DOI: https://doi.org/10.3390/jmse12020204
تاريخ النشر: 2024-01-23
المؤلف: Seyed Hossein Hoseinifar وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة الأمراض في تربية الأحياء المائية والميكروبيوتا
نظرة عامة
تستعرض هذه المراجعة البدائل للعلاج بالمضادات الحيوية في صناعة تربية الأحياء المائية الأوروبية، مع التأكيد على الحاجة إلى ممارسات مستدامة بيئيًا. تبدأ بتسليط الضوء على أهمية تربية الأحياء المائية كمصدر للبروتينات والدهون بأسعار معقولة على مستوى العالم. ثم تستكشف المراجعة استراتيجيات مختلفة لاستبدال المضادات الحيوية، بما في ذلك استخدام اللقاحات المعاد تشكيلها والأنظمة الغذائية الغنية بالمركبات النشطة بيولوجيًا، وخاصة تلك المشتقة من وجبات الحشرات. تبرز دور بروتوكولات تربية الأسماك المستدامة، التي تتضمن البروبيوتيك، والبريبايوتيك، والسنبيوتيك، والتي يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على ميكروبيوتا الأمعاء – التي يشار إليها غالبًا باسم “الدماغ الثاني” – مما يعزز الصحة المناعية، والنمو، ورفاهية الأنواع المستزرعة.
في الختام، تجمع المراجعة النتائج من دراسات متعددة تظهر فعالية وجبة الحشرات، واللقاحات المعاد تشكيلها، والبكتيريا المفيدة، سواء بشكل فردي أو بالاشتراك مع الركائز الطبيعية، في تحسين صحة وإنتاجية الأنواع الرئيسية في تربية الأحياء المائية الأوروبية. تدعم الأدلة القوية الأدوار المفيدة للبروبيوتيك، والبريبايوتيك، والسنبيوتيك، مما يشير إلى أن هذه المركبات الطبيعية يمكن أن تعزز بشكل كبير إنتاج تربية الأحياء المائية. قد يمهد اعتماد هذه العلاجات المبتكرة والأنظمة الغذائية البديلة الطريق لممارسات تربية الأحياء المائية المستدامة، بما يتماشى مع توصيات منظمة الأغذية والزراعة ومنظمة الصحة العالمية لتقليل أو القضاء على استخدام المضادات الحيوية في الصناعة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على النمو الكبير في تربية الأحياء المائية، الذي تجاوز إنتاج الأسماك البرية في عام 2016 عبر 37 دولة، مما يمثل أكثر من نصف سكان العالم. على الرغم من هذا النمو، كانت حصة الاتحاد الأوروبي (EU) 3.7% فقط من إجمالي إنتاج تربية الأحياء المائية العالمية، على الرغم من أنه لا يزال أكبر سوق للأسماك ومنتجات الأسماك. يهدف خطة الاتحاد الأوروبي الاستراتيجية إلى تعزيز القدرة التنافسية من خلال تحسين كفاءة الإنتاج، والابتكار التكنولوجي، والامتثال للوائح البيئية. ومع ذلك، تطرح هذه اللوائح تناقضًا بين تعزيز نمو تربية الأحياء المائية والحفاظ على النظم البيئية الطبيعية.
تستعرض هذه القسم عدة مخاوف بيئية مرتبطة بتربية الأحياء المائية، وخاصة هروب الأنواع المستزرعة، التي يمكن أن تعطل الهياكل الجينية المحلية والتنوع البيولوجي. إن إدخال الأنواع غير الأصلية وانتشار الأمراض، مثل قمل البحر في مزارع السلمون، يزيد من تفاقم هذه القضايا. بالإضافة إلى ذلك، يثير إطلاق الملوثات العضوية واستخدام المضادات الحيوية في تربية الأحياء المائية مخاوف بيئية وصحية كبيرة، بما في ذلك تعزيز مقاومة المضادات الحيوية. تؤكد الورقة على الحاجة إلى طرق بديلة للوقاية من الأمراض ومصادر علف مستدامة، مثل وجبة الحشرات، لتخفيف الآثار السلبية لتربية الأحياء المائية على مخزونات الأسماك البرية والبيئة. بشكل عام، بينما تظهر تربية الأحياء المائية وعدًا للاستدامة، فإن البحث المستمر والابتكار أمران حاسمان لمعالجة تحدياتها وضمان استدامتها المستقبلية.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على الدور الكبير للميكروبيوتا في فسيولوجيا الأسماك، مع التأكيد على تأثيرها على الصحة ومقاومة الأمراض. تتشكل المجتمعات الميكروبية، الموجودة بشكل أساسي في الجهاز الهضمي، بواسطة عوامل مثل النظام الغذائي، والضغط، والظروف البيئية. أظهرت الدراسات الحديثة أن التلاعب بهذه المجتمعات، على سبيل المثال من خلال إدارة البروبيوتيك أو سلالات بكتيرية معينة مثل *Clostridium butyricum*، يمكن أن يعزز صحة الأسماك من خلال تعزيز البكتيريا المفيدة وتحسين الاستجابات المناعية. إن الابتعاد عن استخدام المضادات الحيوية التقليدية في تربية الأحياء المائية أمر حيوي، حيث أدى سوء استخدام المضادات الحيوية إلى زيادة المقاومة وآثار صحية سلبية على الكائنات المائية.
يتناول القسم أيضًا المشهد التنظيمي المحيط باستخدام المضادات الحيوية في تربية الأحياء المائية، وخاصة في أوروبا، حيث تم تنفيذ تدابير صارمة للتخفيف من المخاطر المرتبطة بمقاومة المضادات الحيوية. تعكس إنشاء نظام مراقبة الأدوية وحظر بعض المواد المضادة للميكروبات كمكملات غذائية اعترافًا متزايدًا بالحاجة إلى ممارسات مستدامة. يتم استكشاف بدائل للمضادات الحيوية، مثل التطعيم وإدخال وجبة الحشرات في أنظمة غذاء الأسماك، لتعزيز صحة الأسماك والحفاظ على تنوع ميكروبيوتا الأمعاء. أظهرت الحشرات، الغنية بالبروتين والمركبات النشطة بيولوجيًا، إمكانات في تعديل ميكروبيوتا الأمعاء وتحسين رفاهية الأسماك بشكل عام، مما يشير إلى اتجاه واعد لممارسات تربية الأحياء المائية المستقبلية.
DOI: https://doi.org/10.3390/jmse12020204
Publication Date: 2024-01-23
Author(s): Seyed Hossein Hoseinifar et al.
Primary Topic: Aquaculture disease management and microbiota
Overview
This review examines alternatives to antibiotic therapy in the European aquaculture industry, emphasizing the need for environmentally sustainable practices. It begins by underscoring the significance of aquaculture as a source of affordable proteins and lipids globally. The review then explores various strategies for replacing antibiotics, including the use of recombinant vaccines and diets enriched with bioactive compounds, particularly those derived from insect meals. It highlights the role of sustainable fish farming protocols, incorporating probiotics, prebiotics, and synbiotics, which can positively influence the gut microbiota—often referred to as the “second brain”—thereby enhancing the immunological health, growth, and welfare of farmed species.
In conclusion, the review consolidates findings from multiple studies that demonstrate the efficacy of insect meal, recombinant vaccines, and beneficial bacteria, either individually or in combination with natural substrates, in improving the health and productivity of key European aquaculture species. The overwhelming evidence supports the beneficial roles of probiotics, prebiotics, and synbiotics, suggesting that these natural compounds can significantly enhance aquaculture production. The adoption of these innovative therapies and alternative diets could pave the way for sustainable aquaculture practices, aligning with the recommendations of the FAO and WHO to reduce or eliminate antibiotic use in the industry.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant growth of aquaculture, which surpassed wild-caught fish production in 2016 across 37 countries, representing over half of the global human population. Despite this growth, the European Union (EU) accounted for only 3.7% of global aquaculture production, although it remains the largest market for fish and fish products. The EU’s strategic plan aims to enhance competitiveness through improved production efficiency, technological innovation, and adherence to environmental regulations. However, these regulations pose a trade-off between fostering aquaculture growth and preserving natural ecosystems.
The section outlines several environmental concerns associated with aquaculture, particularly the escape of farmed species, which can disrupt local genetic structures and biodiversity. The introduction of non-native species and the spread of diseases, such as sea lice in salmon farms, further exacerbate these issues. Additionally, the release of organic pollutants and the use of antibiotics in aquaculture raise significant ecological and health concerns, including the promotion of antimicrobial resistance. The paper emphasizes the need for alternative disease prevention methods and sustainable feed sources, such as insect meal, to mitigate the negative impacts of aquaculture on wild fish stocks and the environment. Overall, while aquaculture shows promise for sustainability, ongoing research and innovation are crucial for addressing its challenges and ensuring its future viability.
Discussion
The discussion highlights the significant role of the microbiota in fish physiology, emphasizing its influence on health and disease resistance. Microbial communities, primarily located in the gastrointestinal tract, are shaped by factors such as diet, stress, and environmental conditions. Recent studies have shown that manipulating these communities, for instance through the administration of probiotics or specific bacterial strains like *Clostridium butyricum*, can enhance fish health by promoting beneficial bacteria and improving immune responses. This shift away from traditional antibiotic use in aquaculture is crucial, as antibiotic misuse has led to increased resistance and adverse health effects in aquatic organisms.
The section further addresses the regulatory landscape surrounding antibiotic use in aquaculture, particularly in Europe, where stringent measures have been implemented to mitigate the risks associated with antibiotic resistance. The establishment of pharmacovigilance and the prohibition of certain antimicrobials as feed supplements reflect a growing recognition of the need for sustainable practices. Alternatives to antibiotics, such as vaccination and the incorporation of insect meal in fish diets, are being explored to enhance fish health and maintain gut microbiota diversity. Insects, rich in protein and bioactive compounds, have shown potential in modulating gut microbiota and improving overall fish welfare, suggesting a promising direction for future aquaculture practices.