Fisiología

Evaluación de la calidad de los smolts de salmón más allá de la enzima sodio-potasio ATPasa (NKA)

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By Milthon Lujan

Descripción esquemática que muestra la localización de la subunidad catalítica alfa (α) Na+/K+-ATPasa (NKA) en ionocitos branquiales, enterocitos intestinales y células de los túbulos renales. Fuente: Takvam et al., (2023); Rev Aquac.
Descripción esquemática que muestra la localización de la subunidad catalítica alfa (α) Na+/K+-ATPasa (NKA) en ionocitos branquiales, enterocitos intestinales y células de los túbulos renales. Fuente: Takvam et al., (2023); Rev Aquac.

Para el salmón, la transición del agua dulce al mar es un acto de transformación fundamental. Los smolts del salmón, se someten a un cambio fisiológico para superar los desafíos de la vida en agua salada.

Un actor clave en esta metamorfosis es la enzima sodio-potasio ATPasa (NKA), el incansable «portero» que controla el flujo de iones a través de las membranas celulares.

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Tradicionalmente, medir la actividad de NKA en las branquias se consideraba el indicador de referencia de la preparación de un smolt para la inmersión salada. Pero con la acuicultura moderna superando los límites del tamaño y el crecimiento, este acto en solitario ha comenzado a fallar. El aumento del tamaño de los smolts y los cambios en las condiciones de cría pueden alterar la relación NKA-branquial, convirtiéndola en un indicador menos confiable de la calidad general de los smolts.

En este sentido, los científicos de la Universityof Bergen, NORCE y de la University of Gothenburg publicaron una revisión científica donde presentan modificaciones y la optimización de los protocolos de actividad de la enzima NKA para el tejido branquial, intestinal y renal, y describen cómo utilizar mejor las mediciones de actividad de NKA como parte de un enfoque más holístico para evaluar la calidad general de los smolts en la industria salmonera moderna.

La bomba Na/K: un conductor de armonía celular

Imagínese un pequeño portero que incansablemente introduce sodio y potasio en las células. Esa es la enzima Na+/K+ ATPasa (NKA), crucial para mantener el equilibrio celular y la función de los órganos. En los smolts de salmón que se someten a transformación parr-smolt (PST), la actividad de la NKA en las branquias aumenta, lo que les permite prosperar en el mar.

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En base al análisis del tejido branquial, los salmonicultores podían planificar el transporte y la transferencias de los grupos de smolt en el mar.

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Sin embargo, la medición de la actividad NKA, que alguna vez fue el estándar en la industria salmonera, se empezó a cuestionar debido a las inconsistencias y la aparición de métodos alternativos. Los smolts grandes (>200 g) cuando se crían en sistemas de flujo continuo (FTS) pueden mostrar un aumento mayor en la actividad branquial NKA que las cohortes criadas en sistemas de acuicultura de recirculación (RAS).

Por otro lado, en los peces teleósteos, la enzima NKA es particularmente abundante en los órganos transportadores de iones, como las branquias, el intestino y los riñones. Lo que plantea nuevas alternativas.

Tres órganos osmorreguladores

La revisión científica sostiene que centrarse únicamente en las branquias para analizar la transformación de los smolts es un enfoque incorrecto. El intestino y los riñones también desempeñan funciones vitales en la regulación de la sal y su actividad NKA merece atención.

El estudio destaca que todavía es limitada la atención prestada al papel del intestino y los riñones en la osmorregulación de smolts y post-smolt, criados en condiciones industriales.

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En este sentido, los autores de la revisión científica proponen protocolos modificados para el análisis de NKA en los tres órganos (branquias, intestino y riñones), haciéndolo accesible y relevante para la acuicultura moderna.

Medir la actividad de NKA en los tres órganos osmorreguladores permitirá crear una imagen más completa y precisa de la calidad de los smolts, lo que redundará en el éxito de la piscicultura del salmón.

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Más allá de la enzima

La revisión científica no termina ahí. Reconoce el potencial de las nuevas herramientas, como los marcadores moleculares, que analizan patrones de expresión genética. Sin embargo, también advierte contra confiar únicamente en estas. Al igual que en la NKA, es posible que la expresión genética no siempre se traduzca directamente en una actividad proteica funcional, especialmente en diferentes condiciones ambientales y prácticas de cría.

Conclusiones

Entonces, ¿cuál es la conclusión clave?

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Según los científicos el secreto está en combinar la actividad de NKA en los tres órganos con marcadores fisiológicos y, cuando sea posible, herramientas moleculares, podemos crear poderosos indicadores de calidad de los smolts.

Ellos han modificado el protocolo de microensayo NKA de McCormick para ser usado en las branquias, intestino y riñones en salmones smolts y post-smolts; y concluyen que “La aplicación del ensayo NKA en los tres órganos tiene el potencial de detectar alteraciones en la capacidad osmorreguladora general y cómo puede responder a los cambios ambientales (temperatura, salinidad, fotoperiodo, calidad subóptima del agua, etc.)”.

Esta información equipará a los piscicultores con una comprensión integral de sus smolts, asegurando el éxito del traslado de agua dulce a los océanos salados. Asimismo, se puede emplear para desarrollar indicadores para estudios de nutrición y digestión, toxicología, fisiología del estrés, salud y bienestar de los peces y química del agua.

El estudio ha sido financiado por el Norwegian Research Council (NFR)

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Contacto
Marius Takvam and Tom Ole Nilsen
Department of Biological Sciences,
University of Bergen
Bergen, Norway.
Email:m.takvam@uib.no and tom.nilsen@uib.no

Referencia (acceso abierto)
Takvam M, Sundell K, Sundh H, Gharbi N, Kryvi H, Nilsen TO. New wine in old bottles: Modification of the Na+/K+-ATPase enzyme activity assay and its application in salmonid aquaculture. Rev Aquac. 2023; 1-12. doi:10.1111/raq.12887

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