Effects of phospholipids and bile salts on the growth, survival and nutritional status in the liver of Atlantic cod larvae and juveniles

Atlantisk torsk er en art av interesse for å diversifisere norsk havbruk. Til tross for veksten i kommersielt torskeoppdrett, er produksjonen av settefisk fortsatt en utfordring. Ernæringsbehov i tidlige stadier, spesielt rollen til fosfolipider, er det fortsatt lite kunnskap om. Fosfolipider er avgjørende i cellemembranstrukturen og flere metabolske funksjoner, inkludert lipidfordøyelse. Leveren er et sentralt metabolsk organ som er essensielt for en lipidfordøyelse og galleproduksjon, inkludert gallesalter som hjelper til med lipidemulgering. Selv om tilskudd av gallesalt har vist fordeler ved vekst, overlevelse og fordøyelighet, viser studier også motstridende resultater. Effekten av tilskudd av gallesalt i dietter for fiskelarver har aldri blitt studert tidligere.

Denne oppgaven tok sikte på å undersøke effekten av dietter med to ulike fosfolipidnivåer (ca. 38 % (HPL) og 32 % (LPL) av den totale lipidfraksjonen) på vekst, overlevelse og ernæringsstatus, ved å analysere ernæringsbiomarkører i leveren, i torskelarver og -yngel. I tillegg ble det testet hvordan tilskudd av disse diettene med gallesalter (0,04 % natriumtaurokolat (BS)) påvirker disse parameterne. Totalt fire grupper ble sammenlignet: HPL, HPL-BS, LPL og LPL-BS.

Ved slutten av forsøket viste larvegruppene ingen signifikante forskjeller i vekst, overlevelse eller leverhistomorfologi. I løpet av forsøket var det imidlertid noen signifikante forskjeller i vekst, hvor HPL-gruppen hadde en større tørrvekt enn LPL-BS- og LPL-gruppene på henholdsvis dag 38 og 45 etter klekking. Den samme gruppen holdt en ikke-signifikant høyere vekst gjennom resten av forsøket. Ingen signifikante forskjeller i overlevelse ble observert, selv om både HPL og BS så ut til å ha en viss positiv effekt. Biomarkørene i leveren viste god ernæringsstatus, spesielt i HPL-gruppen. Imidlertid viste LPL-BS-gruppen en dårligere ernæringsstatus ved slutten av forsøket, med redusert, men ikke degradert, kjernestørrelse. Alle gruppene hadde lav vakuolisering (glykogen eller lipider) under forsøket til dag 45 etter klekking, men som hadde økt med en faktor på 35 ved slutten av forsøket.

Avslutningsvis viste denne studien at en høyere fosfolipidmengde i dietten er nødvendig for en bedre ytelse hos torskelarver og -yngel. For å optimalisere torskeoppdrettsnæringen er det imidlertid et behov for ytterligere forskning for å fullt ut forstå fosfolipidkrav og hvilken effekt gallesupplement kan ha på tidlige livsstadier.

Atlantic cod is a species of interest to diversify Norwegian aquaculture. Despite the growth of commercial cod aquaculture, the production of juveniles remains a challenge. Early stages nutritional requirements, particularly the role of phospholipids, remain poorly understood. Phospholipids are vital in cell membrane structure and several metabolic functions, including lipid digestion. The liver is a central metabolic organ essential for a proper lipid digestion and bile production, including bile salts that aid in lipid emulsification. Although bile salts supplementation has demonstrated growth, survival and digestibility benefits, studies also show contradictory results. The impact of bile salts supplementation in diets for fish larvae was never studied.

This thesis aimed to investigate the effect of diets with two different phospholipid levels (approximately. 38 (HPL) and 32 % (LPL) of the total lipid fraction) on the growth performance, survival and nutritional status, by analysing nutritional biomarkers in the liver, in Atlantic cod larvae and juveniles. In addition, it was tested how the supplementation of those diets with bile salts (0.04 % sodium taurocholate (BS)) influences these parameters. A total of four groups were compared: HPL, HPL-BS, LPL and LPL-BS.

At the end of the trial, the larval groups did not present any significant differences in growth, survival, or liver histomorphology. However, during the trial, there were some significant differences with the HPL group demonstrating a larger dry weight than the LPL-BS and LPL groups on 38 and 45 dph, respectively. The same group kept a non-significant higher growth throughout the remaining of the experiment. Non-significant differences were found in survival, although HPL and BS both seemed to have some positive effect. The biomarkers in the liver showed a good nutritional status, especially noticeable in the HPL group. However, the LPL-BS group exhibited a poorer nutritional status at the end of the trial, with reduced, but not degraded, nucleus size. All groups had low vacuolization (glycogen or lipids) during the experiment until day 45 post hatch, but significant 35-fold increase was observed by the end of the trial.

In conclusion, this study demonstrated that a higher phospholipid amount in the diet is required for a better performance of Atlantic cod larvae and juveniles. However, to optimize the cod aquaculture industry there is a need for further research to fully understand phospholipid requirements and the possible effects of bile supplementation on early life stages.