Автор: Dr. Isidoro Metón
Стаття від: 9 вересня 2024 року
На ріст прісноводних та рослиноїдних риб менше впливає низький рівень поліненасичених жирних кислот (PUFA) в раціоні.
У цьому дослідженні вперше застосовано байєсівські статистичні методи для проведення мета-аналізу з використанням рівнів омега-3 довголанцюгових поліненасичених жирних кислот (PUFA) в аквакормах як основної змінної для аналізу їхнього впливу на вміст PUFA та ріст вирощуваної риби. Фотографія жовтохвоста (Seriola sp.), одного з видів у публікаціях, розглянутих у цьому дослідженні, надана користувачем: (WT-shared) Pbsouthwood на wts Wikivoyage (CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons)
Омега-3 довголанцюгові поліненасичені жирні кислоти (n-3 LC-ПНЖК), такі як ейкозапентаєнова кислота (20:5n-3, EPA) і докозагексаєнова кислота (22:6n-3, DHA), забезпечують захист від різних патологічних станів, включаючи атеросклероз, ожиріння, запалення та автоімунні захворювання. Морська риба та морепродукти є основними джерелами омега-3 в раціоні людини. Однак включення риб’ячого жиру до складу аквакормів зменшується через обмежену доступність, коливання цін та проблеми сталого розвитку.
Через обмежену доступність, коливання цін та проблеми сталого розвитку сектор аквакультури все частіше замінює риб’ячий жир на рослинну олію в аквакормах. Щоб всебічно дослідити залежність показників росту та складу n-3 PUFA від рівня n-3 PUFA у раціоні вирощеної риби з різними харчовими звичками (рослиноїдні, всеїдні та м’ясоїдні) та середовищами існування (морські та прісноводні), ми застосували байєсівський мета-аналіз (тип статистичного висновку, який розглядає ймовірності як вірогідність настання події) для кількісного аналізу даних 81 вибраного дослідження з оприлюднених даних.
Ця стаття – реферат з оригінальної публікації (https://www.mdpi.com/2076-2615/14/14/2118) (Wu, Y. et al. 2024. Bayesian Meta-Analysis: Impacts of Eating Habits and Habitats on Omega-3 Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acid Composition and Growth in Cultured Fishиби. Animals 2024, 14(14), 2118) – повідомляє про дослідження, в якому вперше було використано підхід байєсівського метааналізу, зібрано дослідницькі дані з 81 опублікованої наукової статті для кількісного аналізу впливу дієтичних рівнів n-3 ПНЖК на їх склад і показники росту у вирощуваної риби.
Більш детальну інформацію щодо схеми дослідження, збору даних та аналізу дивіться в оригінальній публікації.
Склад харчових жирних кислот
У розглянутих звітах про дослідження загальний відсоток жирних кислот EPA і DHA в кормах був викривлений. Тому ми класифікували різні способи обробки кормів у кожному дослідженні на контрольну та експериментальну групи. Контрольна група включала групу з найвищим відсотком n-3 LC-PUFA (як правило, з використанням риб’ячого жиру як джерела жиру). Експериментальні групи були додатково розділені на основі відсоткового вмісту n-3 LC-PUFA відносно контрольної групи на чотири інтервали: 0-25%, 25-50%, 50-75% і 75-100%, позначені як 0 < рівень заміщення (RL), RL ≤ 25, 25 < RL ≤ 50, 50 < RL ≤ 75 і 75 < RL ≤ 100, відповідно.
Ми зібрали дані і, за необхідності, розрахували відсоткове співвідношення SFA, MUFA, n-3, n-6, а також EPA і DHA по відношенню до загальної кількості жирних кислот для п’яти вищезгаданих груп. Зі збільшенням заміни риб’ячого жиру рослинною олією частка EPA і DHA в кормах і відмінності в цій частці між дослідженнями поступово зменшуються.
Рис. 1: Відсотковий вміст різних жирних кислот у кормах, використаних у дослідницьких звітах, наведених у цьому дослідженні. Додаткову інформацію щодо рисунків наведено в оригінальній публікації. Адаптовано з оригіналу.
У контрольній групі деяких досліджень частка EPA була близькою до нуля. У цих дослідженнях замість риб’ячого жиру застосовували лише DHA. Відмінності між n-3 PUFA і n-6 PUFA між групами узгоджуються з тим фактом, що рослинні олії, як правило, мають нижчий рівень n-3 PUFA і вищий вміст n-6 PUFA. Крім того, відсутність EPA і DHA в рослинних оліях дозволяє вмісту n-3 LC-PUFA в кормах безпосередньо відображати рівень заміщення риб’ячого жиру рослинною олією.
Кінцева вага тіла
Незначне зниження вмісту n-3 PUFA мало обмежений вплив на кінцеву масу тіла, (FBW), причому м’ясоїдні риби навіть демонстрували позитивний ефект, про що свідчить 95% CrI, що падає нижче 0. Із загальної кількості 24 проаналізованих досліджень, 10 повідомили про значення ефекту розміру в межах [0,006, 1,379], тоді як решта 14 досліджень мали діапазон [-0,3061, -8,9756]. Морська риба домінує в цій класифікації – 20 досліджень, тоді як 4 дослідження зосереджені на прісноводній рибі, що відповідає характеристикам розподілу, які спостерігаються в об’єднаних інтервалах ефекту розміру.
Рис. 2: Вплив рівнів n-3 LC-PUFA у раціоні харчування на кінцеву вагу м’ясоїдних, всеїдних, рослиноїдних, морських та прісноводних риб. Додаткова інформація щодо рисунків в оригінальній публікації. Адаптовано з оригіналу.
Загалом, з точки зору FBW, результати нашого аналізу показали, що морські риби та м’ясоїдні риби мають високий попит на харчові n-3 LC-PUFA, за ними слідують прісноводні риби. З іншого боку, FBW всеїдних та рослиноїдних риб були менш чутливими до змін вмісту n-3 C-PUFAs у кормах.
Питомі темпи зростання
Об’єднаний розмір ефекту питомої швидкості росту (SGR) у м’ясоїдних, всеїдних, рослиноїдних, морських і прісноводних риб показав схожість з FBW при різних рівнях заміщення олії. У м’ясоїдних риб і морських риб не було виявлено значних відмінностей порівняно з контролем, коли рівень заміщення в раціоні n-3 LC-PUFA становив менше 50 відсотків від значення в контрольній групі. Однак, коли рівень перевищував 50% від контрольної групи, показники SGR м’ясоїдних риб і морських риб були неоптимальними. Прісноводні риби, з іншого боку, демонстрували зниження значень SGR лише тоді, коли рівень заміщення перевищував 75% від контрольної групи. У цьому дослідженні рослиноїдні та всеїдні риби показали нечутливість SGR до змін вмісту в раціоні n-3 LC-PUFA.
Рис. 3: Вплив рівня n-3 LC-PUFA у раціоні харчування на SGR м’ясоїдних, всеїдних, рослиноїдних, морських і прісноводних риб. Додаткову інформацію щодо рисунків наведено в оригінальній публікації. Адаптовано з оригіналу.
Наші висновки узгоджуються з попередніми дослідженнями показників росту з використанням частотних мета-аналізів. Інші дослідники повідомляли, що заміна 50-100 відсотків риб’ячого жиру різними рослинними оліями (включаючи рапсову, лляну та соєву) також має несприятливий вплив на ріст риби. Крім того, заміна 100% риб’ячого жиру рослинною олією також мала значний негативний вплив на ріст як прісноводних, так і морських риб. Як і в цьому дослідженні, вплив на морську рибу був більш вираженим, ніж на прісноводну. Інше дослідження виявило суттєво негативний сукупний ефект заміни риб’ячого жиру рослинною олією на SGR морських і м’ясоїдних риб. У зв’язку з цим є дані, які вказують на те, що рослинна олія може викликати резистентність до гормону росту у морських риб. Крім того, роль харчових n-3 LC-PUFA у посиленні імунної функції може в сукупності сприяти впливу рівня n-3 LC-PUFA у раціоні на показники росту морських і м’ясоїдних риб.
EPA і DHA з печінки
Вплив змін у співвідношенні харчових n-3 LC-PUFA на вміст EPA в печінці був загалом однаковим для різних видів риб, причому вищі рівні харчових n-3 LC-PUFA часто призводили до вищих пропорцій EPA в печінці. Це спостереження не є дивним, оскільки численні дослідження вказують на те, що жирнокислотний склад жиру в організмі риби в цілому відображає частку жирних кислот, що надходять з їжею.
Ми спостерігали відмінності у вмісті EPA в печінці риб з різними харчовими звичками та середовищами існування за різних рівнів заміщення n-3 LC-PUFA в кормі. У м’ясоїдних і морських риб зменшення вмісту n-3 LC-PUFA в раціоні до 0-25% від контролю значно знижувало вміст EPA в печінці.
Рис. 4: Вплив рівня n-3 LC-PUFA в раціоні харчування на EPA печінки м’ясоїдних, всеїдних, рослиноїдних, морських і прісноводних риб. Додаткова інформація щодо рисунків в оригінальній публікації. Адаптовано з оригіналу.
Реакція DHA печінки на заміну олії та зміну рівня n-3 LC-PUFA в раціоні була подібною до реакції EPA печінки, причому помітне зниження вмісту DHA в печінці спостерігалося, коли аквакорм містив знижений рівень n-3 LC-PUFA. Коли рівень заміщення становив від 0 до 50 відсотків, не було суттєвої різниці у вмісті DHA в печінці порівняно з контролем, але коли рівень заміщення олії становив від 50 до 100 відсотків, 95-відсотковий CrI печінкової DHA прісноводної риби показав чіткий діапазон вище нуля.
Для м’ясоїдних риб і морських риб спостерігалося значне перекриття 95% CrI EPA печінки між 25-50% і 50-75% рівнями заміщення олії, тоді як це явище було менш вираженим у 95% CrI DHA печінки. Це свідчить про те, що DHA печінки, порівняно з EPA, була більш залежною від змін у раціоні харчування n-3 LC-PUFA.
Рис. 5: Вплив рівня n-3 LC-PUFA в раціоні харчування на вміст DHA в печінці м’ясоїдних, всеїдних, рослиноїдних, морських і прісноводних риб. Додаткова інформація щодо рисунків в оригінальній публікації. Адаптовано з оригіналу.
М’язові EPA та DHA
Загалом, показники EPA та DHA у м’язах риб були подібними до показників у печінці у відповідь на зміну рівня n-3 LC-PUFA у раціоні. Однак реакція EPA і DHA у м’язах на зміну рівня n-3 LC-PUFA у раціоні виявилася більш чутливою, ніж у печінці. Це узгоджується з тим, що скелетні м’язи в першу чергу відіграють роль в утриманні EPA і DHA. Тим не менш, пропорції EPA і DHA в м’язах по-різному реагували на зміни в раціоні n-3 LC-PUFA в залежності від категорії риби.
Що стосується EPA у м’язах, то м’ясоїдні та рослиноїдні риби продемонстрували значні відмінності у відповідь на зміну рівня n-3 LC-PUFA у раціоні. Дійсно, у всіх чотирьох групах цього дослідження 95-відсотковий CrI SMD для EPA у м’язах м’ясоїдних риб був значно більшим за 0, що вказує на те, що збільшення кількості n-3 LC-PUFA у кормі може ефективно підвищити рівень EPA у м’язах цього типу риб. З іншого боку, 95-відсотковий CrI рослиноїдних риб продемонстрував діапазон вище нуля лише в групі з найвищим рівнем заміщення олії.
Рис. 6: Вплив рівня n-3 LC-PUFA у раціоні харчування на EPA м’язів м’ясоїдних, всеїдних, рослиноїдних, морських та прісноводних риб. Додаткова інформація щодо рисунків в оригінальній публікації. Адаптовано з оригіналу.
Порівняно з EPA у м’язах, рівень DHA у м’язах виявився більш чутливим до змін рівня n-3 LC-PUFA у раціоні харчування. За винятком рослиноїдних риб, м’язова DHA інших видів риб у чотирьох групах, розглянутих у цьому дослідженні, показала діапазон вище нуля для 95-відсоткового CrI. Крім того, за винятком морської риби, яка показала дещо вищий 95-відсотковий CrI, 95-відсотковий CrI DHA у м’язах залишався подібним для всіх видів риб зі збільшенням рівня заміщення. Оскільки біосинтез DHA відбувається після EPA, подібність впливу рівня n-3 LC-PUFA у раціоні на вміст DHA у м’язах різних видів риб може свідчити про те, що їхні біосинтетичні можливості для DHA можуть бути порівнянними. Оскільки деякі нижчі за розташуванням у харчовому ланцюгу водні організми мають здатність синтезувати n-3 LC-PUFA, харчові потреби риб у DHA, ймовірно, задовольняються в основному через трофічний ланцюг.
Рис. 7: Вплив рівня n-3 LC-PUFA в раціоні харчування на вміст DHA у м’язах м’ясоїдних, всеїдних, рослиноїдних, морських і прісноводних риб. Додаткова інформація щодо рисунків в оригінальній публікації. Адаптовано з оригіналу.
Погляди на рівень омега-3 в раціоні, що впливає на ріст морської та м’ясоїдної риби
Результати цього дослідження демонструють, що як показники росту, так і накопичення омега-3 жирних кислот у морських і м’ясоїдних риб є дуже чутливими до вмісту n-3 LC-PUFA у раціоні. Таким чином, глибше розуміння проміжних метаболічних процесів за участю n-3 LC-PUFA в організмі морських і м’ясоїдних риб має важливе значення для покращення їхньої аквакультури та якості продукції.
На відміну від наземних тварин, риби, особливо м’ясоїдні, для забезпечення енергетичних потреб використовують амінокислоти, а не вуглеводи. Потреба в білку для м’ясоїдних риб зазвичай становить близько 46%. Використання амінокислот для енергетичного обміну у риб узгоджується з їхньою слабкою здатністю перетравлювати і розщеплювати вуглеводи. Деякі дослідження показали, що риби також схильні використовувати енергію розщеплення амінокислот, а не вуглеводів для синтезу ліпідів.
Хоча м’ясоїдні риби переважно використовують амінокислоти для отримання енергії, різні дослідження продемонстрували потенціал м’ясоїдних риб до використання вуглеводів для росту. Білок, що зв’язує стерольні регуляторні елементи, є потужним фактором транскрипції, який відіграє важливу роль у контролі біосинтезу ліпідів, а також бере участь у регуляції ферментів, пов’язаних з метаболізмом вуглеводів у м’ясоїдних риб.
Модулювання частки n-3 LC-PUFAу кормі може бути одним із підходів до покращення здатності риб, особливо морських та м’ясоїдних видів, утилізувати харчові вуглеводи. Раціони з високим вмістом вуглеводів або жирів можуть викликати порушення метаболізму, а відносно слабка здатність риб утилізувати глюкозу може посилити цей процес. У костистих риб (близько 96% всіх видів риб) дієтичні добавки з n-3 LC-PUFA мають різний вплив на метаболізм глюкози, але вплив n-3 LC-PUFA на рівень глюкози в крові у стані спокою у м’ясоїдних риб виявляється мінімальним.
Опосередковане n-3 LC-PUFA покращення росту риб, особливо морських та м’ясоїдних видів, може бути пов’язане з покращенням чутливості до інсуліну та подальшою утилізацією харчових вуглеводів. Наш нещодавній звіт також показує, що n-3 LC-PUFA можуть покращувати показники росту морських і м’ясоїдних риб, що може бути пов’язано з покращеною чутливістю до інсуліну.
Однак вплив раціону, що містить n-3 LC-PUFA , на показники росту не завжди є значним і може бути обумовлений іншими факторами, такими як температура, вміст ліпідів у раціоні та солоність води. Наприклад, n-3 LC-PUFA з раціоном може не сприяти зростанню м’ясоїдних риб при певних рівнях заміщення, а вищі температури води можуть посилити вплив насичених жирних кислот на ріст.
Перспективи
У цьому дослідженні вперше застосовано байєсівські статистичні методи та проведено мета-аналіз з використанням рівня омега-3 жирних кислот в аквакормах як основної змінної для аналізу їх впливу на вміст n-3 LC-PUFA та ріст вирощеної риби. Використана методологія не враховує вплив залишкової олії у рибному борошні, яка становить приблизно 10% мас. і може бути фактором, який не враховується при вивченні потреб риб’ячого жиру у вирощуваній рибі.
Результати цього дослідження можуть сприяти оптимізації рівня риб’ячого жиру в аквакормах та сприяти розвитку більш сталих практик аквакультури. Наші результати показали, що низький рівень n-3 LC-PUFA у кормах менше впливає на показники росту прісноводних та рослиноїдних риб. На відміну від цього, для оптимального росту морської риби рівень n-3 LC-PUFA в раціоні повинен становити щонайменше приблизно 7 відсотків від загальної кількості жирних кислот (середнє значення для групи 50 < RL ≤ 75). З точки зору харчової цінності, і за винятком рослиноїдних риб, зміни в пропорції раціону n-3 LC-PUFA безпосередньо відображалися на вмісті n-3 LC-PUFA у м’язах вирощеної риби. Подальші перспективні дослідження включають включення в раціон харчування водоростей, багатих на n-3 LC-PUFA, та бактеріальної олії, а також розробку методів транзиторної генної терапії для експресії екзогенних ферментів, які уможливлюють біосинтез омега-3 жирних кислот у культивованій рибі, не створюючи генетично модифікованих організмів.
Посилання на оригінал статті: Influence of eating habits and habitats on omega-3 composition and growth in farmed fish
