Til innholdet

Er plantesteroler knyttet til utvikling av fettlever og redusert robusthet hos planteoljefôret laks ved høy og lav vanntemperatur? (SterolTemp)

Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige rapportering
Hovedfunn
• Ulike nivåer av plantesteroler hadde ingen påvirkning på hvor mye fett som ble tatt opp i leverceller (cellekultur-modell) fra laks, og selv om brassicasterol påvirket noen gener relatert til fettmetabolisme, støttet ikke disse resultatene at plantesteroler forårsaker akkumulering av fett i lever.
• Et celleforsøk med fettceller fra laks viste at plantesteroler medfører redusert utskillelse av enkelte lipider og en reduksjon i genuttrykk av enkelte lipidrelaterte gener, hvilket antyder sterolene ikke gir økt nedbrytning av fett (lipolyse) i fettvev.
• Plantesteroler i fôret hemmet ikke transporten av fett ut fra leverceller ved to ulike temperaturer.
• Ulike tilsetninger av plantesteroler og kolesterol ved to temperaturer (6 og 12 °C), viste få effekter på fiskens vekst, fettmetabolisme og helse.
• Hovedhypotesen om at plantesterol : kolesterol ratio påvirker fettakkumulering i lever ser ikke ut til å stemme, men kolesterol i fôret gav en moderat positiv effekt på pigmentering ved begge temperaturer, mens tørrstoff i filet og leverindeks også økte med økende kolesterol i fôret på 12 °C.
• Sterolnivået i laksens vev hadde generelt sammenheng med kolesterolnivået i fôret og plantesterol : kolesterol ratio i fôret, men ikke med fôrets innhold av plantesterol i seg selv.

Anbefaling
NIFES konkluderer med at økende nivåer av fytosteroler i fôret hadde lite effekter på fisken, inkludert ingen effekt på fettakkumulering i lever og ingen tilsynelatende effekter på fiskehelse eller robusthet. Disse resultatene bidrar til en økt fleksibilitet i valg av fôrråvarer.

Kunnskapsbehov
• Prosjektet viste at endring av i kolesterolnivå i fôret var viktigere enn endringer i fytosterol, og at fisk som ikke fikk kolesterol tilsatt i fôret hadde en høy egenproduksjon. Ved en ytterligere reduksjon av kolesterol i fôret vil det være nødvendig å bestemme en eventuell nedre grense for hvor lite kolesterol man kan ha i fôret.
• Brassicasterol skilte seg ut blant fytosterolene, både ved å påvirke noen gener i fettmetabolismen og ved å akkumuleres i fiskens vev i mye høyere grad enn andre fytosteroler. Dette kunne vært interessant å følge opp i liten fisk med høyere nivåer av brassicasterol.

Resultater fra prosjektet har tilført ny kunnskap om betydningen av fytosteroler i for til laks. Størst betydning har det at dette avsanner mistanke om negativ effekt på fettakkumulering i lever.
En tilbakevendende negativ effekt av å bytte ut fiskeolje med planteoljer i fôr til laks er økt fettlagring i lever og mer fett i blod hos fisken. NIFES har gjennomført flere prosjekt de siste 10 årene der man ser at denne endringen i fettlagring og blodlipider skjer med økt mengde plantesteroler (fytosteroler) og redusert kolesterolmengde i fôret, men disse endringene har samvariert med nedgang i mettet fett. Rapsolje som er vanlig brukt i laksefôr idag er planteoljen med høyest innhold av fytosteroler, men denne oljen er også lav i mettet fett og inneholder kun spormengder av kolesterol. Lave konsentrasjoner av fettsyrene EPA og DHA i dietten har også vist seg å kunne forsterke effekten disse diettene har på lipidlagring i lever.

For å vite hvilke oljer som egner seg i fiskefôr må en ha kunnskap om hvilke av disse komponentene i oljene som er årsak til økt fettlagring i lever. Dette prosjektet fokuserer på fôrets innhold av steroler; plantesteroler, kolesterol og forholdet mellom disse, og hvordan de påvirker laksens helse og robusthet ved høye og lave vanntemperaturer.
 
Prosjektet inngår i FHFs satsing på marine fettsyrer sammen med følgende prosjekter:
• Optimalisert utnyttelse av omega-3 gjennom livssyklus (FHF-900770)
• Langtidseffekter av lave omega-3-nivåer i fôr på fiskens helse (FHF-900957)
• Et fullskalaforsøk med lavt innhold av EPA og DHA i fôret: Betydning for struktur av tarm og tarminflammasjon (FHF-900958)
• Omega-6/omega-3-balanse og mettet fett i fôr til laks: Betydning for fiskehelse og motstandsdyktighet mot virussmitte (FHF-900959)
• Styrt fettsyresammensetning i fôr for å forebygge utbrudd av viktige virussykdommer i laks (FHF-900966)
1) Å bestemme trygge nivå av fytosteroler i planteoljebaserte fôr som ikke gir fettlever og økt fett i blod hos laks ved kald (6 °C) og varm (12 °C) vanntemperatur.
2) Å bestemme betydningen av mengde fytosteroler, kolesterol og deres innbyrdes ratio i planteoljebaserte fôr for utvikling av fettlever hos laks ved kald (6 °C) og varm (12 °C) vanntemperatur.
3) Å studere potensielle reguleringsmekanismer involvert i plantesterolers effekt på fettakkumulering i lever hos laks ut fra in vitro studier ((dvs. analyser foretatt i prøveglass) med native adipocytter (fettceller) og leverceller fra fôringsforsøket.
4) Å bestemme trygge fettnivå i lever (og korresponderende blodfett) hos laks, som ikke reduserer laksens robusthet, vurdert ut fra in vitro studier på hodenyreceller fra fisk fra fôringsforsøket med steroler.
Kunnskap om laksens ernæringsbehov er essensielt for å kunne utvikle fôr til laks med ikke-marine råvarer, som gjerne er lave på mange lipider som mettet fett, EPA og DHA, samt kolesterol. Konsentrasjonen av fytosteroler er høy i rapsolje, og dette kan påvirke det praktiske ernæringsbehovet for kolesterol. Prosjektet vil avdekke en eventuell kritisk øvre grense for fytosteroler i fôret til laks, og om denne påvirkes av vanntemperatur eller av å tilsette mer kolesterol i fôret. Ved å knytte fettlagring i lever til laksens robusthet vil en kunne bestemme om en økning i leverfett er et problem for laksen gjennom veksten, eller om dette representerer en naturlig og ikke-skadelig endring i fettlagring.
Prosjektets første år innbefatter to innledende in vitro celleforsøk med primære lever- og fettceller fra laks for å studere hvilke mekanismer som er involvert i plantesterolers effekt på fettakkumulering i lever hos laks:

1. Et in vitro eksperiment (dvs. analyser foretatt i prøveglass) med primære leverceller fra laks for å studere hvilke mekanismer i cellen som påvirkes av høy/lav kolesterol og evt. ulike typer fytosteroler blir utført ved NIFES.

2. Et in vitro studium av potensielle reguleringsmekanismer involvert i plantesterolers effekt på fettakkumulering i lever hos laks vil utføres av Nofima.

De oppnådde resultatene vil tas med i prosjektets store fôringsforsøk med steroler (fytosteroler og kolesterol) utført ved to relevante vanntemperaturer ved Skretting ARC sin forsøksstasjon på Lerang. Aktiviteten her (maksimalt 24 uker for lav temperatur-delen) fordeles over prosjektets to år, 2015 og 2016. Den eksperimentelle designen inkluderer en planteoljebasert basisdiett som tilsettes fytosterol og kolesterol i til sammen 9 dietter, hvor det teoretiske totalnivå av steroler i diettene og den respektive ratio mellom fytosterol og kolesterol varierer. De flerumettede fettsyrene EPA, DHA, 18:3n-3 og 18:2n-6 vil ikke være variabler i designet.

Fôringsforsøket  har tre delmål:
1) å undersøke hvilken mengde fytosterol i fôr til laks (økende mengde fytosterol fra 0, 500, 1000, 1500 og 2000 mg/kg tilsatt i et planteoljebasert fôr) som er trygg med tanke på utvikling av fettlever ved to temperaturer (12 °C og 6 °C);
2) å undersøke om fettutviklingen i lever av et vanlig forekommende høyt innhold av fytosterol (2000 mg/kg) i fôret kan elimineres ved økte tilsetninger av kolesterol (0, 1000, 3000 mg/kg), og
3) å undersøke om en innbyrdes ratio (fytosterol/kolesterol) i fôret (fra 0,5 til 3,0) eller lik ratio (1,0) ved tre nivå fytosterolnivåer (1000, 2000 og 3000 mg/kg) har betydning for uønsket fettleverutvikling.

Et detaljert prøvetakings- og analyseprogram vil bli gjennomført i forbindelse med forsøket for å dokumentere somatisk-, ernærings-, metabolisme- og helsesstatus i sterolgruppene for å besvare de tre delmålene over.

To in vitro studier, med problemstillinger innen metabolisme og helse vil være knyttet til cellemateriale fra utvalgte grupper fra fôringsforsøket, henholdsvis et studium av effekt av fytosterol på lipoproteinsekresjonen i leverceller blir utført av Nofima (2016) og et studium der NIFES vil forsøke å identifisere om fettakkumulering eller -nivå i lever påvirker fiskens robusthet gjennom tidligere etablerte in vitro-modeller med hodenyreceller som simulerer bakteriell (LPS stimulering) og viral (Poly I:C stimulering) smitte. Utvalgte immungener fra NIFES og Nofima vil bli benyttet for å studere mekanismer knyttet til henholdvis fetteksport fra lever og mulig forbindelse mellom metabolisme og fiskens helse. 
Resultatene vil formidles ved presentasjoner på avtalte FHF-dialogmøter, konferanser og møter. Det vil dessuten bli formidlet resultater gjennom populærvitenskapelige publiseringer og i vitenskapelige tidsskrifter.
keyboard_arrow_up