Morfologia intestinale e dinamiche del microbioma associate all’ospite e al sistema durante digiuno a breve termine e rialimentazione del salmone atlantico in sistemi di acquacoltura a ricircolo

Perché questo è importante per i pesci e il cibo

Con lo spostamento dell’allevamento del salmone in ambienti chiusi e ad alta tecnologia, nei sistemi di acquacoltura a ricircolo i produttori spesso interrompono l’alimentazione dei pesci per alcuni giorni prima delle manipolazioni o del trasporto. Questa semplice misura di gestione aiuta a mantenere l’acqua pulita e i pesci più tranquilli, ma finora sapevamo poco su come un digiuno breve modifichi il mondo invisibile dei microbi presenti nell’acqua e all’interno dei pesci — e cosa ciò possa significare per la salute degli animali e la produzione alimentare. Questo studio segue il salmone atlantico e gli ecosistemi dei loro vasconi durante un periodo di digiuno di cinque giorni e la successiva rialimentazione per rivelare quanto rapidamente queste comunità microscopiche e i tessuti intestinali rispondono, e quanto resilienti appaiono i pesci.

Pesci in un mondo d’acqua ricircolata

I moderni sistemi di acquacoltura a ricircolo (RAS) riutilizzano la maggior parte dell’acqua, pulendola tramite filtri e biofilm invece di immettere continuamente acqua fresca. In questi sistemi i batteri non sono solo rumore di fondo: degradano i rifiuti dei pesci, contribuiscono a mantenere l’acqua sicura e colonizzano anche la pelle e l’intestino dei pesci. I ricercatori hanno lavorato con salmoni post‑smolt — pesci in una fase intermedia del loro ciclo vitale — mantenuti in due unità RAS quasi identiche. Un’unità ha continuato a ricevere alimento, mentre nell’altra l’alimentazione è stata sospesa per cinque giorni e poi reintrodotta. Per circa due settimane il team ha monitorato la chimica dell’acqua, il DNA batterico proveniente da acqua, filtri, superfici dei vasconi e tessuti dei pesci, e i cambiamenti microscopici nella struttura di pelle e intestino, insieme a indicatori di benessere di base come lesioni fisiche e livelli di ormoni dello stress.

I microbi dell’acqua risentono del digiuno per primi

I cambiamenti più drammatici durante digiuno e rialimentazione sono avvenuti nei batteri liberi sospesi nell’acqua di ricircolo. Mentre le comunità batteriche su filtri e superfici dei vasconi sono rimaste relativamente stabili, i microbi nella colonna d’acqua hanno modificato la loro composizione al variare dei livelli nutritivi. Durante il digiuno i livelli di carbonio sono diminuiti e l’ossigeno è aumentato, segnali di una ridotta attività microbica e di un carico batterico totale inferiore. Alcuni gruppi batterici che preferiscono condizioni più povere e stabili sono rimasti costanti sui materiali del biofiltro e nei biofilm, mentre altri che prosperano su impulsi alimentari più ricchi sono aumentati o diminuiti nell’acqua man mano che il mangime veniva rimosso e poi reinserito. È interessante che la composizione batterica che riveste la pelle dei pesci rispecchiasse da vicino quella dell’acqua circostante, specialmente per i microbi associati a piccole particelle, suggerendo che il muco cutaneo in questi sistemi è fortemente influenzato dall’ambiente acquatico.

Cambiamenti nascosti nell’intestino del salmone

All’interno dei pesci il quadro è stato più sottile ma cruciale. L’intestino distale — la regione a valle dell’apparato digerente — ospitava una comunità batterica diversa e meno diversificata rispetto alla pelle o all’acqua, dominata da pochi tipi specialistici che sembrano ben adattati alla vita all’interno del salmone. La diversità complessiva di questi microbi intestinali non è cambiata in modo drammatico durante il digiuno, ma la loro composizione sì. In modo particolarmente evidente, batteri del gruppo Vibrio sono aumentati nei residui intestinali dei pesci digiunati, raggiungendo in certi momenti quasi la totalità dei batteri rilevabili lì, nonostante questi microbi fossero quasi assenti nell’acqua circostante. Allo stesso tempo, l’esame microscopico ha mostrato che le strutture intestinali erano maggiormente alterate dopo il digiuno: i punteggi tissutali sono peggiorati in diverse categorie, incluse modifiche negli strati di sostegno e segni di gonfiore, e i contenuti intestinali sono diventati scarsi e con aspetto cast‑like, indicando che gran parte del digerito era stata eliminata. Questi cambiamenti si sono in gran parte invertiti dopo sei giorni di rialimentazione.

Salute e benessere all’esterno

Nonostante le variazioni interne nei microbi intestinali e nella struttura tissutale, le misure esteriori del benessere dei pesci sono rimaste rassicurantemente stabili. I ricercatori non hanno osservato differenze significative tra pesci digiunati e alimentati continuamente in termini di lesioni visibili a occhi, mascelle, branchie, pelle o pinne, e i salmoni hanno continuato a crescere nel periodo dello studio. I livelli di cortisolo, un importante ormone dello stress, non sono aumentati durante il digiuno o la rialimentazione, suggerendo che questa breve sospensione del mangime non ha turbato in modo marcato i pesci a livello sistemico. Anche il tessuto cutaneo è sembrato invariato, nonostante la comunità microbica che riveste il muco si sia spostata in parallelo con i microbi dell’acqua.

Cosa significa tutto questo per l’allevamento del salmone

Questo lavoro mostra che un breve periodo di digiuno di cinque giorni in un sistema di acquacoltura a ricircolo rimodella principalmente la comunità microbica libera sospesa nell’acqua e disturba temporaneamente l’ambiente intestinale del salmone, inclusa una marcata ma reversibile fioritura di Vibrio nei contenuti intestinali e modesti cambiamenti strutturali della mucosa intestinale. Tuttavia, entro sei giorni dalla rialimentazione, sia i microbi sia i tessuti intestinali sono tornati in larga misura verso il loro stato precedente, e gli indicatori standard di benessere e stress sono rimasti entro intervalli normali. Per gli allevatori e i regolatori, questi risultati suggeriscono che programmi di digiuno brevi e gestiti con cura sono improbabili che danneggino i salmoni post‑smolt in strutture RAS ben condotte, pur evidenziando che il microbioma intestinale è altamente reattivo anche a interruzioni di alimentazione molto brevi. Studi futuri che colleghino più direttamente queste fluttuazioni microbiche alla resistenza alle malattie e alla salute a lungo termine contribuiranno a perfezionare le migliori pratiche per un’acquacoltura sostenibile e rispettosa dei pesci.

Citazione: Karlsen, C., Meriac, A., Ytteborg, E. et al. Intestinal morphology and host‑ and system‑associated microbiome dynamics during short‑term fasting and refeeding of Atlantic salmon in recirculating aquaculture systems. Sci Rep 16, 12906 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42939-5

Parole chiave: Salmone atlantico, acquacoltura a ricircolo, digiuno e rialimentazione, microbioma dei pesci, benessere dei pesci