Las altas densidades de población empleadas en la acuacultura del camarón blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei) a menudo conducen a un mayor estrés, susceptibilidad a enfermedades y menor rendimiento de crecimiento.
Un estudio publicado por una investigadora de la Purdue University Fort Wayne investigó el potencial de la suplementación dietética con ácido láurico (LA) y N-acetil-L-cisteína (NAC) para mejorar las respuestas inmunitarias y antioxidantes del camarón blanco del Pacífico criado en condiciones de alta densidad de población.
Desafíos en la cría intensiva de camarones: hipoxia y estrés oxidativo
La cría intensiva de camarones a menudo conduce a la hipoxia, una condición que compromete la función inmunológica y aumenta la susceptibilidad a las enfermedades.
La hipoxia desencadena la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ROS), como el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), el anión superóxido (O₂•⁻) y los radicales hidroxilo (•OH). Estos ROS causan la peroxidación lipídica de los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), generando subproductos nocivos como el MDA.
Para contrarrestar esto, los organismos dependen de los sistemas de defensa antioxidantes, que incluyen enzimas como la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa y la glutatión peroxidasa, así como moléculas no enzimáticas como el glutatión.
El papel de los aditivos alimentarios en la acuacultura del camarón
Para abordar los desafíos de la hipoxia y el estrés oxidativo, la industria de la acuacultura ha recurrido a aditivos alimentarios como aminoácidos, minerales, probióticos, prebióticos, péptidos, ácidos orgánicos y nucleótidos. Estos aditivos mejoran la inmunidad innata y adaptativa, mejoran la resistencia a los patógenos y mitigan el estrés oxidativo. Entre estos, el ácido láurico (LA) y la N-acetil-L-cisteína (NAC) han surgido como candidatos prometedores debido a sus propiedades antimicrobianas y antioxidantes.
Ácido láurico: un inmunomodulador natural
El ácido láurico, un ácido graso de cadena media que se encuentra en abundancia en el aceite de coco, el aceite de palma y el aceite de larvas de mosca soldado negra, ha demostrado importantes propiedades antibacterianas y antivirales. Es particularmente eficaz contra las bacterias grampositivas, inhibiendo la formación de biopelículas, la biosíntesis de membranas y los factores de virulencia.
N-acetil-L-cisteína: un potente antioxidante
NAC, un precursor sintético de la cisteína intracelular y el glutatión, es un poderoso antioxidante. Elimina directamente los radicales libres y aumenta los niveles celulares de glutatión, lo que reduce los marcadores de estrés oxidativo como el malondialdehído (MDA).
Diseño y metodología del estudio
El estudio involucró a 270 camarones con un peso promedio inicial de 0,65 gramos, divididos en cinco grupos de tratamiento. Los camarones se cultivaron en dos densidades de siembra: baja densidad de siembra (LSD) con 10 camarones por 0,80 pies³ y alta densidad de siembra (HSD) con 20 camarones por 0,80 pies³. Los cinco grupos de tratamiento fueron los siguientes:
- T1: Control negativo en LSD (sin suplementación)
- T2: Control positivo en HSD (sin suplementación)
- T3: HSD con 0,2 % de suplementación de LA
- T4: HSD con 0,2 % de suplementación de NAC
- T5: HSD con una combinación de 0,2 % de LA y 0,2 % de NAC
Cada tratamiento se repitió tres veces y el experimento duró ocho semanas. El rendimiento del crecimiento, la respuesta inmunitaria y la actividad antioxidante se evaluaron a través de varios parámetros bioquímicos y moleculares.
Principales hallazgos
Mejor rendimiento de crecimiento
Los camarones alimentados con dietas suplementadas con LA y NAC (T3, T4 y T5) mostraron un mejor crecimiento en comparación con los grupos de control. Se observaron niveles más altos de glucosa y proteína total en estos grupos, lo que indica una actividad metabólica y una utilización de nutrientes mejoradas.
Mejor respuesta inmunitaria
El recuento total de hemocitos (THC) y el índice fagocítico, que son indicadores críticos de la función inmunitaria, fueron significativamente más altos en los camarones que recibieron suplementos de LA y NAC. Además, la expresión de profenoloxidasa y lisozima, componentes clave del sistema inmunitario innato del camarón, fue elevada en T3, T4 y T5. Estos hallazgos sugieren que tanto LA como NAC pueden reforzar los mecanismos de defensa del camarón contra los patógenos.
Mayor capacidad antioxidante
El estudio reveló que la suplementación con LA y NAC condujo a una mayor expresión de enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa (SOD) y la glutatión peroxidasa (GPx). Al mismo tiempo, se observaron niveles más bajos de malondialdehído (MDA), un marcador de estrés oxidativo, en T3, T4 y T5. Esto indica que estos nutracéuticos mitigan eficazmente el daño oxidativo en camarones criados en altas densidades de población.
Activación de la vía de señalización inmunitaria innata
La expresión del receptor tipo toll-2 (TLR-2), un gen involucrado en la vía de señalización inmunitaria innata, fue significativamente mayor en los camarones alimentados con LA y NAC. Esto subraya aún más los efectos inmunomoduladores de estos suplementos.
Implicancias para la industria camaronera
Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para la industria de la acuicultura, ya que ofrecen una estrategia práctica para mitigar los efectos adversos de las altas densidades de población, lo que en última instancia conduce a camarones más saludables y prácticas de cultivo más sostenibles.
En este sentido, los resultados del estudio pueden impactar en la industria camaronera en:
Disminución de la dependencia de antibióticos
El estudio sugiere que la suplementación con NAC y LA podría disminuir la necesidad de antibióticos en la producción de camarón. El fortalecimiento del sistema inmunológico de los camarones los hace más resistentes a enfermedades, lo que podría reducir la necesidad de antibióticos, abordando un problema importante en la acuicultura.
Potencial para la acuicultura intensiva
Los resultados del estudio sugieren que la suplementación con NAC y LA podría ser una estrategia eficaz para mejorar la producción en sistemas de cultivo intensivo. Los sistemas intensivos de cultivo de camarón pueden ser más vulnerables a problemas de salud, estrés y enfermedades. Estos compuestos ayudarían a mejorar la resistencia del camarón blanco del Pacífico contra el estrés oxidativo y los patógenos.
Uso potencial como aditivos alimentarios
El estudio identificó a la NAC y el LA como buenos candidatos para aditivos alimentarios en la acuicultura intensiva de camarones a escala comercial. Los resultados positivos en el crecimiento, la respuesta antioxidante y la función inmune respaldan su potencial uso a nivel comercial.
Conclusión
El estudio demuestra que la suplementación dietética con 0,2% de ácido láurico (AL) y N-acetil-L-cisteína (NAC) puede mejorar significativamente las respuestas inmunitarias y antioxidantes del camarón blanco del Pacífico cultivado en condiciones de alta densidad de población. Al mejorar la expresión de enzimas antioxidantes clave y genes relacionados con el sistema inmunológico, estos nutracéuticos ayudan al camarón a combatir el estrés oxidativo y los patógenos de manera más eficaz.
Los resultados del estudio hace que el AL y el NAC sean candidatos prometedores para mejorar la resiliencia y la productividad del camarón en sistemas de acuicultura intensiva.
Contacto
Shafaq Fatima
Department of Biological Sciences, Purdue University Fort Wayne
Fort Wayne, Indiana, United States of America
Email: shaff01@pfw.edu
Referencia (acceso abierto)
Fatima S (2025) N-acetyl-L-cysteine and lauric acid; effective antioxidant and antimicrobial feed additives for juvenile Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei) cultured at high stocking density. PLoS ONE 20(1): e0315819. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0315819
