La intensificación de los sistemas acuícolas puede resultar en una mayor incidencia de enfermedades en los animales de cultivo, debido a las condiciones favorables para el crecimiento y diseminación de patógenos, lo que conduce a una menor productividad y por ende pérdidas económicas.
Durante mucho tiempo, los antibióticos fueron la respuesta para proteger y tratar a estos animales, pero su uso continuo ha generado problemas graves de seguridad alimentaria, reduciendo la respuesta inmunológica natural y aumentando la resistencia a cepas bacterianas perjudiciales.
En respuesta a estos desafíos, se han introducido aditivos funcionales naturales, en particular, sustancias derivadas de diferentes organismos marinos, que han demostrado tener un papel eficaz como inmunomoduladores y antioxidantes cuando se aplican en animales acuáticos.
Un equipo de científicos de la Chiang Mai University, de la Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, de The Arctic University of Norway, Cairo University, de la University of Messina, de la Norwegian University of Science and Technology, entre otras organizaciones, publicaron una revisión científica sobre las fuentes, modos de acción y efectos de las biomoléculas de origen marino sobre los animales acuáticos.
Biomoléculas de origen marino
El ambiente marino es una fuente rica de productos naturales que incluyen los polisacáridos, oligosacáridos, péptidos, vitaminas, minerales, ácidos grasos, esteroles, carotenoides y compuestos fenólicos.
Las moléculas bioactivas derivadas de algas, crustáceos, moluscos, hongos y peces, como astaxantina, carotenoides, quitosano, fucoidano, lectinas y ácidos grasos poliinsaturados (AGPI), son algunos de los aditivos más aplicados en la acuicultura.
Estas sustancias tienen un gran potencial para mejorar la salud y la resistencia de los organismos acuáticos, así como aumentar la producción.
Fuentes y mecanismos de acción
Los numerosos organismos marinos contienen compuestos con potencial químico y medicinal. En el ambiente marino, los invertebrados representan una fuente rica de sustancias empleados como compuestos funcionales.
Algunos materiales derivados de los organismos marinos históricamente vienen siendo usados como ingredientes alimentarios, incluido los polisacáridos. Estos compuestos son comúnmente llamados inmunoestimulantes.
Polisacáridos
Las macroalgas rojas contienen polisacáridos sulfatados que vienen siendo utilizados en los alimentos y otras industrias como agentes espesantes, gelificantes, estabilizantes y de suspensión.
Por otro lado, los carragenanos proveen fosfolípidos a los animales acuáticos e incrementan las características físicas de muchos animales. La eficacia del carragenano como promotor del crecimiento de crecimiento se ha demostrado en la carpa común.
Asimismo, las macroalgas son fuente de compuestos bioactivos que pueden producir una variedad de metabolitos secundarios con actividad antifúngica, antibacteriana y antihelmíntica. El estudio reporta que el alcaloide caulerpina obtenida de la Caulerpa scalpelliformis han mostrado efectos antimicrobianos contra Vibrio anguillarum.
Carotenoides
Los carotenoides son los pigmentos solubles en lípidos más abundantes. Estos pigmentos se encuentran principalmente en los cloroplastos de las algas; sin embargo, también pueden ser producidos por hongos y bacterias.
Estos pigmentos tienen diferentes efectos debido a su doble estructura, que incluye el camuflaje, la reproducción, la fotoprotección, y la aceptación del consumidor y en los peces ornamentales.
Ácidos grasos poliinsaturados
Los ácidos grasos poliinsaturados, incluido EPA, DHA y AHA, son ácidos grasos esenciales que realizan muchas funciones en la mayoría de los organismos.
“Algunos ácidos grasos sirven como moléculas de señalización que modulan directamente los procesos celulares y afectan la inmunidad en los animales acuáticos. La elevación del ácido araquidónico (ARA) en la dieta produce un aumento de las prostaglandinas, lo que mejora el rendimiento de los macrófagos y la actividad de los glóbulos blancos”, reportan los investigadores.
Levaduras marinas
Las levaduras marinas son un grupo polifilético de hongos basidiomicetos y ascomicetos que comparten la inusual capacidad de crecer en forma unicelular. Las levaduras son usadas principalmente en el sector alimentario para producir alcohol y dióxido de carbono horneado, elaboración de cerveza y fermentación del vino.
Estos organismos participan en la descomposición del sustrato vegetal, la biodegradación de aceites, el parasitismo y el reciclaje de nutrientes. Las levaduras marinas se descubrieron por primera vez en el Océano Atlántico y están presentes en el agua de mar, las algas y los mamíferos marinos.
Efectos en la acuicultura y más allá
La introducción de estas sustancias derivadas de origen marino en la acuicultura ha tenido un impacto significativo en la salud y la productividad de los organismos acuáticos. Los beneficios incluyen un aumento en la respuesta inmunológica, una mayor resistencia a enfermedades y una mejora en la pigmentación, lo que resulta en productos marinos de alta calidad.
Además de la acuicultura, estas biomoléculas derivadas del mar se han extendido a otros sectores, como la nutracéutica, la farmacéutica, la cosmética y la agricultura. Sus propiedades antioxidantes y su capacidad para modular la respuesta inmunológica han abierto un mundo de posibilidades en la búsqueda de soluciones naturales y sostenibles.
Conclusión
El uso de biomoléculas de origen marino en la acuicultura es un paso hacia la sostenibilidad en la producción de alimentos marinos. Estas sustancias no solo benefician a los animales acuáticos, sino que también contribuyen a la seguridad alimentaria y a la calidad de los productos finales.
A medida que continuamos explorando estas fuentes naturales de salud y resistencia, estamos fortaleciendo la comunidad científica con conocimientos esenciales para respaldar una acuicultura sostenible en el futuro.
El estudio fue financiado por Chiang Mai University, y por el Ministry of Agriculture de la Czech Republic: proyecto NAZV.
Contacto
Mahmoud A.O. Dawood
The Center for Applied Research on the Environment and Sustainability
The American University in Cairo
11835 Cairo, Egypt
Email: mahmoud.dawood@agr.kfs.edu.eg
Referencia (acceso abierto)
Hien Van Doan, Parvathy Prakash, Seyed Hossein Hoseinifar, Einar Ringø, Ehab El-Haroun, Caterina Faggio, Rolf Erik Olsen, Hung Quang Tran, Vlastimil Stejskal, Hany M.R. Abdel-Latif, Mahmoud A.O. Dawood. 2023. Marine-derived products as functional feed additives in aquaculture: A review, Aquaculture Reports, Volume 31, 2023, 01679, ISSN 2352-5134, https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2023.101679.
