Vitamin dibutuhkan dalam jumlah kecil dari sumber eksogen (biasanya makanan) untuk pertumbuhan normal, reproduksi, dan kesehatan ikan. Penelitian tentang interaksi vitamin dan kesehatan ikan secara historis berfokus pada memperkirakan jumlah minimum nutrisi yang diperlukan untuk mempertahankan pertumbuhan normal, kelangsungan hidup, dan tidak adanya tanda-tanda defisiensi pada beberapa spesies yang penting secara ekonomi.

Tanda-tanda kekurangan vitamin yang umum pada ikan termasuk pertumbuhan yang buruk, penurunan efisiensi pakan, perdarahan, miopati (kelainan fungsi otot), peningkatan waktu koagulasi, hipereksitabilitas, katarak, erosi sirip, anemia, hiperplasia insang, dan skoliosis. Persyaratan minimum untuk setidaknya 15 vitamin telah ditetapkan untuk ikan yang menggunakan kriteria ini, meskipun terdapat variasi yang cukup besar dalam persyaratan vitamin dari berbagai spesies.

Sebagian besar spesies membutuhkan kelompok yang larut dalam lemak: vitamin A, D, E dan K, dan kelompok yang larut dalam air: thiamin, riboflavin, B6 (piridoksin), asam pantotenat, niasin, biotin, folat, B12 (sianokobalamin), kolin, myoinostitol dan vitamin C.

Literatur mengenai kebutuhan vitamin untuk hewan akuatik terus berkembang. Persyaratan untuk banyak spesies yang terancam punah sedang ditentukan, selain persyaratan untuk kelompok kandidat akuakultur produksi yang terus berkembang. Seringkali, penentuan sifat esensial vitamin untuk spesies ini dilakukan setelah pengamatan awal terhadap tanda-tanda defisiensi. Namun, dengan tidak adanya persyaratan nutrisi yang ditentukan untuk spesies baru, ada kecenderungan untuk membuat kesalahan pada overfortifikasi dengan vitamin.

Suplementasi vitamin yang berlebihan dalam pakan ikan pada awalnya diperlukan untuk memastikan tingkat vitamin labil yang memadai setelah pemrosesan dan penyimpanan pakan. Namun, bahkan dengan munculnya bentuk vitamin yang lebih stabil dalam dua dekade terakhir, praktek melengkapi diet pada tingkat yang lebih besar dari kebutuhan terus berlanjut karena sebagian besar vitamin dapat diberikan pada tingkat megadose tanpa efek toksik. Selain itu, biaya suplementasi vitamin minimal jika dibandingkan dengan risiko kerugian produksi akibat kekurangan vitamin.

Kesehatan ikan

Alasan lain untuk melanjutkan suplementasi pakan hewan air pada tingkat tinggi adalah meningkatnya data penelitian yang mendukung peran vitamin dalam kesehatan ikan dan ketahanan terhadap penyakit. Sejumlah penelitian telah menunjukkan hubungan antara kekurangan vitamin dan gangguan respon imun serta resistensi penyakit.

Alasan yang mungkin untuk kisaran respon yang diamati termasuk kondisi pemeliharaan yang bervariasi, respon kekebalan individu terhadap patogen yang dievaluasi, variasi besar antar spesies, variasi genetik antara ikan, dan kurangnya rentang “normal” untuk parameter respon yang digunakan pada ikan “sehat”.

Namun pada akhirnya, beragam tanggapan dapat secara langsung dikaitkan dengan kekurangan desain eksperimental. Defisiensi tersebut umumnya menunjukkan kurangnya pemahaman atau terlalu menyederhanakan peran vitamin dalam fungsi sel dan bagaimana kebutuhan kuantitatif hewan untuk beberapa vitamin berubah karena komposisi makanan, tahap kehidupan, dan pengaturan berbagai proses fisiologis.

Interaksi makanan

Komposisi diet dapat sangat memengaruhi kebutuhan kuantitatif untuk beberapa vitamin karena interaksi antara vitamin dan makronutrien dan mikronutrien makanan lainnya, atau komponen makanan lainnya (termasuk faktor antinutrisi) yang memengaruhi ketersediaan vitamin.

Contoh interaksi antara vitamin dan nutrisi makro termasuk peningkatan kebutuhan vitamin sebanding dengan kandungan energi makanan, ketergantungan kebutuhan vitamin E pada jenis dan jumlah lipid makanan (asam lemak), dan peningkatan kebutuhan vitamin B6 dengan peningkatan protein makanan. Beberapa interaksi yang paling menonjol antara vitamin termasuk peningkatan kebutuhan asam folat ketika kadar asam askorbat rendah, efek hemat vitamin E dari peningkatan kadar vitamin C, dan efek hemat vitamin B12 dari peningkatan kadar folat. Studi juga menunjukkan variabilitas substansial dari kadar vitamin dalam banyak bahan pakan, serta penurunan penyerapan vitamin dari bahan pakan nabati.

Sayangnya, jenis interaksi diet ini sering tidak diperhitungkan dalam evaluasi efek suplementasi vitamin pada kesehatan ikan, sebagian karena kurangnya informasi mengenai tingkat endogen dan ketersediaan berbagai vitamin di sebagian besar bahan pakan dan karakterisasi diet yang tidak lengkap, dimanfaatkan untuk studi. Faktanya, dalam sebagian besar studi kebutuhan vitamin dalam diet diformulasikan untuk mengandung kelebihan semua nutrisi penting. Pendekatan ini dapat mengakibatkan meremehkan persyaratan target, karena mengabaikan potensi interaksi yang mempengaruhi tingkat minimum yang diperlukan.

Pengaruh tahapan hidup

Tahapan hidup juga mempengaruhi kebutuhan vitamin pada ikan. Secara umum bahwa kebutuhan sebagian besar vitamin berkurang seiring bertambahnya usia atau ukuran. Karena sebagian besar studi vitamin untuk hewan air telah dilakukan dengan juvenil yang tumbuh cepat, hal ini berkontribusi pada overfortifikasi diet akuakultur komersial. Hal ini memiliki implikasi penting, mengingat fakta bahwa lebih dari 90 persen pakan yang digunakan dalam produksi dikonsumsi selama tahap pertumbuhan post juvenile.

Studi terbaru dengan ikan post juvenile telah menunjukkan bahwa suplementasi vitamin dapat dikurangi secara substansial atau bahkan dihilangkan untuk beberapa spesies, seperti lele, menghasilkan biaya pakan yang lebih rendah tanpa mengurangi pertumbuhan. Namun, kehati-hatian harus digunakan sebelum mengurangi atau menghilangkan vitamin dari pakan pertumbuhan spesies lain jika tidak ada data pendukung.

Selain itu, selama pematangan (breeding), ikan kemungkinan membutuhkan kadar vitamin makanan yang lebih tinggi daripada yang dibutuhkan untuk pertumbuhan normal.  Misalnya, pada gilthead sea bream, kadar vitamin E yang tinggi mengurangi persentase telur abnormal dan meningkatkan kesuburan. Pada salmonids, kebutuhan vitamin C lebih tinggi untuk indukan daripada juvenil.

Fungsi sel

Peran vitamin dalam berbagai fungsi sel beragam dan saat ini hanya dicirikan sebagian. Namun, secara umum dapat diterima bahwa dengan peningkatan proses fisiologis seperti peradangan, stres, dan respon imun, sebagian besar kadar vitamin jaringan cepat habis. Pengamatan ini telah mengarah pada hipotesis bahwa tingkat makanan yang lebih besar dari yang dibutuhkan untuk pertumbuhan diperlukan untuk mencegah defisiensi vitamin spesifik jaringan.

Kekurangan vitamin diketahui berdampak negatif pada penyembuhan luka dan meningkatkan kerentanan terhadap infeksi dan stres. Oleh karena itu, tingkat kebutuhan vitamin yang berfluktuasi dengan kondisi hewan memiliki implikasi penting dalam merancang diet yang mengoptimalkan kesehatan ikan. Persyaratan vitamin yang berfluktuasi secara kondisional juga dapat menjelaskan mengapa meskipun penelitian substansial menghubungkan efek kekurangan vitamin dengan penekanan fungsi sel kekebalan pada ikan.

Variasi yang cukup besar dalam laporan yang diterbitkan tentang kemampuan vitamin untuk meningkatkan ketahanan dan kelangsungan hidup hewan setelah infeksi penyakit dengan berbagai patogen tidaklah mengejutkan. Pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme dimana vitamin memengaruhi fungsi sel dan sistem kekebalan diperlukan untuk menghargai banyak interaksi kompleks antara diet dan kerentanan terhadap patogen.

Kemajuan terbaru dalam metodologi analitik termasuk analisis microarray, yang secara global dapat mengkarakterisasi mekanisme dimana vitamin memodulasi fungsi kekebalan dan menyaring berbagai perubahan fungsional yang lebih luas dalam profil metabolit dan protein ditambah dengan protokol standar menawarkan pendekatan baru untuk mengidentifikasi mode aksi dan potensi interaksi vitamin dalam penelitian kesehatan ikan di masa depan.