Fishmeal substitution for Arthrospira platensis in juvenile mullet (Mugil liza) and its effects on growth and non-specific immune parameters

Background: Cyanobacterium Athrospira platensis ( Spirulina ) is a potential fishmeal (FM) substitute in fish diets because of its high protein content, antioxidant and immunostimulant properties. Objective: To evaluate the effects of total and partial substitution of FM with A. platensis (0, 30, 50, 70 and 100% substitution) in juvenile mullet ( Mugil liza ). Methods: Juvenile mullets (n=210) were maintained in a recirculation system under optimal water parameters for the species. Mullets were fed five experimental diets for 80 days. Each diet was tested in triplicate tanks. At the end of the experimental period growth parameters were measured and samples of blood, liver and spleen were taken to evaluate the immune system. Results: Full replacement (100%) of FM resulted in growth deficits and low survival. The FM replacement induced changes in the proportion of macrophages and lymphocytes. Up to 50% FM replacement increased the expression of CD3 receptors in spleen T lymphocytes (T-Cells), whereas >50% FM replacement decreased the expression of CD3 receptors. We also found that partial FM substitution diminished the apoptotic process. Conclusions: Up to 50% FM substitution with A. platensis can improve performance of non-specific immune system of mullets. Keywords: apoptosis, CD3, fish, immunostimulant, microalgae, Spirulina. Resumen Antecedentes: La cianobacteria Arthrospira platensis ( Spirulina ) puede usarse como substituto potencial de la harina de pescado (HP) por su alto contenido de proteina, sus antioxidantes y sus propiedades inmunoestimulantes. Objetivo: Analizar el efecto de la substitucion parcial y total de HP por A. platensis (0, 30, 50, 70 y 100% de substitucion) en juveniles de lisa ( Mugil liza ). Metodos: Juveniles de lisa (n=210) se mantuvieron en un sistema de recirculacion con parametros de calidad de agua en niveles optimos para la especie. Las lisas se alimentaron con las dietas experimentales durante 80 dias. Cada dieta fue evaluada en triplicado. Al final del periodo experimental se midieron los parametros de crecimiento y se colectaron muestras de sangre, higado y bazo para evaluacion del sistema inmune. Resultados: La substitucion total (100%) resulto en deficiente crecimiento y baja sobrevivencia. El remplazo de HP produjo cambios en las proporciones de macrofagos y linfocitos. La substitucion de hasta un 50% HP aumento la expresion de receptores CD3 en linfocitos T del bazo. Por otro lado, la substitucion mayor a 50% HP disminuyo la expresion de receptores CD3. La substitucion parcial de HP disminuyo el proceso de apoptosis. Conclusiones: Proponemos una substitucion de HP del 50% por A. platensis, lo cual mejora el desempeno del sistema inmune no especifico de las lisas. Palabras clave: apoptosis, CD3, inmunoestimulante, microalga, pez, Spirulina. Resumo Antecedentes: A cianobacteria Athrospira platensis ( Spirulina ) e um potencial substituto da farinha de peixe (FP) pelo seu alto conteudo de proteina, antioxidantes e caracteristicas imune estimulantes. Objetivo: Foram avaliados os efeitos da substituicao parcial e total da FP por A. platensis (0, 30, 50, 70 e 100% substituicao) em juvenis de tainha ( Mugil liza ). Metodos: Juvenis de tainha (n=210) foram mantidos em um sistema de recirculacao com os parâmetros da agua sendo mantidos em niveis otimos para a especie. As tainhas foram alimentadas com as dietas experimentais por 80 dias, cada dieta foi testada em triplicata, ao final do periodo experimental foram avaliados os parâmetros de crescimento e amostras de sangue, figado e baco foram coletadas para a avaliacao do sistema imune. Resultados: A substituicao total de FP resultou em reducao do crescimento e baixa sobrevivencia. A avaliacao do sistema imune demostrou que a substituicao da FP produz alteracoes nas proporcoes de macrofagos e linfocitos. Provou-se que ate 50% de substituicao da FP incrementa a expressao de receptores CD3. Alem disso, a substituicao parcial da FP diminui o processo de apoptose. Conclusao: Baseado em nossos descobrimentos, se propoe a substituicao de ate 50% da FP por A. platensis que melhorara o desempenho do sistema imunologico nao especifico das tainhas. Palvras-chave: apoptosis, CD3, estimulante, imune, microalga, peixe, Spirulina.