Reproducción

Epigenética y probióticos para mejorar reproducción en peces

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By Milthon Lujan

La gestión de reproductores, que incluye la optimización de los procesos reproductivos, además de la nutrición, maduración, producción de huevos y esperma, y desove, permanece como el principal obstáculo para el avance de la industria acuícola.

Representación esquemática del sistema reproductivo y disfunciones gonadales de los peces. Fuente: Sumon et al (2022).
Representación esquemática del sistema reproductivo y disfunciones gonadales de los peces. Fuente: Sumon et al (2022).

Los reproductores en cautiverio son más vulnerables a la interrupción de las actividades reproductivas debido a una desbalance hormonal y parámetros ambientales desfavorables, lo que resulta en una disfunción reproductiva.

En este sentido, los investigadores de la King Abdulaziz University (Arabía Saudi), Brahmanbaria Ornamental Fish Breeding and Research Centre (Bangladesh), Hodeidah University (Yemén), entre otras instituciones académicas publicaron un estudio donde reúnen las investigaciones recientes sobre los efectos de la epigenética y los probióticos en relación a la mejora del rendimiento reproductivo de los peces, como un medio para erradicar la disfunción reproductiva.

Ellos resumen los principales hallazgos de la epigenética y los probióticos en la reproducción de peces comerciales y ornamentales, además de las brechas de investigación y las perspectivas para el desarrollo de la acuacultura comercial.

Disfunciones reproductivas de los peces

Generalmente, muchas especies de peces en cautiverio no realizan una reproducción normal (especialmente las hembras), un fenómeno potencialmente causado por la falta de estímulos naturales para el desove, específicamente la falla en la maduración de los ovocitos.

Los investigadores citan tres tipos de disfunciones reproductivas de reproductores hembras en función del patrón afectado del ciclo reproductivo:

a) Disfunciones reproductivas que ocurren en la fase vitelogénica.

b) La incapacidad de alcanzar la maduración final de los ovocitos hasta la ovulación.

c) Fallas en el desove en la temporada de reproducción.

En el caso de los peces reproductores machos es la baja cantidad y calidad de la producción de esperma durante la espermiación. La presencia de células germinales masculinas y femeninas en el tejido testicular se conoce como un estado intersexual causado por la alteración endocrina a través de la exposición química y el desequilibrio hormonal.

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Métodos para erradicar las disfunciones reproductivas

Gestión de reproductores

La gestión de reproductores es necesaria para la optimización de los procesos reproductivos en los peces cultivados. La salud, nutrición y estado endocrino de las madres son determinantes de la capacidad de la larva para sobrevivir.

En cautividad, el confinamiento bajo condiciones subóptimas está asociado con la producción de esperma de calidad reducida en peces machos, lo que genera dificultades en la reproducción en las granjas.

Por otro lado, algunas hembras exhiben deficiencias reproductivas sistémicas durante la deposición de la yema y la ovulación, lo que en algunos casos conduce a hembras estériles. La domesticación inadecuada y un entorno desfavorable durante la ovogénesis contribuyen a tales fallas.

Manipulación del sistema reproductivo en los peces

En las últimas décadas, la manipulación artificial de la estacionalidad reproductiva ha sido ampliamente usada en la acuicultura. La temperatura, la salinidad, el oxígeno disuelto, el pH y el estado nutricional son los factores que gobiernan el desarrollo y maduración del ovario.

El tratamiento con esteroides exógenos es un enfoque establecido para la reversión sexual y la inducción de la madurez sexual para la reproducción artificial. La reversión sexual mediante la aplicación de esteroides puede mejorar el crecimiento/producción de ciertos géneros de los peces, pero también puede inducir anormalidades del esqueleto.

Mecanismos epigenéticos y modificaciones del rendimiento reproductivo de los peces

El estudio de los mecanismos epigenéticos subyacentes a varios mecanismos moleculares tiene el potencial de contribuir a una productividad favorable en los criaderos.

Las señales ambientales pueden causar cambios fenotípicos en los organismos a través de mecanismos epigenéticos. Además, la temperatura ambiental, el oxígeno disuelto, el agua, el pH, los contaminantes y otros factores influyeron en los cambios epigenéticos en las gónadas de los peces y en el comportamiento dependiente del sexo.

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Las modificaciones epigenéticas incluyen la metilación del ADN, la modificación de histonas, el remodelado de la cromatina y la acción de los ARN no codificante, lo que atrae el interés por su potencial práctico en la reproducción de peces.

La estructura y, en consecuencia, la función de la cromatina pueden verse alteradas por mecanismos epigenéticos, lo que resulta en la modulación de patrones de expresión génica.

La metilación del ADN es el mecanismo epigenético más conocido y entendido, en respuesta a factores ambientales variables, como el fotoperíodo, las toxinas, la temperatura, los nutrientes, etc. Esto implica la adición o eliminación de un grupo metilo al ADN, lo que también altera la función del gen y el nivel de transcripción.

Influencia de los probióticos en el rendimiento reproductivo de los peces

Las bacterias probióticas derivadas del huésped se utilizan cada vez más en el sector de la acuicultura. Los probióticos asociados al huésped no solo mejoraron la reproductividad de los peces, sino que también ayudaron a mejorar la señalización endocrina y reproductiva de los peces.

Aislados de Enterococcus xiangfangensis, Citrobacter freundii, Pseudomonas aeruginosa, P. stutzeri, y B. subtilis de peces dieron como resultado una regulación positiva del crecimiento, hematológico y reproductivo entre los peces huéspedes.

El mecanismo de acción de los probióticos sobre la función reproductiva normalmente se indica mediante el aumento de la producción de óvulos junto con mejoras en los folículos vitelogénicos y GSI.

Los investigadores reportan que la administración de probióticos puede inducir la capacidad de respuesta de los folículos incompetentes en el período de maduración y cambia la composición química de los ovocitos, fomentando el desarrollo vitelogénico.

En los peces, los probióticos aumentan la producción de esperma de los testículos, con acciones estimulantes en dos componentes conocidos como secciones intertubulares y tubulares.

Conclusiones

Probióticos como S. faecalis, Clostridium butyricum, B. mesentericus, y Lactobacillus sp. ya han mostrado resultados positivos en el esperma, el desarrollo gonadal, la fecundidad, la eclosión y los porcentajes de supervivencia. No obstante, la eficacia probiótica y el mecanismo detallado de enfoque necesita más análisis y optimización basados en la investigación y la aplicación práctica.

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La aplicación de la epigenética beneficiará significativamente al sector acuícola, estableciendo potencialmente un vínculo confiable entre el fenotipo y el medio. Una mejor comprensión de los mecanismos epigenéticos también ayudaría a los investigadores a explicar hasta qué punto la herencia intergeneracional puede transmitirse de padres a hijos a través de los gametos.

El estudio fue realizado por Brain Pool Scholarship con el apoyo económico del National Research Foundation of Korea.

Referencia (acceso libre)
Sumon, Md Afsar Ahmed, Mohammad Habibur Rahman Molla, Israa J. Hakeem, Foysal Ahammad, Ramzi H. Amran, Mamdoh T. Jamal, Mohamed Hosny Gabr, Md. Shafiqul Islam, Md. Tariqul Alam, Christopher L. Brown, Eun-Woo Lee, Mohammed Moulay, Amer H. Asseri, F A Dain Md Opo, Ahad Amer Alsaiari, and Md. Tawheed Hasan. 2022. «Epigenetics and Probiotics Application toward the Modulation of Fish Reproductive Performance» Fishes 7, no. 4: 189. https://doi.org/10.3390/fishes7040189

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