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Melanina: el misterio detrás de las manchas negras en el filete del salmón

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By Milthon Lujan

Un porcentaje sustancial de los filetes de salmón del Atlántico criado tienen manchas negras o rojas. Fuente: Wakamatsu et al., (2023);  International Journal of Molecular Sciences.
Un porcentaje sustancial de los filetes de salmón del Atlántico criado tienen manchas negras o rojas. Fuente: Wakamatsu et al., (2023); International Journal of Molecular Sciences.

Imagínate que vas a comprar filetes de salmón y te encuentras con antiestéticas manchas oscuras que estropean su presentación. Estas imperfecciones, conocidas como “cambios focales melanizados” (MFC), son un gran dolor de cabeza para la industria salmonera y afectan significativamente el valor de mercado del pescado.

Más del 20% de los filetes de salmón del Atlántico pueden tener manchas negras y rojas poco atractivas, que a menudo miden >1 cm y generan pérdidas financieras sustanciales. Las manchas son mucho más abundantes en el salmón criado que en el salvaje, y sus causas no se conocen bien.

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Pero, ¿qué causa estas decoloraciones oscuras?

Al darse cuenta de que era necesario aclarar la bioquímica de las manchas, el profesor Turid Mørkøre de la Norwegian University of Life Sciences recurrió a dos líderes en la ciencia de la bioquímica de la melanina, el profesor Kazumasa Wakamatsu y el profesor Shosuke Ito de la Fujita Health University, Japan.

El equipo de investigadores ha profundizado en este misterio, empleando técnicas químicas sofisticadas para revelar la verdadera naturaleza de estas decoloraciones. Los resultados arrojan luz sobre la fascinante interacción entre la inflamación, la respuesta inmune y la producción de pigmentos en el salmón, y ofrecen información valiosa para mejorar la calidad de los filetes del salmón.

El problema de las manchas en los filetes del salmón

En las últimas décadas, las decoloraciones focales en los filetes de músculo de salmón del Atlántico se han convertido en un problema cada vez mayor para el cultivo comercial de productos del mar, afectando a una parte sustancial de los filetes. Las razones de las manchas son misteriosas, aunque se han propuesto varias teorías plausibles como la afectación viral y las fracturas de las costillas; sin embargo, lo más probable es que existan múltiples causas diferentes. Las manchas se clasifican aproximadamente como «manchas rojas» o «manchas negras» y también se conocen como «cambios focales rojos» y «cambios focales melanizados».

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Sin embargo, nunca se había realizado un análisis bioquímico adecuado de las manchas negras, y la sugerencia de que contenían melanina se basó principalmente en la tinción con Fontana Masson, que sólo es relativamente específica para la melanina. Se han encontrado formas intermedias entre las manchas rojas y las manchas negras, lo que lleva a un concepto compartido por muchos de que las manchas negras generalmente se derivan de las manchas rojas.

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Melanina bajo el microscopio

Asimismo, las investigaciones anteriores insinuaban la participación de la melanina en los MFC, pero carecían de evidencia concreta.

La melanina es un heteropolímero muy grande y muy irregular que consta de unidades monoméricas derivadas de la oxidación enzimática del aminoácido tirosina, y existen varios tipos de melanina. Los profesores Wakamatsu e Ito son especialistas en melanina que establecieron un panel de ensayos bioquímicos para caracterizar múltiples tipos de melanina para diferentes especies, que varían entre pacientes humanos con melanoma y animales fosilizados como los dinosaurios.

El estudio abordó esta brecha utilizando un poderoso dúo de métodos químicos: oxidación alcalina con peróxido de hidrógeno e hidrólisis con ácido yodhídrico. Estas técnicas permitieron a los investigadores identificar con precisión el tipo de melanina presente tanto en los MFC como en las regiones de pigmento rojo, conocidos como “cambios focales rojos (RFC)”.

¿Los resultados?

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Los investigadores descubrieron que las manchas negras contienen melanina llamada eumelanina y que las manchas rojas no contienen melanina de manera detectable. La discontinuidad bioquímica entre las manchas rojas y negras sustenta que sus pigmentos derivan de distintos orígenes celulares, siendo glóbulos rojos y melanomacrofagos (macrófagos de peces con pigmento oscuro), respectivamente.

Los hallazgos fueron reveladores. De hecho, los MFC contenían altos niveles de eumelanina, el mismo pigmento oscuro que se encuentra en nuestro cabello. Esto confirma el papel sospechoso de los melanomacrófagos, células inmunitarias que acumulan melanina mientras limpian los desechos celulares. Por el contrario, los RFC mostraron sólo trazas de eumelanina.

Si bien la melanina ocupa un lugar central, los investigadores sospechan que otros actores contribuyen al misterio de la mancha roja. También podrían estar en juego ciertos fragmentos de proteínas oxidadas, restos del proceso inflamatorio. Se necesita más investigación para comprender completamente su papel.

La pista falsa

El pigmento rojo presentaba un enigma diferente. El análisis químico no pudo identificar niveles significativos de eumelanina o “feomelanina”. Por lo tanto, el color rojo probablemente se origine por algo completamente distinto, muy probablemente una hemorragia o sangrado dentro del tejido muscular.

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Si bien la melanina ocupó un lugar central en los MFC, la historia de los RFC no fue tan clara. Los investigadores observaron una correlación entre la intensidad del pigmento rojo y la presencia de ciertos metabolitos melanogénicos. Estas son moléculas intermedias producidas durante la síntesis de melanina, pero no necesariamente forman el pigmento final en sí.

Experimento de imitación

Para comprender esto mejor, los investigadores realizaron un «experimento de imitación». Expusieron una mezcla de tejido muscular de salmón y DOPA (un precursor de la melanina) a la enzima tirosinasa, que desempeña un papel crucial en la producción de melanina. La mezcla resultante exhibió un color rojizo similar a los RFC, lo que sugiere que DOPAquinona y/o DOPAcromo, otros intermediarios en la vía de la melanina, podrían unirse a las proteínas del músculo del salmón, contribuyendo a la coloración roja.

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En esencia, el estudio revela que los orígenes de los MFC y los RFC se encuentran en vías químicas distintas, lo que refleja sus diferentes orígenes celulares. Los MFC, provenientes de melanomacrofagos, acumulan eumelanina como parte de su respuesta inmune. Las RFC, por otro lado, probablemente implican hemorragia y la unión de metabolitos melanogénicos a proteínas musculares, sin una formación significativa de melanina.

Es importante destacar que los hallazgos de Wakamatsu et al. reveló que no existe continuidad bioquímica entre los pigmentos de las manchas rojas y negras, lo que respalda hipótesis anteriores basadas en histología de que las manchas rojas son causadas por hemorragia y las manchas negras por acumulaciones locales de melanomacrofagos en reacciones inmunes locales crónicas.

Los melanomacrofagos

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Los melanomacrofagos son células inmunes que sólo se encuentran en vertebrados ectotérmicos, incluidos peces, anfibios y reptiles. Por inferencia, el nuevo estudio de Wakamatsu et al. Implica que el pigmento negro de los melanomacrofagos es la eumelanina, que no se había determinado adecuadamente antes.

Hemorragias

Las hemorragias pueden tener una variedad de causas, no todas las hemorragias conducen a una inflamación crónica con melanomacrofagos, y los melanomacrofagos también pueden acumularse por razones distintas a la hemorragia. Por lo tanto, el distinto origen celular de las manchas rojas y negras, respaldado por su discontinuidad bioquímica mostrada por Wakamatsu et al., implica que los investigadores deben esperar una variedad de causas posibles para las diferentes manchas y no tratar de encontrar un «modelo que se ajuste». -todos» explicación.

Implicaciones para la industria del salmón

Este estudio allana el camino para mejores estrategias para combatir los puntos negros. Al comprender la bioquímica y la progresión de estas decoloraciones, los investigadores y salmoneros pueden desarrollar soluciones específicas. Esto podría implicar optimizar las condiciones de cultivo, mejorar la salud de los peces o incluso manipular las vías de producción de melanina para minimizar tanto las imperfecciones estéticas de los filetes del salmón como los posibles problemas de salud asociados con la inflamación. Al respecto, un estudio de investigadores de Nofima destacó que el ácido graso omega-3 DHA inhibe la síntesis del pigmento melanina.

El profesor Erling Koppang, un especialista noruego en manchas en los filetes de salmón que no participó en este estudio, explica: «El estudio de Wakamatsu y sus compañeros es un componente importante en la caracterización de las lesiones pigmentadas en el salmón del Atlántico y coincide muy bien con el de nuestro grupo. Previa identificación de la expresión de la tirosinasa [un gen necesario para la producción de melanina] en los cambios negros.»

«Ahora sabemos con certeza que el producto final es el que esperábamos, lo cual es importante para avanzar en el intento de prohibir estas lesiones».

Conclusión

Los investigadores concluye que de los resultados del estudio, se puede deducir que el pigmento en los melanomacrofagos (la fuente de los MFC) es EM derivado de DOPA, lo cual se anticipó pero, sin embargo, llena un vacío importante en el conocimiento del sistema inmunológico de los vertebrados primitivos.

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Asimismo, ellos recomiendan que para reducir los RFC y MFC, las investigaciones futuras deberían tratar de aprender cómo prohibir las hemorragias y (otras) inflamaciones en el tejido muscular del salmón de piscifactoría, posiblemente abordando las lesiones por manipulación, la alta densidad de población, las redes y/o reduciendo el patógeno. carga procedente de agua de jaula eutrofizada.

Las manchas negras en el salmón son más que simples imperfecciones cosméticas; representan una interacción compleja de inflamación, respuesta inmune y producción de pigmentos. Este estudio arroja nueva luz sobre estos procesos y ofrece esperanza para combatir las indeseables manchas oscuras en los filetes del salmón.

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El estudio ha sido financiado por The Norwegian Seafood Research Fund.

Referencia (acceso abierto)
Wakamatsu, Kazumasa, Johannes M. Dijkstra, Turid Mørkøre, and Shosuke Ito. 2023. «Eumelanin Detection in Melanized Focal Changes but Not in Red Focal Changes on Atlantic Salmon (Salmo salar) Fillets» International Journal of Molecular Sciences 24, no. 23: 16797. https://doi.org/10.3390/ijms242316797

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