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Il Pesce nr. 2, 2019

Rubrica: Acquacoltura
Articolo di Negroni G.
(Articolo di pagina 38)

Fitoterapia per l’acquacoltura, una grande risorsa contro l’uso della chimica

Le piante, le erbe e gli estratti delle loro parti rappresentano un’ottima alternativa all’uso di chemioterapici, disinfettanti ed altre sostanze vietate nel settore dell’acquacoltura, con grande beneficio dell’ambiente ove si diffonderebbero dette sostanze. Il settore legislativo deve perciò intervenire con norme e regolamenti per permetterne l’uso appropriato

Viste le problematiche della pesca estrattiva a livello mondiale, che vede i maggiori stock al limite dello sfruttamento o sovrapescati, l’aumento della popolazione e le raccomandazioni a consumare sempre di più, giustamente, prodotti ittici, una delle soluzioni preconizzate riguarda lo sviluppo di un’industria dell’acquacoltura. L’acquacoltura potrebbe contribuire (e già in parte provvede) al rifornimento di proteine nobili per soddisfare la grande crescita delle richieste mondiali di pesce. Nonostante le ottime prospettive di mercato, vi sono tuttavia problemi soprattutto nella mangimistica, componente chiave per gli allevamenti delle specie ittiche. Uno dei nodi principali riguarda l’uso smodato di chemioterapici negli allevamenti, punto di cui ci occuperemo in questo scritto, senza dimenticare l’uso di disinfettanti che lasciano numerosi residui non voluti nelle acque e sulle superfici.

Problematica tecnica
Spesso i fini produttivi degli allevamenti e il mero obiettivo economico fanno sì che non si utilizzino al meglio le tecnologie che permettono di controllare le patologie negli allevamenti. Sempre di più ai mangimisti vengono proposti nuovi componenti ad alta concentrazione proteica che permettono di sostituire quelli più costosi, scarsi e non sostenibili (es. farine di pesce); si allevano nuove specie con differenti esigenze nutrizionali; inoltre, nascono nuove tecnologie e la richiesta del pubblico di usare sistemi “sostenibili”, coerenti con il benessere animale e “biologici”, validati in ambito internazionale. Ricercare, testare, validare e produrre nuovi componenti e additivi per l’acquacoltura è una delle grandi sfide dell’industria mangimistica moderna.
L’applicazione dei composti vegetali agli alimenti per le specie acquatiche è certamente innovativa. Tuttavia, a causa dei differenti medium in cui si trovano gli animali acquatici rispetto a quelli terrestri, prima di somministrare additivi naturali (fitogenici) negli allevamenti di acquacoltura è opportuno fare alcune considerazioni:

  • le sostanze vegetali prescelte sono stabili negli ambienti acquatici? Si diffonderanno velocemente nel medium acquatico dall’involucro del pellet, o rimarranno stabili fino al consumo della specie preposta?
  • le sostanze vegetali hanno una finestra di temperatura che inibisce o aumenta la propria efficacia ed efficienza? Questa temperatura è riscontrabile nelle acque dell’allevamento di quella data specie?
  • la densità o la struttura della sostanza vegetale possono presentare problemi per la tecnologia di produzione nel periodo di permanenza in acqua?
  • i componenti vegetali attivi sono stabili attraverso il processo di produzione (trasporto, stoccaggio, estrusione/espansione, paletizzazione, consumo)?
  • l’assunzione dell’alimento influenza positivamente?

A seconda dei risultati di queste indagini si potrà pensare di utilizzare i nuovi componenti vegetali negli animali acquatici (1). Comunque l’industria mangimistica sta andando verso una forte riduzione nell’uso di promotori di crescita a base di antibiotici per prevenire l’emergenza di antibiotico-resistenze nei consumatori.

Le patologie negli allevamenti
Il settore dell’acquacoltura non è immune da problemi, come dimostrano le epidemie di EMS (Early Mortality Syndrome) negli allevamenti di gamberi, le parassitosi negli allevamenti di salmoni (sea lice) e le malattie virali dei salmoni (ISA – Infectious salmon anaemia). Questi frequenti outbreak hanno messo in ginocchio numerosi settori; basti ricordare le perdite di milioni di euro e di numerosi posti di lavoro che hanno colpito importanti paesi produttori come Tailandia, Vietnam, Ecuador, Cile e Norvegia. Le grandi epidemie — è risaputo — sono anche la conseguenza dell’intensificazione dei sistemi di allevamenti, delle alte densità, dello scarso sviluppo del settore della genetica delle specie ittiche, dello scarso rispetto del benessere delle specie ittiche allevate e dello scarso rispetto delle migliori pratiche (best practices) d’allevamento. La resistenza degli agenti batterici agli antibiotici disponibili è uno dei grandi problemi dell’acquacoltura, che veniva sottolineato già negli anni ‘90. Attualmente quasi ogni settore dell’industria dell’acquacoltura intensiva impiega dei chemioterapici come antibiotici, anche perché, in caso di eventi patologici, non vi sono a tutt’oggi altre soluzioni, soprattutto per gli allevamenti intensivi e iperintensivi; questi prodotti chimici devono però essere usati con numerose cautele e ben definiti tempi di sospensione. Molti principi attivi sono vietati, come il fluoroquinolone, i nitrofurani, il cloramfenicolo, e il pacchetto igiene della Comunità europea obbliga stretti controlli da parte delle autorità competenti dei Paesi Membri, incluse le importazioni dai Paesi Terzi. Periodicamente i posti d’ispezione frontalieri di UE, USA e Giappone rigettano importazioni di pesci e crostacei proprio perché i livelli di antibiotici e di altre sostanze nocive sono più alti dei massimi consentiti.

Uso non appropriato degli antibiotici nella filiera dell’acquacoltura
Purtroppo vi è spesso un uso improprio di antibiotici e sostanze chemioterapiche sintetiche che riguarda tutta la medicina, sia quella umana che quella veterinaria e quella di difesa delle piante, al quale non si sottrae nemmeno il settore dell’acquacoltura. L’uso degli antibiotici, nonostante i numerosi divieti, è una delle più facili soluzioni utilizzate per risolvere i problemi legati alle malattie causate da agenti patogeni e ai bisogni di grandi quantità di prodotti ittici commercializzabili in brevi periodi. Si stanno però riscontrando sempre maggiori resistenze nei loro confronti, sicché i mezzi per combattere la diffusione di virus ed epidemie, soprattutto nelle fasi giovanili di numerose specie marine e d’acqua dolce, sono notevolmente diminuiti (The responsible use of antibiotics in aquaculture, FAO, 2005). Una mortalità del 10-20%, nella fase d’ingrasso di molti pesci e crostacei attualmente allevati, viene considerata “normale”, mentre nelle avannotterie, nelle fasi larvali di branzini e orate, si valutano delle mortalità intorno al 15-40%, spesso dovute ad una serie combinata di fattori: ambientali, patologici e di scarso sviluppo del sistema immunitario. I principi di erbe e piante potrebbero sostituire i presenti chemioterapici come agenti contro i patogeni, ma abbisognano di appropriati studi per meglio definirne le caratteristiche e gli effetti negli allevamenti.

Terapie alternative
La fitoterapia (uso di estratti di erbe nella cura delle patologie umane, ora chiamata anche fitogenica) è conosciuta da migliaia di anni. Sviluppatasi in mancanza di altri sistemi di cura, poi soppiantata dalla moderna medicina, viene attualmente riconosciuta soprattutto nei paesi orientali (Cina, India, Sud-Est asiatico) e in altri paesi del Centro e Sud America. Numerose sono le erbe medicinali conosciute che producono benefici effetti sulla salute, con proprietà antifungine e antibatteriche di supporto alle funzioni digestive, ormonali e del sistema immunitario, e anche se non è avvalorata da prove scientifiche, vi sono forti correnti d’opinione, un po’ in tutto il mondo, che fanno uso della naturopatia, sia sugli uomini che sugli animali. Anzi, si può dire che il mercato delle erbe medicinali è in forte crescita, con un fatturato annuale di molti miliardi. Le strategie per la profilassi e il controllo degli agenti patogeni, che attaccano le attività degli allevamenti in acquacoltura, includono il miglioramento delle condizioni ambientali (principalmente la qualità delle ac­que), la produzione e la semina di specifiche fasi larvali controllate senza patogeni (es., larve SPF nei gamberi), lo stimolo delle resistenze del sistema immunitario contro i patogeni con specifici immunostimolanti quali i glucani (2) e le vaccinazioni. Numerose erbe e piante sono state usate, per migliaia di anni — vi sono evidenze che il loro uso origina dal Neanderthal — in molte culture del mondo (spesso in sinergia con rituali magici e religiosi) per curare uomini e animali con i loro effetti antibatterici, antivirali e antimicotici. Ovviamente quando erano a disposizione, perché numerosi principi attivi naturali sono presenti nei vegetali in dosi differenti a seconda delle stagioni e degli organi in cui si trovano (foglie, fusto, radici, frutti, fiori), e facendo attenzione perché, se usate impropriamente, sono pericolose (il rotenone, ad esempio, in dosi massicce, può essere fortemente tossico). Nel XIX secolo l’uso delle piante medicinali incomincia a decrescere nella pratica medica e veterinaria e viene rimpiazzato dai rimedi dell’industria farmaceutica, soprattutto nei Paesi più sviluppati, per riemergere negli anni ‘60 come risposta agli effetti collaterali della medicina sintetica. Benefici e caratteristiche favorevoli di erbe e piante, in alternativa ai principi industriali attualmente utilizzati, sono: la bassa tossicità, la biodegradabilità e la biocompatibilità. Si è scoperto che molti componenti derivati dalle piante hanno effetti immunostimolanti negli animali e almeno una dozzina sono stati valutati in prove con pesci e crostacei d’allevamento (3, 4).

Piante medicinali in acquacoltura
Fenoli, polisaccaridi, proteoglicani e flavonoidi possono giocare un ruolo importante nella prevenzione e nel controllo dei batteri negli allevamenti ittici. Erbe quali S. trilobatum, A. paniculata e P. corylifolia hanno ridotto la presenza di Vibrio in P. monodum di un terzo quando date come alimento ad Artemia (Citarasu et al., 2002 e 2009), poi usato come preda per le fasi larvali di P. monodum. Alcuni ricercatori cinesi (5) hanno riportato le notevoli attività antimicrobiche di estratti provenienti da 5 specie erbacee (Stellaria aquatica, Impatiens biflora, Oenothera biennis, Artemisia vulgaris, Lonicera japonica) contro 13 specie di batteri e 2 patogeni virali delle specie ittiche. Aeromonas salmonicida e Edwardsiella ictaluri si sono dimostrati i batteri maggiormente sensibili agli estratti di erbe; S. aquatica è stato l’estratto con il maggior numero di batteri inibiti; L. japonica ha mostrato il maggior grado d’inibizione verso i virus IPN e IHN, mentre A. vulgaris e S. aquatica hanno inibito solo il virus IHN. Specie di erbe e piante indiane come A. mamelos, C. dactylon, L. camara, M. charantia e P. amarus hanno dimostrato forti attività antivirali contro malattie di pesci e crostacei. Molti estratti vegetali sono co­no­sciuti per le proprietà antifun­gine e antiparassitarie. Infezioni di Aspergillus flavus e Fusarium oxysporum sono state controllate con estratti di O. balsilucum (Adguzel et al., 2005), mentre estratti da Datura metel L. (Dabur, 2004) hanno la proprietà di controllare Aspergillum, Candida e funghi marini. Gli estratti vegetali inducono la lisi della cella fungina alterandone la permeabilità, influenzano il metabolismo del RNA e la sintesi proteica portandola alla morte (Citarasu, 2009).
I prodotti vegetali hanno la caratteristica antiossidante di inibire la formazione di anioni e di eliminare i radicali liberi, riducendo sensibilmente gli effetti dello stress. Erbe quali Astragalus membranaceus, Flavescent opholra e A. paniculata sono conosciute per le caratteristiche antistressanti specifiche e non. La Picrorhiza kurroa, ad esempio, è stata utilizzata in esperimenti per la riduzione di stress in P. monodon (Citarasu et al., 2006). Interessante è anche un estratto proveniente dalla yucca, particolarmente indicato nelle situazioni di trasporto e come promotore di crescita negli stagni di produzione.
Si ritiene degno di citazione il frutto dell’anacardio (6) (Anacardium occidentale) che contiene numerosi composti fenolici. Essi presentano un forte potere inibitore per numerosi batteri, però a dosi elevate creano forti irritazioni sulla pelle. Dall’anacardio si estrae un residuo di color marrone scuro, con un odore caratteristico che assomiglia a una resina liquida (detto LCC – Liquido da Castanha do Caju). Il LCC è costituito principalmente da acido anacardico, cardolo, cardanolo ed altre sostanze. L’acido anacardico è ben conosciuto per i principi antimicrobici. Le prove in vitro effettuate su Staphylococcus spp hanno dato forti risultati inibitori nello sviluppo del microbo. Industrialmente può essere utilizzato come insetticida, fungicida, germicida, antiossidante, ecc… Tipico è l’uso nel sapone come agente antibatterico naturale. Per la grande disponibilità e il basso prezzo è un ottimo candidato per l’uso in acquacoltura.
Da molto tempo l’aglio viene usato dagli uomini contro i parassiti della pelle. Similarmente, una mistura di estratti vegetali annessi al mangime dei pesci, per esempio Benadenia seriolate, contribuisce a diminuire l’incidenza dei parassiti di pelle e branchie. Si ipotizza che il muco esterno che ricopre i pesci, contenente i principi attivi, funzioni come repellente, riducendo gli attacchi parassitari. Ci sono vegetali conosciuti per la proprietà di incrementare le produzioni ormonali; alcuni sono stati testati con P. monodon alimentato con diete di maturazione contenenti estratti di Withania somnifera, Mucuna pruriens, Ferula asafoetida e Piper longum (Bobu, 1999). Attualmente numero­se avannotterie usano dei mix di estratti vegetali, prodotti da società specializzate (3), per incrementare e modulare i sistemi ormonali degli animali acquatici. In particolare, si usano per la produzione di gameti fuori stagione o con specie con che hanno problemi di fertilizzazione e di sviluppo gonadico, bassa mobilità spermatica e bassi volumi spermatici (7).
Con P. vannamei, usando una die­ta di maturazione semiumida con­tenente una mistura di estratti vegetali, si è ottenuto un incremento di più del 40% nella produzione di nauplii, con una riduzione della mortalità del 44%, in comparazione a una dieta secca e booster commerciali. Risultati simili si sono ottenuti con P. monodon (3). L’Asparagus racemosus, usato in India come principio ayurvedico (antico sistema di medicina indiano), viene usato come grow promoter e presenta effetti simili anche su larve di Labeo rohita (8).
Altri esperimenti effettuati con acidificatori avanzati specifici in una specie che non produce acidi nel proprio sistema digestivo quale il L. vannamei contro la presenza di Vibrio spp (un patogeno chiave per la specie) hanno dato risultati ottimi, con un effetto positivo lineare sulla sopravvivenza dei gamberi a 60 giorni fra il controllo e i vari trattamenti. Nella dose massima (1,2% della razione) si è verificata una decrescita di più del 50% della presenza di Vibrio spp (da più di 600 a 300 Vibrio spp CFU/ml) e una sopravvivenza di più del 10% nei gruppi trattati.
Lo stesso gruppo di ricercatori ha effettuato prove con flavonoidi su carpe per testare le possibilità di: sanità intestinale, palatabilità della razione, miglioramento dei processi digestivi e dell’assorbimento dei principi nutritivi grazie all’effetto antimicrobico e antiossidante dei preparati fitogenici. I risultati di accrescimento delle carpe sono stati più marcati dopo la sesta settimana di allevamento, con differenze di più del 20% nell’accrescimento giornaliero.
Altri risultati importanti derivano da una ricerca del Laboratorio di Sanità animale acquatica del Desert Research Institute, che ha fatto esperimenti con estratti di rosmarino rispetto a vari agenti patogeni fra cui Streptococcus iniae e Streptococcus agalactiae con ottimi risultati in vitro e in vivo con esemplari di tilapia infettate. Non si sono manifestati fenomeni di resistenza contrariamente a quanto evidenziato con l’uso dei gruppi di controllo trattati con ossitetracicline (9).

Problemi per l’applicazione della fitoterapia su scala industriale
La standardizzazione dei processi estrattivi dalle piante è uno dei problemi che richiedono chiare soluzioni nel prossimo futuro. Inoltre negli USA, in Giappone, Australia e Unione Europea vi sono delle legislazioni restrittive per l’approvazione dell’uso delle piante medicinali o estratti in acquacoltura. Spesso vengono considerati come presidi medico-chirurgici e abbisognano di lunghi e costosi iter burocratici per le approvazioni di legge che consentono di immettere sul mercato nuovi principi attivi. Se ne devono testare la sicurezza e l’efficacia con test clinici su assorbimento, metabolismo e estrazione degli ingredienti attivi considerati. Le procedure possono richiedere anche cinque anni dalla concezione al rilascio commerciale dei prodotti (POM Prescription only medicine). I costi sono alti e scoraggiano l’industria, che ritiene ristretto il mercato dei rimedi naturali. La chiarezza e lo snellimento legislativo sono le basi per l’uso dei principi vegetali in acquacoltura. L’uso di estratti di aglio e cipolla, inseriti nella formula per la produzione di pellet nella razione quotidiana di gamberi di allevamento, contribuisce alla prevenzione di infezioni batteriche (10). Uno studio scientifico ha messo in evidenza le attività antibatteriche della guava (Psidium guajava) contro i batteri patogeni dei crostacei; in particolare, sui gamberi è stata testata la minima concentrazione inibitoria contro Vibrio e A. hydrophila a 1,25 e 0,625 mg/ml rispettivamente (11). Direkbusarakom et al. hanno rilevato come gli estratti di guava eliminino i batteri luminescenti dai gamberi black tiger (P. monodon) più efficacemente delle tetracicline. L’uso di estratti di semi di agrumi è già nell’uso comune in numerosi campi agroindustriali, inclusa l’ac­quacoltura: come igienizzante contro Listeria nell’industria della trasfor­mazione, come grow promoter nelle fasi d’ingrasso di pesci di mare e come igienizzante nelle riprodu­zioni e fasi larvali di numerose spe­cie (rane, tilapia, pesce gatto).

Resistenza antimicrobica

La resistenza antimicrobica (Antimicrobial resistance – AMR) sta mettendo in pericolo il trattamento e la prevenzione di un gran numero di malattie infettive originate da batteri, parassiti, virus e funghi. Numerosi sono i governi che si stanno preoccupando. Abbiamo il rischio che un’Era dopo-antibiotici possa presentarsi e che infezioni comuni e piccole ferite possano uccidere. Per l’Organizzazione mondiale della sanità (OMS, in inglese World Health Organization) non è una fantasia ma una reale possibilità del XXI secolo. Il WHO sta seguendo da vicino tutti gli sviluppi di questo problema a livello globale (Antimicrobial resistance: global report on surveillance, 2014). La situazione nel settore dell’acquacoltura vede una situazione simile — anche se ben controllata e con tempi di sospensione obbligatori — con uso di antibiotici negli allevamenti intensivi. L’Organizzazione Mondiale per la Sanità Animale (OIE) è della stessa opinione e ha un sito web per il problema (www.oie.int/for-the-media/amr) che si occupa della Anti microbial Activity.

Gianluigi Negroni

Note

  1. Kirwan S., Lohölter M., Lewke A. (2013), Natural additives for fish, Int. Aquafeed magazine 38.
  2. Gli immunostimolanti sono so­stanze che aumentano i mecca­nismi non specifici di difesa e provvedono alla resistenza contro gli organismi patogeni (Citarasu T. et al., 2006).
  3. Citarasu T. et al. (2002, 2006), Sakai (1999).
  4. Zilberg D. et al. (2010), Dried leaves of Rosmarinus officinalis as treatment for streptococcosis in tilapia, J. Fish Dis. 33:361-369.
  5. Shangliang T. et al. (1990), The antibacterial and antiviral activity of herbal extract for fish pathogens, J. Ocean University of Qingdao; 20:53-60.
  6. Santos S.C.C. et al., Estudo da eficácia da ação bactericida do líquido da castanha do caju (Anacardium occidentale) – lcc adicionado a sabões sobre staphylococcus sp., www.ebah.com.br
  7. Kolkovski S. (2013), Herbal medicine in aquaculture, Aqua Feed international, vol. 16, issue 6.
  8. Kavita K., Sharma L.L. (1996), Use of herb (Asparagus racemosus Wild) supplanted diet for promoting growth in the fry of Labeo rohita, The fourth Indian Fisheries forum, p. 136.
  9. Zilberg D., Phyto-therapy in aquaculture (2011), The aquatic animal health lab; The French Association Institute for Agriculture and Biotechnology of Drylands, J. Blaustein Institutes for Desert Research, Ben Gurion University of the Negev, Aquaculture Europe, vol. 36 (1).
  10. Direkbusarakom S., Application of medicinal herbs to aquaculture in Asia, School of Agriculture Technology, Walailak University, Tha Sala, Tailandia.
  11. Direkbusarakom S. et al. (1992), The efficiency of crude extract from the leaf of guava (Psidium Guajava L.) on Vibrio spp isolated from diseases tiger prawn (Penaeus monodon), Proceedings of the seminar on fisheries, Dept. of Fisheries, 259-262 pp.

Didascalia: l’acido anacardico, miscela di sostanze organiche presenti per l’80-85% nell’olio di gusci di anacardo, è conosciuto per i suoi principi antimicrobici.


 

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