Name: assessing mineral availability in fish feeds using complementary methods demonstrated with the example of zinc in atlantic salmon
Uploaded: 2021-10-29T14:00:00
Duration: 4 min 54 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessing Mineral Availability in Fish Feeds using Complementary Methods Demonstrated with the Example of Zinc in Atlantic Salmon at JoVE.com

Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du projet APREMIA (Apparent availability and requirement of minerals in Atlantic salmon, grant no. 244490) financé par le Conseil norvégien de la recherche.

<ol>
	<li>Ytrestoyl, T., Aas, T. S., Asgard, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilisation+of+feed+resources+in+production+of+Atlantic+salmon+(Salmo+salar)+in+Norway.">Utilisation of feed resources in production of Atlantic salmon (Salmo salar) in Norway.</a> Aquaculture. 448, 365-374 (2015).</li><li>Prabhu, P. A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluating+dietary+supply+of+microminerals+as+a+premix+in+a+complete+plant+ingredient-based+diet+to+juvenile+rainbow+trout+(Oncorhynchus+mykiss).">Evaluating dietary supply of microminerals as a premix in a complete plant ingredient-based diet to juvenile rainbow trout (Oncorhynchus mykiss).</a> Aquaculture Nutrition. 24 (1), 539-547 (2018).</li><li>Maret, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zinc+biochemistry:+from+a+single+zinc+enzyme+to+a+key+element+of+life.">Zinc biochemistry: from a single zinc enzyme to a key element of life.</a> Advances in nutrition. 4 (1), 82-91 (2013).</li><li>Hogstrand, C., Wood, C. M., Farrell, A. P., Brauner, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fish Physiology. 31, 135-200 (2011).</li><li>Baeverfjord, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mineral+nutrition+and+bone+health+in+salmonids.">Mineral nutrition and bone health in salmonids.</a> Reviews in Aquaculture. , (2018).</li><li>Maage, A., Julshamn, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+zinc+status+in+juvenile+Atlantic+salmon+(Salmo+salar)+by+measurement+of+whole+body+and+tissue+levels+of+zinc.">Assessment of zinc status in juvenile Atlantic salmon (Salmo salar) by measurement of whole body and tissue levels of zinc.</a> Aquaculture. 117 (1), 179-191 (1993).</li><li>Silva, M. S., Sele, V., Sloth, J. J., Araujo, P., Amlund, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Speciation+of+zinc+in+fish+feed+by+size+exclusion+chromatography+coupled+to+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry+&#8211;+Using+fractional+factorial+design+for+method+optimization+and+mild+extraction+conditions.">Speciation of zinc in fish feed by size exclusion chromatography coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry &#8211; Using fractional factorial design for method optimization and mild extraction conditions.</a> Journal of Chromatography B. , (2018).</li><li>Prabhu, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zinc+uptake+in+fish+intestinal+epithelial+model+RTgutGC:+Impact+of+media+ion+composition+and+methionine+chelation.">Zinc uptake in fish intestinal epithelial model RTgutGC: Impact of media ion composition and methionine chelation.</a> Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 50, 377-383 (2018).</li><li>Silva, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Apparent+availability+of+zinc,+selenium+and+manganese+as+inorganic+metal+salts+or+organic+forms+in+plant-based+diets+for+Atlantic+salmon+(Salmo+salar).">Apparent availability of zinc, selenium and manganese as inorganic metal salts or organic forms in plant-based diets for Atlantic salmon (Salmo salar).</a> Aquaculture. 503, 562-570 (2019).</li><li>Persson, D. P., Hansen, T. H., Laursen, K. H., Schjoerring, J. K., Husted, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+iron,+zinc,+sulfur+and+phosphorus+speciation+analysis+of+barley+grain+tissues+using+SEC-ICP-MS+and+IP-ICP-MS.">Simultaneous iron, zinc, sulfur and phosphorus speciation analysis of barley grain tissues using SEC-ICP-MS and IP-ICP-MS.</a> Metallomics. 1 (5), 418-426 (2009).</li><li>Lothian, A., Roberts, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standards+for+Quantitative+Metalloproteomic+Analysis+Using+Size+Exclusion+ICP-MS.">Standards for Quantitative Metalloproteomic Analysis Using Size Exclusion ICP-MS.</a> Journal of Visualized Experiments. (110), (2016).</li><li>Minghetti, M., Schirmer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+media+composition+on+bioavailability+and+toxicity+of+silver+and+silver+nanoparticles+in+fish+intestinal+cells+(RTgutGC).">Effect of media composition on bioavailability and toxicity of silver and silver nanoparticles in fish intestinal cells (RTgutGC).</a> Nanotoxicology. 10 (10), 1526-1534 (2016).</li><li>Glover, C. N., Hogstrand, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amino+acid+modulation+of+in+vivo+intestinal+zinc+absorption+in+freshwater+rainbow+trout.">Amino acid modulation of in vivo intestinal zinc absorption in freshwater rainbow trout.</a> Journal of Experimental Biology. 205 (1), 151-158 (2002).</li><li>Ekman, R., Ekman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mass spectrometry: Instrumentation, interpretation, and applications. Wiley Series on Mass Spectrometry. , 105-115 (2009).</li><li>Hong, P., Koza, S., Bouvier, E. S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+Size-Exclusion+Chromatography+for+the+Analysis+of+Protein+Biotherapeutics+and+Their+Aggregates.">A Review Size-Exclusion Chromatography for the Analysis of Protein Biotherapeutics and Their Aggregates.</a> Journal of Liquid Chromatography &amp; Related Technologies. 35 (20), 2923-2950 (2012).</li><li>Krezel, A., Maret, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biological+inorganic+chemistry+of+zinc+ions.">The biological inorganic chemistry of zinc ions.</a> Archives of Biochemistry and Biophysics. 611, 3-19 (2016).</li><li>National Research Council. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nutrient Requirements of Fish and Shrimp. , (2011).</li></ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

L’absorption intestinale du Zn semble être influencée par la forme chimique de l’espèce Zn13. À cet égard, l’utilisation des protocoles décrits dans cet article a permis d’étudier séquentiellement les aspects chimiques et biologiques sous-jacents à la « disponibilité » du Zn chez le saumon atlantique.
Cette étude a rapporté l’utilisation d’une méthode d’analyse de spéciation Zn. La méthode SEC-ICP-MS a fourni des données qualitatives concernant le poids moléculaire des espèces chimiques Zn présentes dans la fraction soluble d’un aliment pour saumon de l’Atlantique. Ceci a été réalisé en comparant les temps de rétention des étalons d’étalonnage du poids moléculaire (c.-à-d. thyroglobuline (660 kDa), superoxyde dismutase Zn/Cu (32 kDa), myoglobine (17 kDa) et vitamine B12 (1,36 kDa)) avec les temps de rétention des pics contenant du Zn. Un défi trouvé dans l’analyse de la spéciation du Zn était l’identification de l’espèce chimique inconnue du Zn en raison de l’absence de normes analytiques. Dans la SEC, la séparation des molécules est basée sur leur taille par rapport aux pores en phase stationnaire. En principe, les molécules plus grosses voyageront plus vite, éluant d’abord, et les molécules plus petites voyageront plus lentement, éluant plus tard14. Par conséquent, chaque pic contenant du Zn peut contenir plusieurs composés de poids moléculaire similaire15. Cela contribue également au défi d’identifier les espèces chimiques inconnues de Zn. De plus, plusieurs conditions d’extraction légères ont été testées pour l’extraction du Zn. Le Zn extrait était faible (~10%). Des conditions d’extraction douces ont été appliquées pour garder intactes les espèces chimiques Zn, mais cela a pu compromettre l’efficacité de l’extraction7.
Dans le test de solubilité in vitro, la solubilité du Zn supplémenté (sous forme de radio-isotope 65ZnCl2)a indiqué que les acides aminés, en particulier l’histidine et la lysine, augmentaient la solubilité du Zn(Figure 5). L’utilisation d’échantillons d’aliments directement pour des tests de solubilité in vitro dans des conditions gastro-intestinales simulées est basée sur la connaissance que le changement dans la spéciation du Zn dépend du pH16. Cependant, les conditions acides au début du tractus gastro-intestinal peuvent entraîner un changement dans la spéciation qui pourrait être irréversible (par exemple, ZnO -> ZnCl2, en présence de HCl dans des conditions acides dans l’estomac). Néanmoins, la source de Zn utilisée ici est le ZnSO4 et dont la solubilité a été améliorée par les acides aminés dans le milieu. La question suivante à laquelle il fallait répondre était la suivante: la solubilité accrue peut-elle être traduite en disponibilité? La lignée cellulaire intestinale RTgutGC a été utilisée pour étudier cette question. Dans le contexte de la nutrition minérale chez les animaux, le terme « disponibilité » est difficile à définir et peut être régulé différemment dans les cellules (in vitro) par rapport à un animal (in vivo). Par conséquent, le terme « absorption » a été utilisé lorsqu’il s’agissait de l’évaluation in vitro à l’aide de lignées cellulaires intestinales. La lignée cellulaire a fourni des informations utiles sur les mécanismes d’absorption du Zn au niveau de l’épithélium intestinal, qui fait partie du processus de régulation complexe qui régit la disponibilité des minéraux chez les animaux. Les cellules RTgutGC ont obtenu une meilleure capacité d’absorption apicale du Zn en présence d’un acide aminé (c.-à-d. la méthionine; Figure 6). Cependant, la disponibilité apparente in vivo ne différait pas significativement entre les sources inorganiques et organiques de Zn dans le saumon de l’Atlantique. Dans l’étude de disponibilité in vivo, la comparaison de la source de Zn a été faite à des niveaux de Zn alimentaire dépassant largement les besoins connus en Zn du saumon atlantique17, concentration totale de Zn de 150 mg / kg d’aliment. Les différences de disponibilité sont mieux visualisées lorsque les niveaux alimentaires testés tombent dans la plage dynamique linéaire avant que l’animal n’atteigne la saturation. Dans la présente étude in vivo, il est possible que le saumon de l’Atlantique était bien saturé à la différence observée dans l’absorption du Zn entre les sources utilisées.
En résumé, la première méthode a fourni des informations qualitatives sur les différentes espèces chimiques de Zn trouvées dans la fraction soluble d’un aliment pour saumon de l’Atlantique; la deuxième méthode, la solubilité in vitro du Zn supplémenté a été améliorée en présence de ligands d’acides aminés; la troisième méthode a confirmé qu’une solubilité améliorée par les acides aminés peut améliorer l’absorption au niveau de l’épithélium intestinal; à l’inverse, la quatrième méthode n’a pas permis de trouver des différences dans la disponibilité du Zn d’une source inorganique ou organique au saumon de l’Atlantique. Pour conclure, bien qu’ils ne correspondent pas aux résultats in vivo, les protocoles in vitro ont fourni des informations intéressantes pour comprendre les différentes composantes de la disponibilité du Zn.

La farine et l’huile de poisson étaient traditionnellement utilisées dans l’alimentation du saumon de l’Atlantique. Cependant, ces ingrédients sont de plus en plus remplacés par des ingrédients d’origine végétale1. Le changement susmentionné dans la composition des aliments pour animaux a entraîné une faible disponibilité alimentaire et un besoin accru d’améliorer la disponibilité des minéraux dans les aliments pour saumons de l’Atlantique, en particulier le zinc (Zn)2. La disponibilité réduite pourrait être le résultat d’une modification du niveau de Zn, des espèces chimiques de Zn et/ou des facteurs antinutrionnels présents dans la matrice alimentaire. Dans ce scénario, une nouvelle gamme d’additifs considérés de manière générique comme des « sources organiques » a émergé avec le potentiel d’être une meilleure source disponible de minéraux alimentaires pour les poissons. Par conséquent, il est important de comprendre la chimie et la physiologie fondamentales régissant la disponibilité des minéraux et de leurs sources pour les poissons. Le zinc est un oligo-élément essentiel pour tous les organismes vivants3. Le rôle du Zn en tant que molécule de signalisation a été décrit à la fois au niveau paracellulaire et intracellulaire chez lespoissons 4. Chez le saumon atlantique, le déficit en Zn a été associé à des anomalies squelettiques et à une activité réduite de diverses métalloenzymesZn 5,6.
Cette étude décrit une approche systématique pour comprendre la disponibilité du Zn en le catégorisant en quatre compartiments différents de complexité chimique et biologique variée. Les méthodes impliquées sont décrites en quatre sections, comme on peut le voir à la figure 1: (1) évaluation des espèces chimiques Zn dans la fraction soluble d’un aliment pour saumon de l’Atlantique à l’aide d’une méthode de chromatographie de masse à plasma à couplage inductif d’exclusion de taille (SEC-ICP-MS)7; 2) solubilité in vitro du Zn supplémenté dans les aliments pour saumons de l’Atlantique; (3) évaluation de l’absorption des espèces chimiques Zn par modèle intestinal in vitro (RTgutGC)8; et (4) disponibilité apparente de Zn dans le saumon de l’Atlantique (Salmo salar)9. Des protocoles similaires peuvent être élaborés pour d’autres minéraux (p. ex. manganèse, sélénium, cuivre) pouvant présenter un intérêt nutritionnel pour les espèces de poissons aquacoles.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1060px;" width="1060">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">0.45 &#181;m syringe filter</td>
			<td style="width:240px;">Sartorius</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:287px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.45 &#956;m membrane filter</td>
			<td style="width:240px;">Pall</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">10 % fetal bovine serum</td>
			<td style="width:240px;">Eurobio</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1282 Compugamma Laboratory Gamma Counter</td>
			<td style="width:240px;">LKB Wallac</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">24 well plates (Falcon, TPP microplates)&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Thermo Fisher Scientific&#160;</td>
			<td style="width:119px;">10048760</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2-aminobicyclo(2.2.1)heptane-2-carboxylic acid</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">A7902</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">75 cm2 cell culture flasks (Falcon, TPP tissue culture flasks)</td>
			<td style="width:240px;">TPP Techno Plastic Products AG&#160;</td>
			<td style="width:119px;">90075</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">L-Arginine</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td>A5006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bradford assay kit</td>
			<td style="width:240px;">Bio-Rad</td>
			<td>5000001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:240px;">Eppendorf Centrifuge 5702</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">L-Cysteine</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td>30089</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">DL-methionine</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">59-51-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">D-methionine</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td>M9375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:415px;">Experimental fish feeds</td>
			<td style="width:240px;">Skretting</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Glycine</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td>410225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">Guard column, TSKgel SWxl Type (7&#8239;&#956;m particle size)</td>
			<td style="width:240px;">Tosoh</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L-Histidine</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td>53319</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HPLC coupled with a 7500ce ICP-MS</td>
			<td style="width:240px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:240px;">Emsure ACS, ISO, 37% w/w, Merck</td>
			<td>1.00317</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Knife mill</td>
			<td style="width:240px;">GM 300, Retsch Gmbh</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L-15 medium</td>
			<td style="width:240px;">Invitrogen/Gibco</td>
			<td style="width:119px;">&#160;21083027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L-methionine&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">M9625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">L-Lysine</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td>23128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">Methanol</td>
			<td style="width:240px;">LiChrosolv, HPLC grade, Merck&#160;</td>
			<td style="width:119px;">1.06035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Milli-Q water (18.2&#160;M&#937;&#160;cm)&#160;</td>
			<td style="width:240px;">EMD Millipore Corporation</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">Myoglobin&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">M1882</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">NexION 350D ICP-MS</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pasteur pipette</td>
			<td style="width:240px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">pH meter&#160;</td>
			<td style="width:240px;">inoLab</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate-buffered saline (PBS)</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">806552</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RTgutGC cells&#160;</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Obtained in kind from Professor Dr. Kristin Schirmer, Dept. of Environmental Toxicology, Eawag, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Switzerland</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">SEC column, TSKgel G3000SWxl</td>
			<td style="width:240px;">Tosoh</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sieve stainless steel (850&#8239;&#956;m - 1.12&#8239;mm)</td>
			<td style="width:240px;">Retsch</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">Sodium dodecyl sulphate (SDS)</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td>436143</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">Superoxide dismutase&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">S7571</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">Thyroglobulin&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">T1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tricaine methanesulphonate</td>
			<td style="width:240px;">PharmaQ</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tris(hydroxymethyl)aminomethane&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td>252859</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Trypsin in 0.25% in phosphate-buffer saline</td>
			<td style="width:240px;">Biowest</td>
			<td style="width:119px;">L0910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versene EDTA solution</td>
			<td style="width:240px;">Invitrogen/Gibco</td>
			<td>15040-033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">Vitamin B12</td>
			<td style="width:240px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">V2876</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:415px;">Zinc chelate of glycine</td>
			<td style="width:240px;">Phytobiotics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Zinc sulphate</td>
			<td style="width:240px;">Vilomix</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing mineral availability in fish feeds using complementary methods demonstrated with the example of zinc in atlantic salmon

L’évaluation de la disponibilité des micro-minéraux alimentaires est un défi majeur dans la nutrition minérale des espèces de poissons. Le présent article vise à décrire une approche systématique combinant différentes méthodologies pour évaluer la disponibilité du zinc (Zn) chez le saumon atlantique (Salmo salar). Considérant que plusieurs espèces chimiques de Zn peuvent être présentes dans un aliment pour saumon de l’Atlantique, il a été émis l’hypothèse que la disponibilité du Zn est influencée par les espèces chimiques de Zn présentes dans l’aliment. Ainsi, dans cette étude, le premier protocole consiste à extraire les différentes espèces chimiques de Zn de l’aliment et à les analyser par une méthode de chromatographie d’exclusion de taille par spectroscopie de masse à plasma à couplage inductif (SEC-ICP-MS). Par la suite, une méthode in vitro a été mise au point pour évaluer la solubilité du Zn alimentaire dans les aliments pour saumons de l’Atlantique. Le troisième protocole décrit la méthode permettant d’étudier l’impact de la modification de la composition chimique des espèces chimiques de Zn sur l’absorption de Zn dans un modèle épithélial intestinal de poisson utilisant une lignée cellulaire intestinale de truite arc-en-ciel (RTgutGC). Ensemble, les résultats des méthodes in vitro ont été comparés à une étude in vivo examinant la disponibilité apparente de sources inorganiques et organiques de Zn supplémentées aux aliments pour saumons de l’Atlantique. Les résultats ont montré que plusieurs espèces chimiques de Zn peuvent être trouvées dans les aliments pour animaux et que l’efficacité d’une source organique de Zn dépend beaucoup du ligand d’acide aminé utilisé pour chélater le Zn. Les résultats des méthodes in vitro avaient moins de corrélation avec ce résultat de l’étude in vivo. Néanmoins, les protocoles in vitro décrits dans cet article ont fourni des informations cruciales concernant la disponibilité du Zn et son évaluation dans les aliments pour poissons.

Évaluation des espèces chimiques de Zn dans la fraction soluble d’un aliment pour saumon de l’Atlantique à l’aide d’une méthode SEC-ICP-MS La méthode SEC-ICP-MS fournit des données sur les espèces chimiques Zn présentes dans la fraction soluble de l’alimentation du saumon de l’Atlantique. La figure 4 illustre le profil chromatographique du Zn présent dans la fraction soluble. Ce chromatogramme a été obtenu à l’aide de la méthode SEC-ICP-MS. Cinq pics contenant du Zn ont été trouvés dans les fractions solubles de l’alimentation du saumon de l’Atlantique. Chaque pic a un poids moléculaire différent; pic un (~ 600 kDa), pic deux et pic trois (de 32 à 17 kDa), pic quatre (de 17 à 1,36 kDa) et pic cinq (> 1,36 kDa). Le pic quatre était le plus abondant, suivi du pic deux, trois, cinq et un, respectivement. Les espèces chimiques de Zn présentes dans la fraction soluble peuvent avoir différentes sources parce que l’aliment utilisé contient à la fois des ingrédients d’origine marine et végétale, et une forme supplémentée (c.-à-d. sulfate de Zn). La gamme de poids moléculaire des espèces chimiques Zn suggère que ces composés pourraient être des métalloprotéines.
Solubilité in vitro du Zn supplémenté dans les aliments pour saumons de l’Atlantique La solubilité du 65Zn supplémenté a augmenté en présence d’acides aminés. Tous les acides aminés testés ont augmenté la solubilité de 65Zn supplémentés. Méthionine, glycine, cystéine, histidine et lysine ont amélioré la solubilité de 65Zn; une solubilité plus élevée a été trouvée avec l’histidine et la lysine (Figure 5).
Évaluation de l’absorption des espèces de Zn à l’aide d’un modèle intestinal in vitro (RTgutGC) L’absorption apicale de zinc dans les cellules RTgutGC a été significativement influencée par la présence de L-Met ou de DL-Met à des concentrations de 2 mM. En outre, l’impact de la méthionine sur l’absorption du Zn dans les cellules RTgutGC a été affecté négativement par la présence de BCH (un bloqueur du système de transport des acides aminés), par rapport aux cellules non traitées avec BCH (Figure 6).
Disponibilité apparente du Zn alimentaire dans le saumon de l’Atlantique (Salmo salar) Dans les aliments pratiques pour le saumon de l’Atlantique, la disponibilité apparente de Zn était la même lorsqu’il s’agissait d’une source inorganique (sulfate de Zn) ou d’une source organique (chélate de Zn de glycine). Les valeurs estimées de la disponibilité apparente de Zn (%, n = 3) chez le saumon de l’Atlantique étaient de 31 % ± 12 % en cas de supplémentation avec une source inorganique (sulfate de Zn) et de 31 % ± 3 % en complétant une source organique (chélate de Zn de glycine).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59862/59862fig1.jpg"> Figure 1: Résumé de l’approche systématique d’évaluation de la disponibilité des minéraux à l’aide de méthodes complémentaires. Cette approche a été utilisée pour étudier la disponibilité du zinc chez le saumon de l’Atlantique, y compris la spéciation du Zn, la solubilité du Zn dans l’environnement intestinal, l’absorption du Zn par les cellules intestinales et la disponibilité apparente du Zn. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59862/59862fig1large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59862/59862fig2.jpg"> Figure 2: Résumé de la procédure d’extraction du Zn à partir d’un échantillon d’alimentation. Le zinc est extrait d’un échantillon d’alimentation en utilisant des conditions d’extraction douces. L’extraction est suivie d’une analyse de spéciation Zn. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59862/59862fig2large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59862/59862fig3.jpg"> Figure 3: Exemple des cellules RTgutGC 1 h (à gauche) et 1 semaine (à droite) après l’ensemencement dans les flacons de culture cellulaire. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59862/59862fig3large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59862/59862fig4.jpg"> Figure 4: Chromatogramme montrant les pics contenant du Zn provenant de la fraction soluble des aliments pour saumons de l’Atlantique et analysé par SEC-ICP-MS. Les trois répliques sont caractérisées par les lignes bleues, rouges et noires. Un étalonnage du poids moléculaire a été effectué à l’aide de thyroglobuline (660 kDa, surveillance 127I), de superoxyde dismutase Zn/Cu (32 kDa, surveillance 66Zn), de myoglobine (17 kDa, surveillance 57Fe), de vitamine B12 (1,36 kDa, surveillance 59Co); Crête 1 (P1): ~600 kDa, temps de rétention (RT) 8,2 min; Pic 2+3 (P2+3) : de 32 à 17 kDa, RT 14,2 + 15,3 min ; Crête 4 (P4) : de 17 à 1,36 kDa, RT 16,3 min ; Pic 5 (P5): > 1,36 kDa, Rt 23,2 min. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59862/59862fig4large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59862/59862fig5.jpg"> Figure 5: L’impact des acides aminés sur la solubilité in vitro du Zn supplémenté dans l’alimentation du saumon de l’Atlantique. Les données sont présentées comme moyennes ± ET (n = 3). Les données ont été analysées au moyen d’une ANOVA unidirectionnelle, suivie du test de comparaison multiple de Dunnet, comparant la moyenne de chaque groupe AA avec celle du groupe témoin (pas de AA). Les astérisques indiquent le niveau de signification de l’ANOVA (valeurs P < 0,05 (*), < 0,01 (**), < 0,001 (***) et < 0,0001 (****)). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59862/59862fig5large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59862/59862fig6.jpg"> Figure 6: L’influence de la méthionine et d’un inhibiteur du transport des acides aminés (acide 2-Aminobicyclo [2.2.1] heptane-2-carboxylique, BCH, 10 mM). Les données sont présentées comme moyennes ± ET (n = 3). Les données ont été analysées par le biais d’ANOVA bidirectionnelle, suivie du test de comparaison multiple de Tukey avec p < niveau de signification de 0,05. Les différences post-hoc entre les groupes sont représentées par une lettre en exposant au-dessus des barres; les barres avec des exposants différents sont statistiquement différentes (p < 0,05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59862/59862fig6large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>Paramètres HPLC</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Colonne</td>
			<td>Colonne SEC (30 cm x 7,8 mm, taille des particules de 5 μm) + colonne de garde (taille des particules de 7 μm)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Plage d’étalonnage</td>
			<td>1,0 × 104 - 5,0 × 105 Da</td>
		</tr>
<tr>
<td>Phase mobile</td>
			<td>50 mM Tris-HCl + 3% MeOH (pH 7,5)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Débit</td>
			<td>0,7 mL min−1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Volume d’injection</td>
			<td>50 μL</td>
		</tr>
<tr>
<td>Paramètres ICP–MS</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Puissance avant</td>
			<td>1550 W</td>
		</tr>
<tr>
<td>Flux de gaz plasma</td>
			<td>15,0 L min−1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Flux de gaz porteur</td>
			<td>0,86 L min−1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Flux de gaz d’maquillage</td>
			<td>0,34 L min−1
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Temps de séjour</td>
			<td>0,1 s par isotope</td>
		</tr>
<tr>
<td>Isotopes surveillés</td>
			<td>
127 I, 66Zn, 59Co, 57Fe</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 1. Vue d’ensemble des paramètres de l’instrument pour la CLHP et l’ICP-MS.
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>Composition chimique (mM)</td>
			<td>L15/ex</td>
			<td>Milieu expérimental (L15/FW)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nitrate de sodium</td>
			<td>155</td>
			<td>155</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nitrate de potassium</td>
			<td>6.2</td>
			<td>6.2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sulfate de magnésium</td>
			<td>3.8</td>
			<td>19.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nitrate de calcium</td>
			<td>1.5</td>
			<td>5.4</td>
		</tr>
<tr>
<td>HEPES</td>
			<td>5</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Chlorure de magnésium</td>
			<td>-</td>
			<td>15</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pyruvate de sodium</td>
			<td>5.7</td>
			<td>5.7</td>
		</tr>
<tr>
<td>Galactose</td>
			<td>5.7</td>
			<td>5.7</td>
		</tr>
<tr>
<td>pH</td>
			<td>7.1</td>
			<td>7.4</td>
		</tr>
<tr>
<td>Force ionique</td>
			<td>178</td>
			<td>258</td>
		</tr>
<tr height="36">
<td>Composition ionique (mM)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Calcium, Ca2+ *
</td>
			<td>1,6 ± 0,1</td>
			<td>5,3 ± 0,2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Magnésium, Mg2+ *
</td>
			<td>3,9 ± 0,3</td>
			<td>32,5 ± 0,7</td>
		</tr>
<tr>
<td>Potassium, K+ *
</td>
			<td>8.2 ± 1.2</td>
			<td>8,6 ± 1,1</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sodium, Na+ *
</td>
			<td>160 ± 3</td>
			<td>157 ± 2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nitrate, NO3- **
</td>
			<td>164</td>
			<td>172.4</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sulfate, SO4- **
</td>
			<td>3.8</td>
			<td>18.7</td>
		</tr>
<tr>
<td>Chlorure, Cl- **
</td>
			<td>1.5</td>
			<td>31.5</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 2. La composition chimique et ionique des milieux expérimentaux testés.

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Assessing Mineral Availability in Fish Feeds using Complementary Methods Demonstrated with the Example of Zinc in Atlantic Salmon

Cet article explique en détail une approche systématique pour évaluer la disponibilité des microminéraux chez le saumon de l’Atlantique. La méthodologie comprend des outils et des modèles de complexité biologique croissante : (1) analyse de spéciation chimique, (2) solubilité in vitro, (3) études d’absorption dans des lignées cellulaires et (4) études in vivo sur les poissons.

Évaluation de la disponibilité des minéraux dans les aliments pour poissons à l’aide de méthodes complémentaires démontrées par l’exemple du zinc dans le saumon de l’Atlantique

Assessing the availability of dietary micro-minerals is a major challenge in mineral nutrition of fish species. The present article aims to describe a ...

Nous avons étudié la disponibilité de la solubilité de micro-métaux comme le zinc sélénium avec différentes formes ou sources chimiques, comme nous l’appelons, dans le contexte de l’évolution de la composition des aliments. Dans une suite de radionucléides, peser environ 0,2 gramme d’échantillons d’aliments pour saumons de l’Atlantique moulus et les mélanger avec un radiotraceur de zinc d’activité spécifique connue dans un tube d’échantillon de volume de cinq millilitres. Préparez six autres aliquotes du tampon et ajoutez l’un des acides aminés montrés ici à chacun pour atteindre une concentration molaire finale de cinq millimolaires.Ajouter un tampon luminal intestinal d’eau douce pour alimenter l’échantillon. Ensuite, ajoutez le tampon luminal intestinal d’eau douce aux aliquotes tampons contenant les acides aminés. Fermez les tubes et faites-les tourner sur un spinner rotatif à 25 tr/min pendant 30 minutes.Ensuite, centrifuger à 1, 157 x g pendant 10 minutes, pour séparer les fractions solubles et non solubles. Utilisez un téléseau gamma pour mesurer le nombre par minute du radiotraceur de zinc dans les fractions solubles et non solubles. Lavez deux fois la lignée cellulaire intestinale dérivée de la truite arc-en-ciel avec un millilitre de solution d’EDTA et siphonnez la solution après chaque lavage à l’aide d’une pipette.Traiter les cellules lavées avec une solution de trypsine à 0,25%. Faites tourner doucement la fiole à des angles aigus pendant deux minutes. Ajoutez ensuite 10 millilitres de milieu L-15 contenant 5% de FBS pour neutraliser la trypsine.À l’aide d’une pipette stérile, décanter la suspension cellulaire résultante dans un tube de centrifugeuse à fond conique. Centrifuger à 130 x G pendant trois minutes. Ensuite, à l’aide d’un hémocytomètre, déterminez la densité des cellules récoltées par comptage manuel.Ensemencez les cellules sur 24 plaques de puits à une densité cellulaire de 50 000 cellules par millilitre, par puits, et incubez les plaques à 19 degrés Celsius sous une atmosphère normale pendant 48 heures avant les expériences. Après avoir nourri les poissons pendant 11 jours et les avoir euthanasiés, prélever un échantillon regroupé des excréments du poisson en les dépouillant de la nageoire ventrale à l’anus et le placer sur une assiette. Utilisez une spatule pour transférer les matières fécales de la plaque dans un tube conique de 50 millilitres.Stockez immédiatement les échantillons à 20 degrés Celsius. Dans cette étude, la disponibilité minérale des aliments pour poissons est évaluée à l’aide d’un certain nombre de méthodes complémentaires. L’analyse représentative de l’alimentation du saumon de l’Atlantique par la méthode de spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif par chromatographie d’exclusion de taille fournit des données sur les espèces chimiques de zinc présentes dans la fraction soluble.Cinq pics contenant du zinc peuvent être vus dans cette fraction, chacun avec un poids moléculaire différent. Les espèces chimiques de zinc présentes dans la fraction soluble peuvent avoir différentes sources, car l’aliment utilisé contient à la fois des ingrédients marins et végétaux, et est complété. La gamme de poids moléculaire de ces espèces suggère que ces composés pourraient être des métalloprotéines.Alors que la solubilité du zinc 65 supplémenté augmente la présence de tous les acides aminés testés, une solubilité plus élevée est trouvée avec l’histidine et la lysine. L’absorption apicale de zinc dans les cellules GC d’Arteca est significativement influencée par la présence de L-Met ou de DL-Met à deux concentrations millimolaires. De plus, l’impact de la méthionine sur l’absorption du zinc est affecté négativement par la présence de BCH.Le principal avantage de ce protocole est que nous avons essayé de combiner différentes approches dans les études visuelles, analytiques et invivo, pour nous comparer et nous compléter mutuellement lorsqu’il s’agit d’étudier la disponibilité des minéraux.

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