La programación nutricional, la idea de que la ingesta temprana de nutrientes puede moldear el desarrollo y la función de un organismo, ha atraído una atención significativa en el ámbito de la investigación de vertebrados. Sin embargo, las investigaciones sobre este concepto entre los peces, específicamente la tilapia, han sido relativamente escasas.
La tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) es una especie destacada en la acuicultura, que ha experimentado un aumento en la producción mundial desde la década de 1990. Conocidos por su sólida resistencia a las enfermedades y su crecimiento eficiente en alimentos formulados, representan una opción ideal para la acuicultura.
Sin embargo, la incorporación de proteínas de alta calidad a sus dietas puede ser una tarea costosa, dado que los piensos representan una parte sustancial de los gastos de producción acuícola, que oscilan entre el 50% y el 70%. Por lo tanto, reducir el contenido de proteínas manteniendo el crecimiento y la salud es un objetivo fundamental tanto para la sostenibilidad como para la rentabilidad del cultivo de tilapia.
En este contexto, un estudio innovador de los investigadores de la North Carolina State University, de la Oregon State University, y de la Bangladesh Agricultural University explora la influencia de la restricción temprana de proteínas en el crecimiento de la tilapia del Nilo, la microbiota intestinal y el transcriptoma intestinal, en el período de 7 a 21 días.
Programación nutricional
El estudio cita que “la programación nutricional, también conocida como condicionamiento nutricional es el concepto de que las contribuciones de nutrientes en la dieta u otros factores ambientales experimentados en las primeras etapas del desarrollo influyen en la estructura o función del organismo y, por lo tanto, pueden conducir a cambios de por vida en elementos clave de la fisiología de un animal, incluido el crecimiento, metabolismo, función cardiovascular y esperanza de vida”.
De esta forma, alterar los niveles de nutrientes en las primeras etapas del desarrollo puede tener importantes repercusiones para la función inmune, la absorción de nutrientes y la eficiencia con la que el cuerpo utiliza estos nutrientes.
Asimismo, diversos estudios sugieren que el consumo de bajos niveles de un nutriente en particular pueden conducir a mecanismos compensatorios que incrementan la eficiencia de asimilación del nutriente por parte del intestino.
Restricción temprana de proteínas y crecimiento
El estudio implicó alimentar a los alevines de tilapia del Nilo con una dieta restringida en proteínas durante los primeros 7 a 21 días de su desarrollo, seguida de una transición a una dieta proteica controlada. Específicamente, se emplearon dos tipos de dieta: una dieta inicial con un 25% de proteína cruda restringida (ST) y una dieta ST con un 48% de proteína cruda controlada.
Después de 21 días, los peces cambiaron a una dieta de control de crecimiento de proteína cruda (GO) de 25% o 38%. Los resultados fueron notables. Los peces que fueron alimentados con una dieta de 25% ST durante 14 días, seguida de una dieta de 38% GO, exhibieron longitudes y pesos significativamente mayores, junto con una mejor eficiencia alimenticia, en comparación con los peces alimentados con la dieta estándar de 48% ST y 38% GO.
Esto resalta los beneficios potenciales de la restricción de proteínas en las primeras etapas de desarrollo para mejorar el crecimiento y la viabilidad económica en la acuicultura de tilapia.
Flora microbiana intestinal
El estudio también examinó la flora microbiana intestinal de la tilapia. Si bien no hubo diferencias significativas en la diversidad de microbios intestinales entre las dietas, la riqueza de especies, como lo indica el índice de Shannon, fue notablemente mayor en los alevines alimentados con la dieta ST con 25% de proteína, independientemente de la dieta GO posterior.
Esto sugiere que la restricción temprana de proteínas puede tener un impacto positivo en la diversidad de la microbiota intestinal, lo que puede influir en la salud y el desarrollo general de los peces.
Transcriptoma intestinal
El análisis del transcriptoma intestinal aclaró aún más los efectos de la restricción temprana de proteínas. Los peces alimentados con una dieta ST al 25% durante 14 días, seguida de la dieta GO al 38%, mostraron cambios mínimos en el transcriptoma intestinal en comparación con los peces con dietas proteicas estándar. Sin embargo, los peces que consumieron las dietas ST y GO al 25 % durante los 56 días completos mostraron diferencias significativas en su transcriptoma intestinal.
Estas diferencias se caracterizaron por perfiles de expresión genética asociados con cambios perjudiciales en la fisiología intestinal, el metabolismo de las proteínas y la función inmune, lo que indica riesgos potenciales para la salud.
La restricción de proteínas más allá del período de 14 días pareció obstaculizar el crecimiento de los peces y la salud general, lo que subraya la importancia del momento y la duración en las estrategias de restricción de proteínas.
Conclusión
En conclusión, el estudio proporciona información valiosa sobre la práctica de la programación nutricional mediante la restricción temprana de proteínas en la tilapia del Nilo. Los hallazgos sugieren que una restricción proteica de 14 días durante las primeras etapas de desarrollo puede mejorar el crecimiento, la eficiencia alimenticia y la diversidad microbiana intestinal, manteniendo al mismo tiempo una función intestinal saludable.
Sin embargo, una restricción prolongada de proteínas más allá de este período crítico puede tener efectos adversos sobre el crecimiento y la salud de los peces.
Estos resultados tienen implicaciones importantes para la industria de la acuicultura, donde optimizar la eficiencia alimenticia y reducir los costos de producción son las principales prioridades. Al aplicar estratégicamente una restricción temprana de proteínas, los productores de tilapia tienen el potencial de desbloquear el potencial de crecimiento y mejorar la sostenibilidad de sus operaciones.
Contacto
Russell J. Borski
Department of Biological Sciences
North Carolina State University
Raleigh, NC, United States of America
Email: russell_borski@ncsu.edu
Referencia (acceso libre)
Deck CA, Salger SA, Reynolds HM, Tada MD, Severance ME, Ferket P, et al. (2023) Nutritional programming in Nile tilapia (Oreochromis niloticus): Effect of low dietary protein on growth and the intestinal microbiome and transcriptome. PLoS ONE 18(10): e0292431. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0292431
