Fisiología

Alteración del reloj biológico de los peces podría afectar su salud

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By Milthon Lujan

Estudio concluye que la perturbación de los ritmos circadianos, que cambian la magnitud y el tiempo de la actividad inmune y de la microbiota, afecta la salud de los peces.

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Mantener los peces bajo luz constante, a menudo utilizado en las piscigranjas para mejorar el crecimiento o controlar la reproducción, interrumpe esos ritmos diarios y conduce a una mayor susceptibilidad a los parásitos.

Un estudio publicado por investigadores de la Universidades Bangor, Cardiff y Aberystwyth, demuestra lo importante que es comprender la “cronobiología” de los animales para mantener su salud.

Ritmos circadianos

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Los ritmos circadianos, ciclos endógenos diarios en los procesos fisiológicos y de comportamiento, son un fenómeno ubicuo para la vida.

Los organismos vivos están adaptados a las variaciones diarias en luz, temperatura, o la disponibilidad de alimentos impulsados por la rotación de la Tierra. 

Los ritmos circadianos son orquestados por los “genes reloj” que conducen bucles de retroalimentación autorreguladora transcripcional-traduccional, que se transducen para coordinar temporalmente las actividades biológicas.

La interrupción de los ciclos circadianos normales pueden afectar el funcionamiento inmunológico y puede aumentar los riesgos de enfermedad.

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Según los investigadores, la investigación demuestra la dinámica diaria de la expresión inmunológica y la composición del microbioma en la piel de los peces, y demostraron que la infección por ectoparásitos y la luz constante, pueden alterar significativamente los ritmos circadianos de inmunidad y microbiota.

La autora principal, Dra. Amy Ellison, profesora de la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad de Bangor, explica:

“La trucha arcoíris tiene ritmos diarios o ‘circadianos’ en su actividad inmunológica y estos ritmos parecen cambiar la composición de las comunidades microbianas que viven en su piel durante los ciclos día-noche. Estos ‘microbiomas’ de la piel de los peces son la primera línea de defensa contra los parásitos y patógenos invasores, por lo que esto podría ser muy importante para su salud”.

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“Descubrimos que criar peces bajo luz continua afectaba severamente los tiempos de su sistema inmunológico y microbiomas. Es preocupante que cuando se infectan con piojos parásitos de la piel, los peces bajo luz constante son menos capaces de librarse de la infección”.

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Los piojos de mar son un problema generalizado en la acuicultura.

“Durante nuestro período de prueba, no encontramos diferencias significativas en el crecimiento de los alevines de trucha arcoíris mantenidos por debajo de 12:12 LD y luz constante (24:0 LD); sin embargo, cuando se desafió con piojos Argulus, su capacidad para eliminar la infección se vio significativamente alterada por el fotoperíodo”, destaca el estudio.

Bajo luz constante, los alevines de trucha arcoíris tuvieron una carga de piojos significativamente mayor una semana después de la inoculación, lo que indica una capacidad reducida para montar una respuesta inmune efectiva.

“El impacto del fotoperíodo en la magnitud general de la activación de genes inmunes no es el único factor importante para la resistencia de los parásitos; la ritmicidad y el momento adecuado de la actividad inmunitaria también pueden ser clave para las defensas de patógenos”, reportan los investigadores.

Alteración de los microbios de la piel de los peces

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La función principal del moco de la piel de los peces es como una barrera protectora y alberga diversas comunidades de microbios, que se cree que contribuyen a la protección contra patógenos microbianos a través de actividades competitivas y/o antagonistas.

“Demostramos una dinámica diaria significativa en el microbioma cutáneo de la trucha arcoíris; una proporción sustancial de géneros de bacterias exhibe cambios rítmicos en abundancia relativa, lo que sugiere una estructura temporal de la actividad funcional del microbioma”, destaca el estudio.

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La investigación reveló que las infecciones por piojos alteran significativamente las comunidades microbianas de la piel de la trucha, incrementando la abundancia de bacterias patógenas.

El coautor, el profesor Jo Cable de la Escuela de Biociencias de la Universidad de Cardiff, manifestó:

“Este es el primer estudio que analiza los ritmos diarios de los microbiomas de los peces. Existe un creciente interés en la industria de la acuicultura para mantener microbiomas ‘saludables’ en los peces de cultivo para mejorar su resistencia a las enfermedades. No obstante, las prácticas de cultivo actuales podrían tener consecuencias no deseadas para la salud de los peces”.

Cronoterapias para peces

El coautor, el Dr. David Wilcockson del Instituto de Ciencias Biológicas, Ambientales y Rurales de la Universidad de Aberystwyth, agregó:

“Las cronoterapias, el momento adecuado para las vacunas y otros tratamientos, está comenzando a revolucionar la medicina humana. Pero esto aún no se ha aplicado a los animales de granja. Nuestro estudio plantea la posibilidad de que se puedan utilizar enfoques similares para ayudar a mantener la salud y el bienestar de los peces en las granjas”.

Los investigadores indican que sus resultados proporcionan un recurso importante para promover los esfuerzos para integrar la cronobiología en las estrategias de mitigación de enfermedades de los animales.

“Debido a que la luz artificial nocturna (es decir, la contaminación lumínica) invade proporciones cada vez mayores de los ecosistemas del mundo, proponemos que la alteración circadiana puede tener implicación aún no descubiertas para la salud y la dinámica de las enfermedades en las poblaciones de animales salvajes”, concluyeron.

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El estudio es parte de un proyecto financiado por la beca BBSRC Discovery para investigar la cronobiología de los peces, sus parásitos y microbiomas.

Referencia (acceso libre):
Amy R. Ellison et al, Circadian dynamics of the teleost skin immune-microbiome interface, Microbiome (2021). DOI: 10.1186/s40168-021-01160-4 

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