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Los nucleótidos en la nutrición de las especies acuícolas
La mejor estrategia para mejorar la inmunidad, la salud intestinal y aumentar la productividad
La industria de los alimentos balanceados para acuicultura, al igual que otras industrias de alimentación animal, examina constantemente el mercado y los últimos desarrollos en busca de nuevos ingredientes que puedan dar un valor añadido a sus formulaciones en términos de calidad y funcionalidad, repercutiendo directamente en los parámetros de producción y el rendimiento de los animales.
Por: Oriol Roigé, Product Manager – Animal Nutrition Bioiberica *
En una industria tan pujante como es la acuicultura, con crecimiento sostenido en producción y donde se investiga la introducción de nuevas especies, la adición de nuevos ingredientes funcionales a la dieta juega un papel muy importante y lo será aún más en el futuro.
Uno de estos nuevos ingredientes son los nucleótidos.
Los nucleótidos son compuestos intracelulares de bajo peso molecular que desempeñan un papel clave en, literalmente, todos los procesos bioquímicos y celulares de todos los seres vivos.
Los nucleótidos de la dieta se han investigado y estudiado en la nutrición de animales y acuicultura desde hace algunos años, aunque no ampliamente.
Están formados por tres unidades diferentes: una pentosa (azúcar), una base nitrogenada y un grupo fosfato.
La pentosa es una ribosa o una desoxirribosa (formando el ARN y el ADN respectivamente), la base nitrogenada puede ser una purina o una pirimidina dependiendo de la estructura molecular, y el grupo fosfato puede contener de uno a tres fosfatos.
Los animales pueden adquirir los nucleótidos a partir de dos fuentes diferentes: una ruta endógena a través de la síntesis de novo, y una ruta exógena a través de la dieta.
Dado que los nucleótidos pueden ser sintetizados por los organismos vivos, no se consideran nutrientes esenciales. Sin embargo, en periodos de vida específicos con estrés, enfermedades, crecimiento rápido o disponibilidad de alimentos limitada, la síntesis de novo de nucleótidos puede ser insuficiente para cubrir las necesidades del animal.
Esto se debe a que la producción endógena de nucleótidos es un proceso que requiere mucha energía para el organismo, y durante estos periodos la energía puede ser limitada.
Los nucleótidos, como bloques de construcción del ADN, están implicados principalmente en procesos en los que la replicación celular es importante y necesaria.
La replicación celular está relacionada con el crecimiento global y el desarrollo y reparación de los tejidos.
Por esta razón, los nucleótidos son muy útiles en las primeras etapas de la vida, cuando los animales crecen rápidamente y los tejidos necesitan replicarse con rapidez.
Más concretamente, algunos sistemas clave se benefician directamente de esta propiedad de los nucleótidos: el sistema inmunitario y el sistema digestivo.
Ambos sistemas son de enorme importancia para la producción animal en acuicultura: el sistema inmunitario protege al organismo de las enfermedades y es responsable de la supervivencia y el desarrollo saludable, mientras que el sistema digestivo es responsable del correcto desarrollo y salud de los intestinos, la absorción de nutrientes y el crecimiento y la producción en general.
Así, cuanto más desarrollados estén estos sistemas, mejor será su supervivencia, rendimiento y productividad.
Los nucleótidos en las dietas de acuicultura y la inmunidad
Hay muchas razones por las que los nucleótidos son necesarios en las dietas de acuicultura.
Las pérdidas económicas de los productores causadas por enfermedades son cada vez más frecuentes en el sector.
Estas patologías tienen múltiples causas: condiciones nutricionales desequilibradas, gestión incorrecta de la producción (superpoblación) o mala calidad del agua.
Todos estos factores afectan a los peces causándoles estrés, lo que repercute directamente en el sistema inmunitario del animal disminuyendo su resistencia a las infecciones y enfermedades y limitando su consumo de alimento.
Esto, por supuesto, supone una disminución en la supervivencia y la producción.
Figura 1. Porcentaje de la actividad bactericida del suero suplementado con dosis crecientes de Nucleoforce.
Figura 2. Porcentaje de actividad del lisozima de los peces suplementados con dosis crecientes de Nucleoforce.
Además, hubo un efecto dependiente de la dosis de la actividad antioxidante de los peces, que fue mayor en los peces suplementados gracias a una mayor actividad de las enzimas antioxidantes glutatión peroxidasa (GPX) y superóxido dismutasa (SOD) (Figura 3 y 4)
Figura 3. Actividad de la enzima antioxidante glutatión peroxidasa (GPX) en peces suplementados con dosis crecientes de Nucleoforce.
Figura 4. Actividad de la enzima antioxidante superóxido dismutasa (SOD) en peces suplementados con dosis crecientes de Nucleoforce.
Se realizó un desafío con A. sobria al final del estudio para evaluar la supervivencia de los peces suplementados frente al grupo de control.
La supervivencia a los 14 días del desafío aumentó significativamente cuando la dosis de nucleótidos fue mayor (Figura 5).
Este estudio demostró que los nucleótidos tienen un fuerte efecto modulador del sistema inmunitario de los peces, promoviendo la capacidad del sistema defensivo para combatir los patógenos y aumentando la actividad antioxidante.
La mejora de la salud y de la condición corporal proporcionó una mayor resistencia y permitió a los animales sobrevivir mejor ante un desafío.
En condiciones comerciales y desafiantes, el uso de nucleótidos parece prometedor para aumentar la supervivencia, la producción y la calidad de las piscifactorías y abre la puerta a trabajar en entornos libres de antibióticos.
Figura 5. Mortalidad acumulada de peces suplementados con diferentes dosis de Nucleoforce 14 días después del desafío con A. sobria.
En un ensayo similar, camarones complementados con nucleótidos (Nucleoforce) durante 4 semanas fueron desafiados con el virus del Síndrome de Mancha Blanca (WSS).
La tasa de supervivencia se revisó 9 días después de la infección.
Los resultados se muestran en la Figura 6. Camarones suplementados con 500ppm de nucleótidos fueron capaces de lograr una mayor tasa de supervivencia, que fue alrededor de un 15% mayor el día 4, después del desafío.
Figura 6. Tasa de supervivencia de los camarones del grupo de control frente a los suplementados con 500 ppm de nucleótidos de 1 a 9 días después del desafío con el virus WSS.
En otro ensayo realizado en Chile, se probaron los nucleótidos contra la infección por Pisciricketsia salmonis, uno de los principales patógenos que afectan a la acuicultura de salmones.
El experimento se diseñó con cuatro grupos experimentales de salmones (1) un grupo con vacunación placebo alimentado con una dieta control, (2) un grupo con vacunación SRS alimentado con dieta control, (3) un grupo con vacunación placebo alimentado con una dieta experimental que contenía 300ppm de nucleótidos (Nucleoforce, Bioiberica), (4) y un grupo con vacunación SRS alimentado con una dieta experimental que contenía 300ppm de nucleótidos (Nucleoforce, Bioiberica).
Los salmones tenían un peso medio de 10g al inicio del ensayo, fueron vacunados a los 21d, desafiados a los 71d y los resultados se recogieron hasta los 103d.
Como los nucleótidos son inmunomoduladores, se trataba de ver si los nucleótidos tenían algún efecto como potenciadores de la vacuna, teniendo en cuenta que las vacunas requieren la activación y el desarrollo del sistema inmunitario.
Los resultados se muestran en la Figura 7.
Figura 7. Mortalidad acumulada de los diferentes grupos experimentales con diferentes combinaciones de dieta y vacunación.
Sorprendentemente, se descubrió que el grupo de salmones alimentados con una dieta experimental que contenía nucleótidos, pero con vacunación placebo (3) mejoró su tasa de supervivencia incluso más que el grupo alimentado con una dieta de control pero con vacunación SRS (2).
Esto es un claro indicador de la utilidad de los nucleótidos en la maduración temprana del sistema inmunitario, que permitió a los salmones ser lo suficientemente fuertes para superar la infección incluso mejor que los salmones vacunados con SRS.
Sin embargo, el grupo que mostró los mejores resultados fue el que combinó la vacunación contra el SRS y una dieta suplementada con nucleótidos (4).
Esta combinación mostró la mejor reducción de la mortalidad. Además, cuando se analizaron los parámetros de productividad antes del desafío (en el día 70), se observó que los grupos suplementados con nucleótidos mostraron un mayor peso corporal que los salmones alimentados con la dieta de control (Figura 8).
Figura 8. El día 70 (antes de la exposición) se compararon salmones con dietas de control y dietas experimentales (con nucleótidos). Los salmones que habían estado tomando nucleótidos mostraron un peso corporal significativamente mayor.
Nucleótidos dietéticos y salud intestinal: compensando el impacto negativo de las proteínas vegetales
Es una tendencia creciente eliminar las harinas de pescado de las dietas acuícolas y sustituirlas por proteínas de origen vegetal, que aumentan imparablemente en las formulaciones de los balanceados de acuicultura.
Sin embargo, se sabe que las proteínas de origen vegetal tienen un impacto negativo en la salud intestinal de los peces, ya que fuentes como la soya contienen factores antinutricionales que dañan el intestino causando inflamación y limitando su correcto desarrollo, lo que tiene una relación directa con la disminución de la productividad.
En un primer ensayo realizado en Portugal, se probó la suplementación con 1000 ppm de nucleótidos (Nucleoforce, Bioiberica) en juveniles con un peso medio inicial de 37.2g durante un periodo de 60 días.
El grupo de nucleótidos y el grupo de control tenían dietas con alto contenido en proteínas vegetales (75%), ver Figura 9.
Figura 9. Comparación del peso corporal de los peces con dietas de control y dietas experimentales (suplementadas con nucleótidos).
Los resultados mostraron una mejora significativa del peso corporal después de 60 días en el grupo de los nucleótidos y un aumento significativo de la actividad de la leucina aminopeptidasa (datos no mostrados), lo que sugiere una mejora del estado de los enterocitos y una mayor capacidad de digestión.
Las secciones histológicas también mostraron un intestino mejor desarrollado (Figura 10).
Figura 10. Cortes histológicos de intestino a los 60 días. La Figura 9A es de pescado con suplementación de nucleótidos, 9B es de pescado con dietas de control.
En un segundo ensayo realizado en Valenica (España), se probó la suplementación con 250 ppm de nucleótidos (Nucleoforce, Bioiberica) en doradas juveniles con un peso medio inicial de 11g durante un periodo de 134 días.
Tanto el grupo de nucleótidos como el de control recibieron dietas 100% vegetales sin harina de pescado. Los resultados se muestran en las Figuras 11 y 12.
Figura 11. Diferencias en la ganancia de peso de doradas alimentadas con una dieta control y con una dieta suplementada con nucleótidos.
Figura 12. Diferencias en la Tasa de Crecimiento Individual (IGR) y la Tasa de Conversión Alimentaria (FCR) de doradas alimentadas con una dieta de control y con una dieta suplementada con nucleótidos.
Los peces suplementados con 250 ppm de nucleótidos se comportaron significativamente mejor que los alimentados con la dieta de control.
Después de 134 días, se produjeron mejoras significativas en el peso corporal, la tasa de crecimiento y el FCR en comparación con el grupo de control.
Ambos ensayos sugieren que los nucleótidos son una excelente estrategia para reducir significativamente el impacto de las proteínas vegetales en la alimentación de los peces.
En otras palabras, complementar las dietas de los peces con nucleótidos es muy útil para aumentar el contenido de proteínas vegetales y reducir la harina de pescado, ya que reducen significativamente el impacto negativo de estas proteínas.
Los nucleótidos en la dieta y el crecimiento: el ingrediente clave para el desarrollo corporal y la productividad
Los nucleótidos, como moléculas constructoras clave del ADN y el ARN, son especialmente necesarios en todos los procesos biológicos relacionados con la proliferación celular, el crecimiento de los tejidos y el metabolismo de las proteínas.
Selim et al., (2020) estudiaron el efecto de la suplementación con nucleótidos (Nucleoforce, Bioiberica) en la expresión de dos factores de crecimiento, la grelina y el IGF (Insulin-like Growth Factor).
Como se muestra en la Figura 13, la suplementación con nucleótidos mostró un aumento de los niveles de ambos factores de crecimiento de forma dependiente de la dosis.
La grelina es una hormona del crecimiento que suele conocerse como la “hormona del hambre”, ya que promueve la ingesta de alimento.
La promoción de la ingesta de alimento es clave en la producción animal para lograr la máxima productividad y un sistema intestinal saludable.
El IGF es una hormona de crecimiento muy conservada, con un claro efecto estimulador del crecimiento corporal sistémico y que promueve el crecimiento en casi todos los tejidos del cuerpo.
Los nucleótidos pueden promover el crecimiento de las especies de peces y cumplir con el máximo potencial de crecimiento de la producción acuícola.
Figura 13. Los niveles de expresión génica de grelina e IGF en peces complementaron los niveles crecientes de Nucleoforce.
Conclusiones
Los nucleótidos son nutrientes semi esenciales que tienen funciones clave en el organismo de los peces y los animales.
Los nucleótidos son muy útiles en algunas etapas específicas del desarrollo, especialmente en aquellas en las que la replicación de las células y los tejidos es muy importante: etapas tempranas de la vida, infecciones y enfermedades, vacunaciones, estrés, etcétera.
Los nucleótidos ayudan a que el sistema inmunitario se desarrolle más rápidamente, preparándolo para cualquier desafío.
Además, contribuyen al desarrollo saludable de los intestinos, mejorando la productividad y el rendimiento general.
*Oriol Roigé es Product Manager de Animal Nutrition en Bioiberica, Barcelona (España). Email de contacto del autor: oroige@ bioiberica.com Las referencias y bibliografía consultadas en la elaboración de este artículo, se encuentran disponibles bajo previa solicitud al autor.
