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El uso de nucleótidos para incrementar la sostenibilidad de dietas y cultivos acuícolas
La necesidad de proveer proteína animal a una población creciente involucra disminuir los impactos ambientales de la producción a través de innovaciones que incrementen la sostenibilidad, la calidad y el contenido nutricional de peces y camarones. El alimento en la producción animal puede ser responsable por 50 – 80% de la huella ambiental, está directamente relacionado con la rentabilidad de los cultivos y su sostenibilidad, y tiene un papel crítico en la producción de animales saludables, de alta calidad y valor nutricional para el consumo humano.
Por: Thiago Soligo y Eduardo Yamashita *
Asu vez, la rentabilidad de la acuicultura, como elemento clave del pilar económico de la sostenibilidad, depende de un buen desempeño de crecimiento y supervivencia en las granjas de peces y camarones.
Dentro del contexto de sostenibilidad y rentabilidad, la acuicultura enfrenta desafíos como:
1. La restricción del uso de antibióticos debido a la preocupación por el aumento de la resistencia bacteriana:
El uso de antibióticos por parte de humanos y animales ha sido objeto de gran escrutinio. Por lo tanto, están en marcha contramedidas para introducir programas alternativos de gestión sanitaria integrada – incluyendo planes nutricionales y dietas funcionales.
2. La presión para reducir el nivel de harina de pescado en las dietas, por razones de sostenibilidad y costo:
Las fórmulas de alimentos para la acuicultura han cambiado significativamente en los últimos años, disminuyendo el uso de ingredientes marinos e incrementando los ingredientes vegetales. En esas fórmulas, aun cuando harinas vegetales pueden llegar a los niveles de proteínas requeridos, es necesario atender a los requerimientos nutricionales de micronutrientes como DHA/EPA, vitaminas, aminoácidos y nucleótidos de la especie para optimizar su nutrición, crecimiento y supervivencia.
Es necesario un adecuado manejo nutricional para asegurar la rentabilidad en la producción animal.
La acuicultura puede hacer frente a enfermedades y superar las condiciones de estrés, disminuyendo la dependencia del uso de antibióticos, con prácticas acuícolas responsables, que deben ser adoptadas como estrategia siempre que se desee producir de manera sostenible.
Es posible mejorar el desempeño de los cultivos acuícolas a través de dietas rentables y funcionales, ajustadas a las condiciones y desafíos de las granjas.
Las funciones de los nucleótidos en las dietas de peces y camarones se han estudiado durante más de 25 años, son reconocidos por sus efectos de fortaleciendo al sistema inmune y la proliferación celular, lo que se refleja en un incremento en supervivencia y crecimiento.
Los nucleótidos son una excelente alternativa para, optimizar dietas que utilizan ingredientes vegetales, para compensar el bajo perfil de nucleótidos de esas materias primas, buscando ser más rentables y sostenibles.
Nucleótidos para una nutrición óptima y refuerzo inmunológico
Los nucleótidos cumplen un conjunto diverso de funciones importantes en las células, como subunidades de ácidos nucleicos, transportan información genética.
También son los principales portadores de energía en las células, componentes estructurales de muchos cofactores enzimáticos y mensajeros celulares.
Los nucleótidos son los bloques de construcción básicos para la síntesis de ADN, ARN, ATP y coenzimas claves involucradas en procesos metabólicos esenciales.
En condiciones normales, las bases púricas y pirimidinas asociadas a los nucleótidos son obtenidas por síntesis de novo (ver Figura 1) con gasto de energía y uso de aminoácidos como glutamina, glicina y aspartato, o por la vía de salvamiento (reciclaje) de aminoácidos intermediarios, y eso es suficiente para atender las necesidades de individuos saludables.
Figura 1. Síntesis de novo a partir de ribose-5-phosphato y carbomayl phosphato, o por la vía de salvamiento, utilizando aminoácidos (amarillo). Nucleótidos libres (azul). (Adaptado de Li et al., 2012).
En caso de que haya un agotamiento de nucleótidos durante condiciones de estrés, enfermedades, lesiones o durante etapas de rápido crecimiento y desarrollo, que necesitan rápida proliferación celular, la síntesis endógena de novo no es suficiente para atender el requerimiento de los animales.
En dichas situaciones, la suplementación exógena de nucleótidos (por medio de dieta) es una alternativa para compensar la deficiencia de nucleótidos, y así, minimizar bajas en el desempeño de crecimiento o supervivencia en los cultivos.
Igualmente, el uso de nucleótidos es recomendado para prevención al uso de antibióticos en animales sujetos a condiciones de estrés típicos de operaciones acuícolas como manejos de vacunación, exposición a enfermedades, cambios en la calidad de agua y parámetros ambientales.
Cuando existen periodos de estrés con altas densidades, trasferencias, condición ambiental o enfermedades, los cultivos acuícolas pueden beneficiarse de la suplementación de nucleótido en la dieta, sea para compensar su deficiencia o beneficiarse de efectos adicionales de suplementación para apoyar la proliferación y diferenciación celular.
La ingesta de nucleótidos libres reduce el gasto energético y la degradación de aminoácidos para la síntesis de novo, lo que es apuntado en estudios como la razón para la mejora en la eficiencia alimenticia con ahorro de energía.
La ingesta de nucleótidos también puede alterar la estructura del tracto gastrointestinal aumentando la altura del pliegue y microvellosidades de peces como el salmón, tilapia y el camarón (ver Figura 2). Esta influencia favorece la absorción de nutrientes durante la digestión y mejora la utilización del alimento y crecimiento.
Figura 2. Fotomicrografías de secciones transversales del medio-intestino de camarón Litopenaeus vannamei. El aumento del espesor (tJW) del grosor de la pared intestinal y altura de la vellosidad intestinal (hV) es visible con dosis crecientes de nucleótidos Rovimax ® NX con 40% nucleótidos libres. Tratamientos: A 0 ppm, B 90ppm y C 120ppm. (Adaptado de Guo, et al., 2016).
Igualmente, está establecido que los nucleótidos influyen en la actividad de fagocitosis de los macrófagos, el conteo total de hemocitos, además actividad de super anión oxidase intracelular (SOD) y actividad de la lisozima (Tabla1), claves en la primera barrera de defensa del sistema innato, muy importante para camarones.
Por otro lado, la investigación sobre la modulación de la inmunidad adaptativa por nucleótidos exógenos ha mostrado consistentes resultados en la actividad de linfocitos (Shiau, et al., 2015).
Tabla 1. efectos de nucleótidos Rovimax ® NX con 40% nucleótidos libres, en la modulación de la respuesta inmune de camarones. Nontawith Areechon, 2012.
En suma, los nucleótidos mejoran la resistencia a los patógenos, aumentan la tolerancia al estrés, modulan las respuestas inmunitarias, aceleran el crecimiento de los hepatocitos, mejoran la superficie de la mucosa intestinal, mejoran la calidad de larvas y reproductores de peces y camarones, además de poder aumentar la ingestión de los alimentos e indirectamente mejorar la calidad de agua (ver Figura 3).
Figura 3. Beneficios de los nucleótidos.
¿Cuál es la diferencia entre contenido de nucleótidos totales y libres?
Cuando miramos detalles como el contenido y concentración de opciones en nucleótidos disponibles en el mercado, es importante revisar grado de pureza y cantidades de nucleótidos totales y libres.
Sobre estos dos tipos de nucleótidos podemos decir:
• Nucleótidos totales:
Es el contenido total de ácidos nucleicos presentes en el producto. Son nucleótidos unidos a ácidos nucleicos que no están disponibles para el uso inmediato del animal.
• Nucleótidos libres:
Son nucleótidos no unidos al ARN (AMP, GMP, CMP, UMP, IMP). Los peces y camarones utilizan nucleótidos libres para llevar a cabo gran cantidad de funciones vitales. Los nucleótidos libres están en la forma lista para el uso de peces y camarones.
Esa distinción permite hacer la correcta dosificación de nucleótidos que serán añadidos a la dieta con fuentes exógenas y una comparación de concentración de producto equivalente.
Pruebas con nucleótidos
Algunas investigaciones en suplementación de nucleótidos como nutrientes funcionales en alimentos acuícolas, demuestran de una manera consistente los beneficios de su uso en el manejo de la salud de los peces y camarones (Hossain et al., 2020).
Figura 4. Efecto de nucleótidos en la dieta en la supervivencia cumulativa de camarón L. vannamei desafiados con Vibrio parahaemolyticus después de 7 días. (Adaptado de Guo, et al., 2016).
Figura 5. Efecto de nucleótidos en la dieta en la supervivencia cumulativa de tilapia Oreochromis niloticus × O. aureus desafiados con Streptococcus iniae después de 7 días. (Adaptado de Shiau, et al., 2015).
Conclusión
Estudios sobre los efectos de la suplementación con nucleótidos en dietas acuícolas revelan que los mismos pueden ejercer una influencia positiva en la resistencia a enfermedades, mejorando el funcionamiento del sistema inmunológico.
De la misma manera, el uso de nucleótidos está asociado a un menor gasto energético en la síntesis de novo, lo que posibilita un mejor desempeño y eficiencia.
El uso de nucleótidos es recomendado en:
Dietas funcionales para mejorar la resistencia a enfermedades y al estrés de cultivo, y en formulas con reemplazo de ingredientes marinos por vegetales, dando como resultado, mejora en la supervivencia, en la tasas de crecimiento y en la sostenibilidad del cultivo de peces y camarones.
*Thiago Soligo, MSc, Aquaculture Marketing Manager DSM Nutritional Products Latin America San José, Costa Rica. Email: Thiago.Soligo@dsm.com *Eduardo Yamashita, MBA, Regional Technical Service Manager, Aquaculture DSM Nutritional Products Latin America
Referencias bibliográficas citadas por los autores al interior del artículo, disponibles bajo previa solicitud a nuestro equipo editorial.
