Effects of dietary tributyrin in rainbow trout fed with plant-based diets: application of 1H - RMN metabolomics

Abstract

As the world's population grows, so does the demand for nutritious and sustainable food, that in addition to cater to consumers requirements, meets expectations regarding its sourcing, and to a greater extent the raw materials or techniques needed to produce it. From agriculture, and animal farming in land, to fisheries and aquaculture in aquatic environments, there has been a shift towards better, and more sustainable ways of doing it, while providing a great final product and lowering the impact associated to its production.The use of tributyrin (TRB) as a supplement to ameliorate the negative effects caused by plant-based feeds in carnivorous fish aquaculture has not yet been thoroughly studied. There is a general understanding that it promotes intestinal health, as well as improves of several growth parameters. In this context the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) stands as a relevant model fish species since it is highly carnivorous, and therefore has several constraints linked to increased levels of plant protein inclusion in its diets, and also, it is of importance for the Portuguese and European economies as the most produced species in freshwater aquaculture.From here we set out to design and formulate an adequate plant-based diet for rainbow trout, supplemented with TRB, and evaluate its effects on metabolite profiles of different tissues to reveal mechanisms of action of TRB under this scenario.To address this, a plant-based diet with only 10% fishmeal inclusion was created, and a control diet with 0% inclusion levels of TRB, and 3 experimental diets with increasing levels of 1, 2, and 4% inclusion were given to juvenile rainbow trout to test if there were any differences between metabolite profiles of intestine, liver, and muscle, at 6 and 24 h after feeding.Differences were found between the control diet and the 3 experimental diets in all tissues at 6 h after feeding, and only in muscle at 24 h after feeding. Nonetheless, the addition tributyrin supplementation does not seem to improve the metabolite profile in comparison to the control diet.es not seem to improve the metabolite profile in comparison to the control diet.

À medida que a população mundial cresce, aumenta também a procura de alimentos nutritivos e sustentáveis, que além de satisfazerem as necessidades dos consumidores, correspondam às expectativas quanto à sua origem e, numa perspetiva mais alargada, às matérias-primas ou técnicas necessárias para a sua produção. Da agricultura e criação animal em terra, à pesca e aquacultura em ambientes aquáticos, tem havido uma mudança para novas e mais sustentáveis formas de o fazer, proporcionando ao mesmo tempo um excelente produto final e diminuindo o impacto associado à sua produção.O uso de tributirina (TRB) como suplemento para melhorar os efeitos negativos causados por rações à base de ingredientes de origem vegetal na aquacultura de peixes carnívoros ainda não foi estudado exaustivamente. Há, no entanto, algum consenso de que promove a saúde intestinal, como bem como melhora vários parâmetros de crescimento. Neste contexto, a truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss) é uma espécie modelo relevante, uma vez que é altamente carnívora e, portanto, tem várias restrições relacionadas com o aumento dos níveis de inclusão de proteína de origem vegetal nas suas dietas, e também, é importante para as economias portuguesa e europeia sendo a espécie mais produzida em aquacultura de água doce.A partir daqui, pretendemos projetar e formular uma dieta adequada, à base de ingredientes de origem vegetal, para a truta arco-íris, suplementada com TRB, e avaliar os seus efeitos nos perfis metabólicos de diferentes tecidos para revelar mecanismos de ação da TRB neste cenário.Para resolver isso, foi criada uma dieta à base de plantas com apenas 10% de inclusão de farinha de peixe, e uma dieta controlo com níveis de inclusão de 0% de TRB, e 3 dietas experimentais com níveis crescentes de 1, 2 e 4% de inclusão foram dadas a juvenis de truta arco-íris para testar se havia alguma diferença entre os perfis metabólicos do intestino, fígado e músculo, às 6 e 24 horas após a alimentação.Foram encontradas diferenças entre a dieta controlo e as 3 dietas experimentais em todos os tecidos às 6 horas após a alimentação, e apenas no músculo às 24 horas após a alimentação. No entanto, a suplementação com adição de tributirina não parece melhorar o perfil metabólico em comparação com a dieta controle.