El uso de compuestos naturales como los fitocompuestos pueden ser una alternativa a los antibióticos para enfrentar el problema de la resistencia antimicrobiana.
Los fitocompuestos, también conocidos como fitobióticos o fitogenicos, son agentes bioactivos que se pueden encontrar en muchas plantas y tienen mucho potencial. Compuestos como terpenos, fenoles, saponinas y alcaloides pueden ser beneficiosos para la industria acuícola.
Investigadores de la University Putra Malaysia, de la UCSI University y del Higher Colleges of Technology publicaron una revisión científica en donde discuten los fitocompuestos extraídos de las plantas que presentan actividades antimicrobianas, antifúngicas, antivirales y antiparasitarias.
Fitoquímicos para su uso en la industria acuícola
Flavonoides
Los flavonoides consisten en un gran grupo de compuestos polifenólicos. Un informe reciente estimó que se han identificado más de 9000 flavonoides diferentes en todo el reino vegetal, y al menos varios cientos de los que se encuentran son componentes comestibles.
Los investigadores reportan que los flavonoides se dividen en flavanonas, flavonoles, flavonas, isoflavonas, flavonoles y antocianinas.
Alcaloides
Los alcaloides son una clase de bases orgánicas que contienen nitrógeno de origen natural, y tienen diversos e importantes efectos fisiológicos en humanos y otros animales.
Estos compuestos se aíslan de las plantas; sin embargo, también se han encontrado en animales, insectos, invertebrados marinos y algunos microorganismos.
Ejemplos de alcaloides incluyen morfina, esparteína, quinina, efedrina y nicotina.
Ácidos fenólicos
Los ácidos fenólicos son descritos como compuestos fenólicos que tienen un grupo ácido carboxílico y son una de las principales clases de compuestos fenólicos vegetales.
A diferencia de los flavonoides, los ácidos fenólicos libres, como los ácidos benzoico, fenilacético y cinámico, tienen buena biodisponibilidad y buena solubilidad en agua.
Los ácidos fenólicos son una clase específica de polifenoles que generalmente están involucrados en los mecanismos de defensa contra el estrés bióticos y abiótico.
Ejemplos de ácidos fenólicos son el ácido gálico, el ácido cafeico, el ácido rosmarínico y el ácido carnósico.
Terpenoides
Los terpenoides, también conocidos como isoprenoides o terpenos, son una gran clase de productos naturales que se encuentran en casi todos los organismos vivos. Se han identificado alrededor de 60,000 estructuras terpenoides.
Un informe reciente señaló que muchas plantas que contienen terpenoides se han utilizado ampliamente en la medicina tradicional, debido a que tienen altas propiedades antiinflamatorias y analgésicas.
Saponinas
Las saponinas son una clase de compuestos bioorgánicos, específicamente son glucósidos de origen natural descritos por su propiedad de formación de espuma similar al jabón.
Diversos reportes científicos revelan que las saponinas presentan propiedades medicinales como efectos antiinflamatorios, antidiabéticos y antibacterianos, y desempeñan un papel en la actividad citotóxica contra las células tumorales.
Las saponinas tienen el potencial de proporcionar una plataforma para el desarrollo de fármacos basados en productos naturales.
Actividades antimicrobianas en acuicultura
Actividad antibacteriana
La actividad antimicrobiana de varias plantas vienen siendo probadas contra las bacterias Gram-positiva y Gram-negativa, destacando la importancia de las hierbas como agentes terapéuticos alternativos en la acuacultura.
Un compuesto que mostró actividad antibacteriana contra Streptococcus iniae es el kaempferol aislado de Platanus occidentalis. Asimismo, se ha demostrado que los alcaloides como la kumina, la gelsemina y la gelsenicina poseen efectos antibacterianos.
En un experimento, dorada de Wuchang (Megalobrama amblycephala) alimentada con 20 mg/kg o 40 mg/kg de alcaloides de Gelsemium elegans poseía una alta tasa de supervivencia en el desafío de Aeromonas hydrophila, así como un mayor rendimiento de crecimiento en comparación con el control negativo.
Por otro lado, se ha informado que el fitocompuesto licorina tiene efectos antibacterianos contra un patógeno bacteriano de peces, Flavobacterium columnare. El fitocompuesto ácido gálico que se encuentra en Eucalyptus globulus mostró una actividad antibacteriana eficaz contra siete bacterias patógenas de peces cuando se probó mediante una prueba de inhibición del crecimiento.
Actividad antiparasitaria
El tratamiento con plantas medicinales con actividad antimicrobiana es una alternativa potencialmente beneficiosa en la industria acuícola.
Investigadores informaron que los fitocompuestos como la gracilina y la nueva saponina zingibernsis que se encuentran en Costus speciosus pueden matar el 100 % de Ichthyophthirius multifilis mediante tratamientos in vitro.
Se informó que Galla chinensis contiene pentagaloilglucosa. Este fitocompuesto fue responsable de eliminar todos los terontes de Ichthyophthirius multifiliis en concentraciones de 2,5 a 20 mg/L, y de interferir por completo con la reproducción de los tomontes a 40 mg/L.
Los extractos de plantas de manglares y asociados vienen siendo utilizados en todo el mundo con fines medicinales y, con alrededor de 349 metabolitos registrados, resultan ser una rica fuente de esteroides, diterpenos y triterpenos, saponinas, flavonoides, alcaloides y taninos.
Diversos investigadores han reportado que los extractos de Rhizophora mucronata, Sonneratia sp. y Ceriops tagal tenían propiedades virucidas contra el virus del síndrome de la mancha blanca (WSSV).
Rhus verniciflua contiene los fitocompuestos fisetin, fustin y sulfurustin que poseen actividad antiviral. Fisetin mostró las actividades antiinfecciosas significativas más altas contra el virus de la necrosis hemorrágica y el virus antiviral de la septicemia hemorrágica.
El compuesto polihidroxiisocopalano, un terpeno, que se extrae de la esponja marina Callyspongia sp., tiene un compuesto que exhibía una fuerte actividad antiviral contra WSSV a una concentración de 60 mg/L y dio como resultado una supervivencia del 34 % de los Litopenaeus vannamei infectados con WSSV.
Actividad antifúngica
Los investigadores reportan que fitocompuestos como flavonoides, taninos, saponinas, fenoles, esteroles y terpenoides, que se obtuvieron de Sargassum oligocystum y Sargassum crassifolium mediante extractos etanólicos, tienen una actividad significativa contra patógenos fúngicos.
Asimismo, investigaciones recientes revelaron que el uso de Magnolia officinalis y Euphorbia fischeriana muestra efectos antifúngicos significativos contra Saprolegnia sp.
Compuestos como el ácido palmítico y el escualeno extraídos de Ulva lactuca mostraron una zona significativa de inhibición de la actividad antifúngica contra Aspergillus niger (36 mm) en comparación con otros antibióticos.
Desafíos y perspectivas
Según los autores del estudio, a pesar de los numerosos estudios sobre el descubrimiento y caracterización de nuevos compuestos derivados de las plantas, su exitosa aplicación en las granjas acuícolas aún es limitada y su rendimiento efectivo es inconsistente.
Los estudios in vivo son necesarios para conocer los mecanismos subyacentes y la farmacodinámica de los fitocompuestos, así como la dosis segura. La traducción de las pruebas in vitro a la aplicación in vivo es un desafío en la acuicultura.
“Los fitocompuestos tienen la perspectiva de convertirse en una alternativa de agente antimicrobiano en la acuicultura. La tecnología emergente y la investigación avanzada han demostrado una amplia gama de actividades potenciales que van desde niveles medios a altos de actividad antimicrobiana contra patógenos marinos y de agua dulce”, concluyen los autores de la revisión científica.
El estudio fue financiado por la International Development Research Center (IDRC) de Cánada, y el Global AMR Innovation Fund (GAMRIF), del Reino Unido, bajo la subvención INNOVET-AMR Grant, y la subvención Higher Colleges of Technology Interdisciplinary Research Grant.
Referencia (acceso libre)
Nik Mohamad Nek Rahimi, Naqiuddin, Ikhsan Natrah, Jivoun-Yan Loh, Francis Kumar Ervin Ranzil, Madi Gina, Swee-Hua Erin Lim, Kok-Song Lai, and Chou-Min Chong. 2022. «Phytocompounds as an Alternative Antimicrobial Approach in Aquaculture» Antibiotics 11, no. 4: 469. https://doi.org/10.3390/antibiotics11040469
