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Microbiota intestinal em peixes de aquicultura

Microbiota intestinal em peixes de aquicultura
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O trato gastrointestinal (TGI) é responsável por processos fisiológicos vitais como osmoregulação, digestão dos alimentos, absorção de nutrientes, regulação endócrina, resposta imune, eliminação de metabolitos tóxicos, além de funcionar como uma barreira de defesa contra agentes patogênicos. Por sua vez, a mucosa intestinal é colonizada principalmente por bactérias e, em menor escala, por leveduras, vírus, archaea e protozoários. Esta comunidade complexa de microrganismos benéficos que estão presentes no TGI de peixes, e que formam relações comensais ou de mutualismo com o hospedeiro, é o que chamamos de microbiota. A importância do papel desses microrganismos no TGI devese ao fato de que a relação simbiótica que prevalece entre a microbiota e o hospedeiro é fundamental para manter a homeostase do organismo.

Os estudos sobre a microbiota intestinal têm aumentado nos últimos anos, devido aos avanços na tecnologia de sequenciamento de nova geração, que permitiram reduzir o custo de identificação da composição e riqueza de comunidades microbianas presentes nas membranas das mucosas dos peixes. Estas novas tecnologias abriram a possibilidade de estudar a relação entre a microbiota e homeostase dos peixes, permitindo a compreensão em maior detalhe da composição e do metabolismo da microbiota, e seu efeito sobre a fisiologia e saúde do hospedeiro. Não é de se admirar que esta estreita relação remonta a milhares de anos de co-evolução, onde a sobrevivência e inúmeros processos metabólicos podem ser realizados completamente ou facilitados por essas comunidades de microrganismos.

 

 

Microbiota transitória e residente

As bactérias que estão presentes no intestino dos peixes podem ser classificadas de acordo com a sua interação com o hospedeiro como microbiota transitória, que são incapazes de aderir à superfície da mucosa do TGI, e estão geralmente presentes nas fezes, podendo ser patogênicas. Já a microbiota residente é capaz de colonizar e se estabelecer na mucosa do TGI.

Dentro da microbiota residente, existe a presença de diversos táxons de bactérias no intestino que são semelhantes entre os peixes da mesma espécie e entre espécies de diferentes regiões geográficas, o que sugere que há um grupo de bactérias que têm um papel importante nas funções de TGI e no estado geral do hospedeiro, sendo chamado de microbiota intestinal central.

 

O papel da microbiota

A microbiota desempenha um papel essencial para o bom desenvolvimento e maturação de TGI e o sistema imune em peixes, através da regulação da expressão molecular associada com a proliferação e diferenciação intestinal, o metabolismo dos nutrientes e genes de resposta inata.

Os animais cultivados em ambiente estéril apresentam: diferenciação incorreta do epitélio intestinal, diminuição da atividade de fosfatase alcalina na borda em escova, perda da capacidade de absorver macromoléculas, e redução na presença de células mucosas e enteroendócrinas, que sublinha a importância da microbiota em uma funcionalidade intestinal adequada. São também identificadas bactérias na microbiota intestinal que contribuem para a produção de vitaminas e enzimas exógenas como celulases, quitinases e fitases, para melhorar o processo digestivo nos peixes.

Enquanto isso, as bactérias residentes fazem parte da primeira linha de defesa no intestino quando participam na regulação da permeabilidade paracelular, na produção de biofilmes segregando peptídeos antimicrobianos que limitam a colonização do patógeno.

 

Fatores de influência na composição e abundância

A composição e abundância da microbiota é influenciada pelo nível trófico, época do ano, salinidade, origem dos animais (selvagens ou cultivados) e tipo de dieta (Figura 1). Por exemplo, a maior diversidade de microbiota intestinal em peixes herbívoros, onívoros e planctófagos, em comparação com peixes carnívoros, está associada a intestinos mais longos.

Uma microbiota mais diversificada facilita os processos de fermentação de material de origem vegetal da dieta (Figura 2). Da mesma forma, foi relatado que um aumento superior a 21 °C na temperatura da cultura reduz a abundância de bactérias do ácido láctico (BAL) do intestino no salmão do Atlântico, e tem sido associado a um efeito protetor mais baixo do BAL contra bactérias patógenas como Vibrio spp. Neste sentido, quando ocorre uma mudança no equilíbrio da microbiota que modifica sua funcionalidade e afeta a saúde ou o desempenho do hospedeiro, é chamado disbiose (Figura 3).

No que diz respeito à dieta, tem sido demonstrado que a inclusão de ingredientes vegetais como substituto da farinha de peixe provoca uma diminuição na sobrevivência e crescimento em várias espécies cultivadas na aquicultura. Estes efeitos adversos são mais evidentes em espécies carnívoras de peixes marinhos, onde tem sido relacionado a um aumento na incidência de alterações intestinais, como a enterite, devido a fisiologia digestiva e a microbiota não estarem totalmente adaptadas para o uso de proteínas vegetais. Essas consequências estão associadas com mudanças na microbiota e tem sido proposto que a abundância relativa de certas bactérias pode ser usada como biomarcadores de saúde intestinal.

Neste contexto, onde todos os dias há uma busca por dietas livres de farinha de peixe, o estudo sobre o efeito de novos ingredientes alternativos (insetos, microalgas, microbiana) permitiria identificar populações que são moduladas e possíveis interações negativas ou positivas com o hospedeiro, a fim de promover uma microbiota saudável para manter o desempenho, a saúde e o bem-estar ótimo dos peixes, visando promover a aquicultura sustentável.

 

Autor: José Pablo Fuentes Quesada

Zootecnista e especialista em nutrição aquícola

Centro de Investigación Científica y Educación Superior de Ensenada

Baja California, México

pablofuentesq@gmail.com

 

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