L’utilizzo dei probiotici in acquacultura

Secondo la definizione ufficiale di FAO e OMS, i probiotici sono “organismi vivi che, somministrati in quantità adeguata, apportano un beneficio alla salute dell’ospite.

Il termine probiotico deriva dall’unione della preposizione latina pro (“a favore di”) e dell’aggettivo greco βιωτικός (biotico), derivante a sua volta dal sostantivo βίος (bios, “vita”) e nella sua definizione più quotata, descrive un alimento supplementare, formato da flora batterica, che apporta effetti benefici nel soggetto animale ospite, migliorando e bilanciando le sue funzioni intestinali.

All’inizio del 1900 il premio Nobel russo Elie Metchnikoff intuì che ceppi di lattobacilli presenti nello yogurt potevano essere in grado di svolgere un’azione positiva sulla microflora intestinale e dunque apportare benefici per la salute umana. Metchnikoff fu il primo a suggerire l’ingestione di colture vive di batteri lattici il cui ruolo naturale era quello di prevenire i fenomeni putreffativi intestinali.

Da allora molte ricerche sono state condotte in questo campo portando a quello che oggi noi conosciamo come “probiotica”.

IL MECCANISMO D’AZIONE DEI PROBIOTICI

Il concetto di attività probiotica si esplica nel suo insieme come una modulazione attiva del tratto gastrointestinale (GIT), capace di creare degli antagonisti contro i batteri patogeni, aiutando così lo sviluppo del sistema immunitario. Gli studi più dettagliati hanno evidenziato inoltre, dei benefici nutrizionali e la costruzione della barriera della mucosa intestinale.

In termine di azione i probiotici apportano i benefici a livello di inibizione nello sviluppo dei patogeni,  mediante la produzione di sostanze antagoniste, che agiscono a livello del loro nutrimento, alterando la loro attività enzimatica. Inoltre vi sono benefici nel rafforzamento delle funzioni immunostimulatorie e miglioramenti nell’assimilazione dei nutrienti e nella digestione, con un più facile e mirato assorbimento di questi.

L’uso congiunto di probiotici e prebiotici porta allo sviluppo di alimenti definiti “simbiotici”, composti ad esempio da un lattobacillo probiotico e da sostanze prebiotiche che favoriscono nello specifico la proliferazione di bifidobatteri, in modo da assicurare un’azione sia nel piccolo intestino (lattobacillo) sia nel colon (prebiotico).

I PROBIOTICI IN ACQUACOLTURA

Quando si guarda all’uso dei probiotici nel campo dell’ acquacoltura è importante considerare alcuni fattori fondamentali, che ne differiscono l’uso da quello terrestre.

probiotici
skeletonema costatum

Gli animali acquatici hanno una stretta correlazione con l’ambiente esterno che li circonda e i potenziali batteri patogeni sono in grado di mantenersi e sostenersi nell’acqua circostante l’animale, proliferando e riproducendosi indipendentemente dall’ animale ospite. Questi potenziali patogeni sono costantemente raccolti dall’ animale ed inoculati attraverso il processo di osmoregolazione e di alimentazione.

Basandoci quindi sulla stretta relazione esistente tra l’organismo acquatico e l’ambiente che lo circonda (a differenza di un animale terrestre) la definizione di probiotico per ambiente acquatico necessita di una modifica. Esso quindi viene definito come: “flora microbica aggiunta, con un effetto benefico nel soggetto ospite e che agisce producendo ed assicurando un migliore utilizzo sia del nutrimento che dei suoi valori nutritivi. Inoltre, effetti aggiuntivi dell’ azione dei probiotici sono al miglioramento della qualità dell’ acqua del pond.

Un esempio di probiotico è quello del fitoplancton che è in grado di produrre sostanze tossiche che vanno a contrastare altri batteri pericolosi e che, quindi, può agire in maniera benefica oppure la “skeletonema costatum” , una comune diatomea (microalga) usata nelle colture di molluschi e dei crostacei,  che produce degli estratti organici capaci di inibire la crescita e lo sviluppo della ”Listonella anguillarum” un patogeno che, causando una patologia emorragica detta vibriosi, è causa di grandi perdite negli allevamenti di pesci d’acqua dolce e marina.

Si può quindi affermare come già detto precedentemente che i meccanismi d’azione dei probiotici in acquacoltura agiscono in cinque diversi modi:  1) esclusione dei batteri in competizione 2) risorsa di nutrienti ed enzimi che contribuiscono alla digestione 3) influenza nella qualità dell’ acqua 4) miglioramento delle risposte del sistema immunitario 5) effetto antivirale.

Esclusione dei batteri in competizione:

L’antagonismo batterico è un fenomeno comune in natura. Le interazioni microbiologiche giocano un ruolo importante nell’ equilibrio tra batteri benefici in competizione con potenziali microorganismi patogeni. La composizione di comunità di microorganismi può essere alterata con pratiche di laboratorio e variazione di condizioni ambientali che stimolano la proliferazione di specie batteriche selezionate. L’esclusione della competizione nei batteri patogeni riduce inoltre con molta efficienza, se non addirittura ne elimina, il bisogno di profilassi antibiotiche nei sistemi di produzione e allevamento intensivo in acquacoltura.

Risorsa di nutrienti ed enzimi che contribuiscono alla digestione:

Alcune ricerche hanno dimostrato che i microorganismi hanno effetti benefici nel processo digestivo degli animali acquatici. Nei pesci ad esempio è stato riportato che le specie batteriche  Bacteroides  e Clostridium hanno contribuito positivamente all’alimentazione dei soggetti ospiti, in special modo con l’apporto di acidi grassi e vitamine.

Influenza sulla qualità dell’acqua:

Un miglioramento della qualità dell’acqua è stata associata alla specie Bacillus ; ciò ha un fondamento logico poichè i batteri Gram-positivi sono migliori nella conversione della sostanza organica in CO2 dei batteri Gram-negativi e quindi, livelli elevati di batteri Gram-positivi possono ridurre al minimo la costruzione di carbonio organico disciolto. E’ stato inoltre riportato in alcuni studi che l’uso dei  bacillus oltre a migliorare la qualità dell acqua, ha aumentato la percentuale di sopravvivenza oltre che a quella di crescita dei pesci.

Miglioramento delle risposte del sistema immunitario:

Il sistema immunitario non specifico dei pesci può venire stimolato dall’ uso di probiotici. Nell’ allevamento int
ensivo delle trote arcobaleno è stato dimostrato come la somministrazione per via orale di batteri ”Clostridium butyricum” abbia migliorato la resistenza dei pesci alle vibriosi incrementando l’attività dei loro leucociti , i globuli bianchi contenuti nel sangue.

Effetto antivirale:

Alcuni batteri usati come probiotici hanno prodotto effetti antivirali, anche se il loro meccanismo di azione è ancora sconosciuto. Tuttavia test di laboratorio hanno dimostrato come l’inattivazione dei virus possa avvenire tramite la somministrazione di sostanze chimiche e biologiche come gli estratti di alghe marine ed agenti batterici extracellulari.

USO DI PROBIOTICI NELLA CARPA

Numerosi sono gli studi sugli effetti dei probiotici nella carpa comune (Cyprinus carpio) investiganti sulla performance di crescita e sul loro utilizzo nei mangimi (rapporto di conversione degli alimenti, FCR).

Negli animali maturi la popolazione di organismi probiotici nel tratto gastrointestinale, mostra un netto calo con l’aumentare dei giorni dopo la fine dell’inoculazione anche se i microorganismi sono in grado di colonizzare questo tratto di intestino per un lungo tempo con una capacità di moltiplicazione più alta di quella di espulsione.

Il processo di colonizzazione è caratterizzato dall’ attrazione dei batteri verso la superficie della mucosa, seguito dal loro attaccamento alle cellule epiteliali.

Una volta insediati essi provvedono alla modulazione della flora intestinale attraverso il rilascio di enzimi digestivi (proteasi, amilasi e lipasi).  Gli enzimi digestivi dei pesci sono stati studiati in diversi studi (Kawai e Ikeda, 1972: Das e Tripathi 1991). Tuttavia, le informazioni riguardanti l’enzima che produce i batteri intestinali, la loro origine ed il loro effetto sulla digestione ed il metabolismo dei pesci sono ancora scarse.

Per le Koi sono intessanti i risultati ottenuti inserendo nel mangime del Calsporin®, un additivo alimentare microbico basato su un unico ceppo di Bacillus subtilis molto utilizzato in zootecnia (sopratutto suini).

Evaluation of probiotic strain Bacillus subtilis as a feed supplement for Koi carp

CONCLUSIONI

L’uso dei probiotici nell’alimentazione delle nostre Koi può essere un importante mezzo di gestione, ma la sua efficienza dipende dalla conoscenza delle diverse specie e delle loro interazioni e purtroppo l’utilizzo o meno elementi probiotici in acquacoltura è frutto di risultati storici ed empirici e non ancora basato su criteri scientifici.

Si dice facciano bene e di certo non fanno male…. finchè la loro presenza non diventa l’unico elemento pubblicitario atto unicamente a cercarne di giustificare il, quasi sempre, prezzo esorbitante.

Bibliografia di Approfondimento:

Probiotics_in_aquaculture

The use of probiotics in aquaculture

The role of probiotics in aquaculture

Utilizzo nelle carpe

Influence of Probiotics on Growth Performance and Digestive Enzyme Activity of Common Carp (Cyprynus carpio) 

The Effect of Probiotics on Growth Performance and Body Composition of Common Carp (Cyprinus carpio)

 Effect of probiotics for common carp (Cyprinus carpio) based on growth performance and digestive enzyme activities

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4 comments:

Interessante questa ricerca sui probiotici! Peccato che il costo proibitivo limiti l’utilizzo di questi prodotti che apprezzo particolarmente. Complimenti Carlo 🙂

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Esiste una vasta letteratura scientifica sull’argomento prodotta in Italia dall’Università Politecnica delle Marche; molti studi sono stati fatti e molti sono in corso: vi assicuro che gli effetti benefici dei probiotici sono molti di più, e soprattutto dimostrati scientificamente!

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