NMBU-forskere har funnet årsaken til en stor utfordring for oppdrettsnæringa

NMBU Veterinærhøgskolen har forsket på svarte flekker i fiskefileten i over 20 år. Nå står forskerne overfor et betydelig gjennombrudd. De mener flekkene skyldes endringer i fettvevet.

Fra muskelceller til fettceller

Muskulaturen hos laks består av muskelsegmenter som er adskilt av bindevevsdrag med store mengder fett.

– Fram til nylig har vi konsentrert oss om laksens muskulatur og forandringer i muskelcellene for å finne ut hvorfor disse flekkene oppstår, sier førsteamanuensis Håvard Bjørgen.

 Nå mener han imidlertid at svaret ikke finnes i muskelcellene likevel.

– Vi mener årsaken til at det oppstår svarte flekker primært skyldes skader på fettceller.

Hjelp fra patologer ved humansykehus

I mange år har forskerne sett hulrom av ulik størrelse i muskulaturen, i forbindelse med de svarte flekkene. Disse hulrommene er fylt med fett.

– Vi har sett og beskrevet dem tidligere, men vi har vært opptatt av forandringene i muskelcellene og ikke skjønt sammenhengen med fettet, sier professor Erling Olaf Koppang.

– Til slutt ble jeg lei av å ikke vite hvorfor de oppstår, så jeg sendte noen bilder til humanpatologene Britta Kleist ved Sørlandet sykehus HF Kristiansand og Marius Lund-Iversen ved Oslo Universitetssykehus for å høre om de dro kjensel på forandringene, sier Bjørgen.

Døde fettceller

Og det gjorde de. De hadde sett lignende endringer i fettvev hos mennesker og sa at dette var typiske forandringer som oppstår i forbindelse med fettnekrose. Fettnekrose vil si at fettcellene i vevet dør.

Fettcellene skal egentlig være flere runde, avgrensede celler i større ansamlinger, men når de dør, kan de brytes opp og smelte sammen i større kuler som til slutt ser ut som en cyste. De kan bli så store at de kan ses med det blotte øye.

Døende fettceller kan også være med på å danne såkalte granulomer, som er kroniske ansamlinger av betennelsesceller Selv om mennesker ikke utvikler svarte flekker slik fisken gjør, kjente patologene igjen fettforandringene i flekkene.

– Vi diskuterte funnene fortløpende, og etter et omfattende litteratursøk og gjennomgang av mange vevssnitt fra laksefileter med svarte flekker, kunne vi etter hvert se at fettnekrose er en sentral pådriver for utvikling av flekkene, sier Bjørgen.

Koppang mener funnene viser hva man kan få til med et godt tverrfaglig samarbeid.

– Vi setter stor pris på engasjementet og kunnskapen Britta og Marius har bidratt med inn i prosjektet. Det har vært helt avgjørende for oss. 

Lagrer fett i muskelen

Det er kjent fra humanmedisin at fettnekrose som regel begynner med blødninger i fettvevet.

– Det stemmer også godt med at melaninflekkene begynner som blødninger i form av røde flekker, sier Bjørgen.

Hos mennesker kan fettnekrose oppstå i vev som inneholder mye fett, slik som under bukhinne, i brystvev og i underhud. Laksen lagrer store mengder fett i muskulaturen, og derfor kan fettnekrose oppstå nettopp her.

–  Vi ser flest røde og svarte flekker i de fremre områdene av fileten, som også er de feteste, sier Bjørgen.

Kan skyldes for mye planteolje i fôret

Hvorfor fettnekrosen oppstår hos laksen, vet ikke forskerne ennå, men svarte flekker er aldri observert hos villaks.

– Det tyder på at det skyldes forhold i oppdrettsanleggene, sier Koppang.

Det finnes flere årsaker til fettnekrose. Den vanligste er et såkalt traume, slik som en slagskade. Det kan oppstå ved håndtering av laksen, for eksempel ved lusebehandling. Fettnekrose kan også skyldes for mye umettede fettsyrer i fôret eller fett av feil kvalitet, for lite vitaminer eller antioksidanter eller enzymer som bryter ned fettet. 

– Vi mener det er verdt å undersøke nøye både om traumer og ugunstig fettinnhold i fôret kan være årsaker, eventuelt i kombinasjon, sier Bjørgen.

– Vi holder det som mest sannsynlig at høyt innhold av planteoljer i fôret gir en fettsammensetning med for mye flerumettede fettsyrer og tilsvarende for lite mettet fett. Dette er en kjent årsak til fettnekrose hos andre dyr. I tillegg kan et ugunstig forhold mellom fettsyrene omega-6 og omega-3 virke som bensin på bålet, sier Koppang. 

Oksygenmangel i vevet

Etter innsikten fra humanpatologene har Bjørgen og Koppang arbeidet med å verifisere at de svarte flekkene skyldes fettnekrose.

Blødningene som ofte er starten på fettnekrose hos mennesker, følges av såkalt hypoksi, som betyr at det blir en mangel på oksygen i vevet. Det er det som gjør at fettcellene dør.

I samarbeid med både NOFIMA og Veterinærhøgskolen i Zürich har de både påvist og fått verifisert at det er tydelige indikasjoner på hypoksi i områdene med svarte flekker, noe som igjen peker i retning av fettnekrose.

Har fått på plass viktige pusespillbrikker

På grunn av samarbeidet med humanpatologene kan Bjørgen og Koppang nå foreslå en kronologisk utvikling av de svarte flekkene. Dette har ikke vært mulig tidligere.

– Problemet vårt har hele tiden vært at vi ikke har noen eksperimentell modell for å studere de forskjellige utviklingstrinnene ved dannelsen av en melaninflekk, sier Bjørgen.

De svarte flekkene oppdages på slakteriet, og fisken sendes inn til forskerne. Da er flekkene i ulike utviklingsstadier.

– Disse løsrevne øyeblikksbildene kan se veldig forskjellige ut og gi et forvirrende bilde, sier Koppang

– Men humanpatologenes beskrivelse av utviklingen av fettnekrose har gjort at vi nå har fått på plass mange puslespillbiter og ser et mye tydeligere bilde av utviklingen fra blødning til svart flekk, sier Bjørgen.

Han understreker at dette kun er en deskriptiv studie som må testes eksperimentelt.

Reparerende celler med melanin

I det tidlige stadiet av flekkene er det oksygenmangel som er problemet. De røde flekkene vi ser i fiskefileten, skyldes at det lekker ut blod når cellene skades og dør.

Etter hvert kommer det reparerende immunceller til for å bøte på problemet. Blant disse er det celler som produserer pigmentet melanin, som gir flekkene den karakteristiske svarte fargen.

Overbelastning for immuncellene

–Melanin er en kraftig antioksidant. Vi ser at melaninet hovedsakelig ligger rundt fettansamlinger i flekkene, og trolig har melaninet en beskyttende effekt på vevet som er utsatt for oksidasjon, forklarer Koppang.

Jobben er imidlertid for stor for immuncellene.

– Makrofagene, eller «opprydningscellene», får ikke ryddet unna alt fettet, og det blir en langvarig betennelse. Cystene kan bli værende i flere år, som en kronisk tilstand, forklarer Bjørgen.

Infeksjoner kan forverre tilstanden

Tidligere har forskerne påvist at infeksjoner med piscine orthoreovirus 1 (PRV1) bidrar til utviklingen av svarte flekker.  

– Det mener vi fortsatt. Slike infeksjoner gir også betennelse og bidrar til en forverring av tilstanden og utviklingen av svarte melaninflekker, forklarer Bjørgen.

Melaninproduksjon er en generell immunmekanisme som kan stimuleres av flere faktorer, for eksempel fettnekrose, virusinfeksjoner og parasitter.

– Likevel tyder alt på at fettnekrose er den sentrale driveren bak klassiske melaninflekker, sier Bjørgen.

Også et fiskevelferdsproblem

Svarte flekker har tidligere blitt primært sett på som et problem når det gjelder kvaliteten på fiskefiletene. Men hvis de er forårsaket av fettnekrose, kan de også påvirke fiskens velferd.

– Vi vet lite om hvordan det påvirker fisken, men fettnekrose er en kronisk betennelse, og kroniske betennelser, særlig i muskulaturen, er jo smertefullt for oss mennesker. Så det er rimelig å anta dette er vondt for fisken, sier Koppang.

Kontinuitet gir resultater

Faggruppe for anatomi ved Veterinærhøgskolen, NMBU har hatt prosjekter på melaninflekker mer eller mindre kontinuerlig siden 2012 og har gjennom store deler av denne perioden fått prosjektstøtte fra FHF–Fiskeri- og havbruksnæringens forskningsfinansiering.

– Funnene vi nå har, viser hvor viktig slik finansiell støtte er. Det har gitt kontinuitet i forskningen vår, sier Bjørgen.