Diete e caratteristiche morfologiche dell’intestino

Gli effetti delle diete sulle caratteristiche morfologiche e istologiche dell’intestino sono state oggetto di numerosi studi. In particolare, un numero rilevante di studi sono stati condotti su animali terrestri in produzione zootecnica e tra questi, una rilevante attenzione è stata fornita ad avicoli e suini. É con questi studi che, nel tempo, si sono consolidate le attuali conoscenze sulle relazioni che intercorrono tra caratteristiche della dieta e struttura morfologica e istologia del tratto gastro-enterico.

In uno studio condotto da Fronte et al. (2013), la granulometria del mais incluso in diete per polli da carne, con o senza la contemporanea aggiunta di acidi organici, ha messo in evidenza come potessero attivamente modificare, tra le altre cose, anche l’altezza e larghezza dei villi intestinali. A questo riguardo, in particolare, lo studio ha messo in evidenza come una macinazione più fine del mais, sia quando si ricorreva all’aggiunta di acidi organici sia quando questi non erano impiegati, determinava un allungamento dei villi così come un aumento della loro larghezza. Per quanto riguarda invece il solo impiego degli acidi organici, il loro impiego determinava una significativa riduzione della lunghezza dei villi ma non della loro larghezza (Fronte et al., 2013).

Ovviamente, la natura della dieta può avere un effetto importante anche in relazione alle specie ittiche; gli effetti della dieta non si esauriscono con il semplice apporto di principi nutritivi e la copertura dei fabbisogni nutrizionali dei pesci, ma anche nei pesci le diete possono modificare in maniera significativa aspetti morfologici e istologici dell’apparato gastro- intestinale con conseguenti ripercussioni su digeribilità della dieta, assorbimento dei principi nutritivi, resistenza a possibili infezioni intestinali e, in ultima analisi, al benessere generale. In quest’ottica, un esauriente

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studio è stato condotto da Torrecillas et al. (2011) sull'effetto dei mannano- oligosaccaridi sulle caratteristiche morfologiche dell’intestino di spigola (Dicentrarchus labrax). Oltre ad una dieta di controllo, per lo studio è stata utilizzata una dieta contenente 4 g kg-1 di mannano-oligosaccaridi (MOS) estratti dal lievito Saccharomyces cerevisae, entrambe somministrate per un periodo complessivo di otto settimane; al termine del periodo sperimentale, l’analisi morfologica ha evidenziato un incremento dell’altezza delle pliche della mucosa, della loro larghezza e, quindi, della loro superficie totale, a livello di intestino anteriore; per contro, a livello l’intestino posteriore, le pliche si presentavano di altezza ridotta ma più larghe rispetto a quelle osservate nel gruppo di controllo “MOS free”. Nel retto, nella dieta a base di MOS, la lunghezza delle pieghe è diminuita rispetto a quelle dei pesci alimentati con la dieta di controllo. A livello di intestino posteriore e anteriore, era stato osservato un aumento della densità di cellule che secernono mucine acide dopo 8 settimane di somministrazione di MOS. Nel complesso, quindi, la valutazione microscopica sia dell’intestino anteriore che di quella posteriore ha rivelato una barriera epiteliale intatta, microvilli ben organizzati, mancanza di detriti cellulari nel lume e nessun segno di edema o vasodilatazione per entrambi i trattamenti dietetici (Torrecillas et al., 2011).

Anche Fronte et al. (2012) hanno svolto uno studio sull’effetto di diversi regimi alimentari finalizzati alla sostituzione precoce dell’artemia salina nell’allevamento di specie ittiche e, in particolare, su larve di orata (Sparus

aurata). A livello istologico, i risultati dello studio hanno fatto evidenziare

importanti differenze tra il gruppo di controllo ed i gruppi sperimentali, nel numero di cellule mucipare (goblet cell) PAS positive, tra 40 e 50 giorni post-schiusa, periodo questo corrispondente al picco di somministrazione di

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gruppi sperimentali rispetto al gruppo di controllo, ha suggerito quindi un ridotto assorbimento di sostanze nutritive. Successivamente, e cioè nel periodo compreso tra 50 e 60 giorni post-schiusa, è stata osservata una diminuzione della densità delle cellule mucipare PAS positive in tutte le diete considerate (controllo incluso), fatta eccezione per uno dei trattamenti preso in considerazione. Pertanto, oltre a suggerire una diminuzione di densità delle cellule mucipare dovuta alla fine dello svezzamento (che avviene proprio tra il 50° ed il 60° giorno post-schiusa) e all'inizio del processo di metamorfosi, per il caso della dieta sperimentale in cui questa riduzione non è stata osservata, e alla luce delle migliori performance di crescita osservate tra i gruppi sperimentali, gli autori concludono che questo trattamento debba essere ritenuto quello più indicato al fine della sostituzione precoce dell’artemia (Fronte et al., 2012).

Alla luce del fatto che, in acquacoltura, la sostituzione della farina di pesce è oggi ritenuta una priorità assoluta, molti studi sono stati rivolti alla valutazione dell’effetto di fonti proteiche alternative alla farina di pesce, oltre che sulle performance di accrescimento, anche sulle caratteristiche del tratto gastro-intestinale. In quest’ottica, lo scopo dello studio di Wang et al. (2017) era quello di determinare l'impatto della sostituzione di farina di pesce (FM) con farina di soia (SBM) nell’alimentazione della cernia (Epinephelus

coioides) e valutare gli effetti sulla crescita e sulla struttura intestinale; in

questo studio, la FM è stata sostituita allo 0%, 50% o 100% da farina di soia (SBM). Le misurazioni morfometriche effettuate, non hanno mostrato differenze significative per l'altezza dei villi e per il rapporto diametro/altezza degli stessi, tra le cernie alimentate con le diete in cui la FM era stata sostituita in parte (50%) o in maniera totale (100%) con SBM; per contro, questi soggetti differivano significativamente dal gruppo in cui la FM era stata totalmente sostituita da SBM. Ancora, i soggetti alimentati con la

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dieta in cui nessuna sostituzione, o solo il 50% della FM era stata sostituita da SBM, hanno mostrato una struttura della mucosa intatta, nessun segno evidente d’infiammazione dell’intestino, nessuna lesione e nessuna perdita dell'integrità epidermica (Wang et al., 2017). Dalle osservazioni fatte sulle sezioni intestinali anteriori è emerso che i pesci nutriti con diete senza FM o con una sua sostituzione pari al 50%, mostravano lesioni infiammatorie (allargamento della lamina propria e infiltrazione di leucociti nell'epitelio) e aumento delle invaginazioni mucosali rispetto ai soggetti alimentati con solo FM. Allo stesso tempo, desquamazione fusione tra i villi intestinali e un aumento della vacuolizzazione citoplasmatica (Wang et al., 2017), sono stati osservati nei pesci alimentati senza FM (100% SBM).

Tra tutte le fonti proteiche alternative alla farina di pesce, la soia è stata senz’altro quella più utilizzata e studiata. A causa delle controindicazioni correlate al suo impiego nell’alimentazione dei pesci carnivori ((Bakke- McKellep et al. 2000, Knudsen et al. 2007), gli studi sono stati indirizzati verso ulteriori soluzioni. Tra queste, quella oggi ritenuta più promettente e interessante sia dal punto di vista della sostenibilità ambientale che dal punto di vista economico, è senza dubbio la farina di insetto. A tal proposito, lo studio condotto da Li et al. (2016) ha avuto come oggetto gli effetti della sostituzione della farina di pesce con farina di larve di Hermetia illucens sgrassata, in diete per carpa Jian (Cyprinus carpio Var. Jian); questo studio, inoltre, evidenza come le caratteristiche delle diete possano influenzare non solo le caratteristiche morfologiche e istologiche dell’apparato gastro- enterico, ma anche quelle “biochimiche”. Infatti, i risultati osservati hanno messo in evidenza come all'aumentare dell’inclusione di questa materia prima, l'attività catalasica (CAT) aumentata in modo significativo. Per contro, nessuna differenza significativa è stata osservata nell'attività delle proteasi intestinali, lipasi e diastasi sono stati osservati tra le varie diete. Per

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quanto riguarda invece l'esame istologico dell'intestino, gli autori riferiscono che solo per livelli di sostituzione superiori al 75% della FM con farina di

Hermetia illucens, si osservava una certa incidenza di alterazioni patologiche

del tessuto dell’intestino e un aumento dell’espressione relativa del gene HSP70 a livello di epatopancreas; all'esame istologico l'epatopancreas appariva meno vacuolato con depositi lipidici nei gruppi alimentati con farina di Hermetia illucens sgrassata rispetto al gruppo di controllo. In conclusione, gli autori dello studio suggeriscono che almeno il 50% di FM potrebbe essere sostituita con farina sgrassata di Hermetia illucens, senza effetti collaterali su performance di crescita, attività enzimatica antiossidante e attività enzimatica digestiva della carpa Jian.

Ancora, uno studio di Dumas et al. (2018) ha avuto come oggetto l’utilizzo sia di farina di Hermetia illucens sgrassata, che del relativo olio di estrazione, in diete per trota arcobaleno (Oncorhynchus mykiss). In particolare, sette diete sperimentali contenenti 0, 6,6, 13,2 e 26,4% di farina sgrassata di

Hermetia illucens, e 2,5, 5,0 e 10% di olio di Hermetia illucens, sono state

testate. L’esame istologico ha evidenziato come l’utilizzo della dieta contenente farina di Hermetia illucens ha avuto un effetto significativo sull'istologia dell'intestino anteriore, con inclusioni pari al 26,4%; in particolare, i villi si presentavano significativamente più corti rispetto a quelli delle trote alimentate con dieta caratterizzate da livelli di inclusione inferiori (6,6%), inclusa la dieta di controllo. Allo stesso tempo, l’utilizzo sia delle farine di Hermetia illucens che dell’olio non ha avuto alcun effetto nei a livello dell'intestino posteriore.

Nell’ambito dello stesso studio, inoltre, sono stati valutati eventuali stati infiammatori; nel 96% dei campioni relativi all'intestino anteriore, il grado di infiammazione riscontrato è stato definito come assente o trascurabile mentre nel 4% dei campioni il livello infiammatorio è stato classificato come

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moderato; questi ultimi casi, in particolare, sono stati riscontrati nei soggetti alimentati con diete contenenti il 6,6 e 13,2% di farina di Hermetia illucens; inoltre, solo in un soggetto alimentato con il 10% di olio di Hermetia illucens è stato riscontrato un livello di infiammazione moderato. Infine, poco di rilevante è stato segnalato in proposito per l'intestino posteriore.

Oltre a quelli già citati, gli studi riguardanti l’effetto delle diete sulle caratteristiche dell’apparato gastro-intestinale sono molteplici ma, troppo spesso, quando oggetto di tali studi sono le farine di insetto, incluse quelle di Hermetia illucens, i risultati sono troppo spesso variabili e contrastanti tra loro. Ad esempio, Renna et al. (2017) riferiscono che con dieta contenenti

Hermetia illucens fino ad un livello d’inclusione del 40%, non sono state

osservate differenze sull'altezza dei villi nella trota arcobaleno mentre, tali differenze sono state osservate da Li et al. (2017), nella carpa di Jian, con diete contenenti solo l'8% dello stesso prodotto.