 % de spiruline obtenaient un taux de croissance spécifique, un poids final, un gain de poids et un gain de poids quotidien moyen nettement plus élevés (p < 0,05) que les autres régimes supplémentés. De plus, à mesure que l'inclusion de la spiruline dans les régimes alimentaires augmentait, les paramètres d'utilisation des aliments tels que le taux de conversion des aliments et le taux d'efficacité des protéines s'amélioraient considérablement (p < 0,05). Les globules rouges, les globules blancs, les lymphocytes, les neutrophiles, les monocytes, les basophiles, l'hémoglobine, la largeur de distribution des globules rouges - déviation standard et l'hémoglobine corpusculaire moyenne étaient tous sensiblement plus élevés (p < 0,05) chez les poissons nourris à la spiruline à 5%. Les poissons nourris avec un régime de base présentaient des taux totaux de protéines, de globuline et d'albumine plus faibles (p < 0,05) et des taux de glucose, de cholestérol et de triglycérides plus élevés que ceux nourris avec d'autres régimes d'essai. Par rapport à d'autres groupes de poissons, l'examen microscopique à la lumière des tissus intestinaux a révélé que les poissons nourris à 3 % et 5 % de spiruline avaient des entérocytes bien organisés, une barrière épithéliale intacte, des cellules caliciformes abondantes et manquaient de débris de cellules luminales, ainsi que ne présentaient aucun signe d'inflammation (œdème). Les régimes à base de spiruline ont affecté de manière significative (p < 0,05) la hauteur et la largeur des villosités intestinales, la largeur de la muqueuse, la profondeur de la crypte, les villosités et la surface de la lumière. De plus, un poisson nourri à la spiruline à 5 % a démontré une résistance remarquablement (p < 0,05) plus élevée (68,57 %) à A. hydrophila au cours de l'essai de provocation bactérienne. D'après les résultats, l'application de spiruline naturelle en poudre à 5 % dans les régimes alimentaires en tant que complément alimentaire pourrait être bénéfique pour l'utilisation des nutriments de H. fossilis, les performances de croissance, l'état de santé, ainsi que la résistance aux maladies.<br/>