Con l'espansione della scala di allevamento e l'aumento della densità di allevamento, le malattie dell'Apostichopus japonicus sono diventate sempre più significative, causando gravi perdite al settore dell'acquacoltura. Le malattie dell'Apostichopus japonicus sono principalmente causate da batteri, virus e ciliati, tra cui la sindrome da marciume cutaneo causata da Vibrio brunculus è la più grave. Con l'aggravarsi della malattia, la parete corporea dell'Apostichopus japonicus si ulcera, formando macchie blu e bianche, e infine si dissolve spontaneamente fino alla morte, dissolvendosi in una sostanza colloidale simile al muco nasale. Nella prevenzione e nel trattamento tradizionali delle malattie, si fa ampio uso di antibiotici. Tuttavia, l'uso prolungato di antibiotici non solo comporta il rischio nascosto di resistenza batterica e residui di farmaci, ma causa anche problemi di sicurezza alimentare e inquinamento ambientale. Pertanto, lo sviluppo di un preparato non inquinante, che non lasci residui e sicuro per ridurre le malattie del cetriolo di mare è uno dei principali temi di ricerca attuali.

Il diformiato di potassio è una polvere bianca cristallina, secca e insapore. È il primo additivo alimentare non antibiotico approvato dall'Unione Europea per sostituire gli antibiotici. Può promuovere la crescita degli animali d'allevamento, inibire la crescita di batteri nocivi e migliorare l'ambiente intestinale. Il diformiato di potassio può migliorare significativamente la crescita e la resa degli organismi acquatici.

1 Risultati del test

1.1 Effetti del diformiato di potassio nella dieta sulla crescita e sulla sopravvivenza del cetriolo di mare Apostichopus japonicus

Il tasso di crescita specifico di Apostichopus japonicus è aumentato significativamente con l'aumento del contenuto di diformiato di potassio nella dieta. Quando il contenuto di diformiato di potassio nella dieta ha raggiunto lo 0,8%, ovvero quando il contenuto di diformiato di potassio nella dieta era dell'1,0% e dell'1,2%, il tasso di crescita specifico di Apostichopus japonicus era significativamente più alto rispetto a quello degli altri trattamenti, ma non c'era alcuna differenza significativa (P > 0,05) (tabella 2-2). Il tasso di sopravvivenza del cetriolo di mare è stato del 100% in tutti i gruppi.

1.2 Effetti del diformiato di potassio nella dieta sugli indici immunitari del cetriolo di mare Apostichopus japonicus

Rispetto al gruppo di controllo, diversi livelli di dicarbossilato di potassio potrebbero migliorare la capacità fagocitica dei celomociti e la produzione di O2– in misura diversa (tabella 2-3). Quando il diformiato di potassio è stato aggiunto all'1,0% e all'1,2%, l'attività fagocitica dei celomociti e la produzione di specie reattive dell'ossigeno O2– nel cetriolo di mare erano significativamente più elevate rispetto a quelle del gruppo di controllo, ma non c'erano differenze significative tra i gruppi con l'1% e l'1,2% di diformiato di potassio, né tra gli altri livelli di diformiato di potassio e il gruppo di controllo. Con l'aumento del contenuto di dicarbossilato di potassio nel mangime, la SOD e la NOS del cetriolo di mare sono aumentate.

1.3 Effetto del diformiato di potassio nella dieta sulla resistenza del cetriolo di mare all'infezione da Vibrio brilliant

1.4 Giorni dopo la sfida, la mortalità cumulativa dei cetrioli di mare nel gruppo di controllo è stata del 46,67%, significativamente superiore a quella dei gruppi trattati con diformiato di potassio allo 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0% e 1,2% (26,67%, 26,67%, 30%, 30% e 23,33%), ma non vi è stata alcuna differenza significativa con il gruppo trattato allo 0,2% (38,33%). La mortalità dei cetrioli di mare nei gruppi trattati con diformiato di potassio allo 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0% e 1,2% non ha mostrato differenze significative.

2. Discussion

2.1 Effetto del dicarbossilato di potassio sulla crescita del cetriolo di mare Apostichopus japonicus

Negli animali, il meccanismo d'azione del dicarbossilato di potassio consiste principalmente nell'entrare nel tratto gastrointestinale, migliorare l'ambiente gastrointestinale, regolare il pH e uccidere i batteri nocivi (Ramli e Sunanto, 2005). Inoltre, il diformiato di potassio può anche promuovere l'assorbimento dei nutrienti nel mangime e migliorare la digeribilità e il tasso di utilizzo negli animali d'allevamento. Nell'applicazione agli animali acquatici, gli esperimenti hanno dimostrato che il diformiato di potassio può migliorare significativamente la crescita e il tasso di sopravvivenza dei gamberetti (He Suxu, Zhou Zhigang et al., 2006). In questo studio, la crescita del cetriolo di mare (Apostichopus japonicus) è stata promossa aggiungendo dicarbossilato di potassio al mangime, il che è coerente con i risultati dell'applicazione di dicarbossilato di potassio nei suinetti e nei suini da ingrasso riportati da Verland M (2000).

2.2 Effetto del dicarbossilato di potassio sull'immunità del cetriolo di mare Apostichopus japonicus

Apostichopus japonicus possiede lo stesso meccanismo di difesa degli altri echinodermi, che si completa con una risposta immunitaria cellulare e non cellulare (umorale). Questa risposta serve principalmente a identificare ed eliminare i corpi estranei che penetrano nell'organismo dell'animale, a trasformarli in sostanze innocue e a riparare le ferite. La risposta immunitaria cellulare degli echinodermi è completata da una varietà di celomociti, che costituiscono il sistema di difesa di questi animali. Le principali funzioni di queste cellule includono la fagocitosi, la reazione citotossica e la produzione di sostanze antibatteriche a livello della coagulazione (Kudriavtsev, 2000). Nel processo di fagocitosi, i celomociti possono essere indotti da batteri o componenti della parete cellulare batterica a produrre specie reattive dell'ossigeno (ROS), tra cui NO, H2O2, OH e O2-. In questo esperimento, l'aggiunta dell'1,0% e dell'1,2% di dicarbossilato di potassio alla dieta ha aumentato significativamente l'attività fagocitica dei celomociti e la produzione di specie reattive dell'ossigeno. Tuttavia, il meccanismo con cui il diformiato di potassio aumenta l'attività fagocitaria e la produzione di O2– necessita di ulteriori studi.

2.3 Effetto del dicarbossilato di potassio sulla flora intestinale del cetriolo di mare Apostichopus japonicus

Il dicarbossilato di potassio può decomporsi in acido formico e formiato in un ambiente debolmente alcalino e penetrare nelle cellule microbiche attraverso la membrana cellulare. Può alterare l'ambiente di vita di microrganismi dannosi come Escherichia coli e Salmonella modificando il valore del pH all'interno delle cellule e impedendone la riproduzione, regolando così l'equilibrio microecologico intestinale (Eidelsburger, 1998). L'effetto del dicarbossilato di potassio sulla microflora intestinale si manifesta a livello macroscopico: gli ioni H+ prodotti dalla decomposizione del dicarbossilato di potassio riducono il valore del pH nell'intestino e inibiscono la crescita della microflora intestinale. A livello microscopico, gli ioni H+ penetrano nelle cellule batteriche attraverso la membrana cellulare, distruggono direttamente l'attività degli enzimi intracellulari, influenzano il metabolismo delle proteine ​​e degli acidi nucleici microbici e svolgono un ruolo nella sterilizzazione (Roth, 1998). I risultati hanno mostrato che il diformiato di potassio ha avuto scarso effetto sulla quantità totale di batteri intestinali del cetriolo di mare, ma ha inibito significativamente il numero di Vibrio.

2.4 Effetto del dicarbossilato di potassio sulla resistenza alle malattie del cetriolo di mare Apostichopus japonicus

Vibrio splendens è il batterio patogeno della sindrome da marciume cutaneo del cetriolo di mare, dannoso per la produzione e l'allevamento di questo animale. Questo esperimento ha dimostrato che l'aggiunta di dicarbossilato di potassio al mangime riduce la mortalità dei cetrioli di mare infetti da Vibrio splendens. Ciò potrebbe essere correlato all'effetto inibitorio del dicarbossilato di potassio sul batterio.

3 Conclusion

I risultati hanno mostrato che il diformiato di potassio nella dieta ha avuto un effetto significativo sulla crescita di Apostichopus japonicus, ha avuto un effetto positivo sull'immunità non specifica di Apostichopus japonicus e ha potenziato l'immunità umorale e cellulare di Apostichopus japonicus. L'aggiunta di dicarbossilato di potassio nella dieta ha ridotto significativamente il numero di batteri nocivi nell'intestino del cetriolo di mare e ha migliorato la resistenza alle malattie del cetriolo di mare infetto da Vibrio brilliant. In conclusione, il dicarbossilato di potassio può essere utilizzato come potenziatore immunitario nel mangime per cetrioli di mare e il dosaggio appropriato di dicarbossilato di potassio è dell'1,0%.