Proteasa dietética en el Camarón Blanco del Pacífico

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La Proteasa dietética mejora la respuesta inmune en el Camarón Blanco del Pacífico, Litopenaeus vannamei

Historia

La producción mundial de crustáceos de cultivo ha ido aumentando a un ritmo mucho más rápido que las especies de cultivo más importantes. Se espera llegue a 6,8 millones de toneladas métricas (MTM) en el 2015, de los cuales, el 69% o 4,7 MTM serán desde los camarones marinos (Figuras 1A, 1B). En los últimos 15 años, la producción se incrementó seis veces, impulsada más por la intensificación que por la expansión de la superficie cultivada.

El desarrollo de reproductores de camarón blanco del Pacífico libres de patógenos específicos (SPF) ha sido el principal factor que contribuye a esta intensificación, acompañado de su espectacular crecimiento. Esto ha dado lugar a una mayor demanda de piensos compuestos. La demanda actual de alimentos se estima en 6,8 MTM o el 90% de la producción; lo cual es casi cuatro veces mayor que la producción del año 2000 que fue de 1,75 MTM o el 77% de la producción (Tacon &Metian, 2015).

Sin embargo, el exceso de la intensificación, la gestión inadecuada, la falta de conocimientos sobre los requerimientos nutricionales en las distintas etapas, la sobre  o baja formulación y el creciente uso de fuentes de proteínas poco digeribles para remplazar a la harina de pescado, por lo general causan estrés no deseados y pobres respuestas de estrés en los camarones. Como resultado, los brotes de enfermedades ocasionales han sido muy comunes, generando pérdidas económicas considerables en muchos países.

La adición de la proteasa dietética se considera una herramienta importante para una mejor utilización de nutrientes. Se plantea la hipótesis de que un mejor perfil de nutrientes y su utilización, pueden compensar las pobres respuestas inmunes o de estrés; fundamentalmente  cuando los ingredientes de alta calidad se remplacen parcial o totalmente por fuentes de proteínas más económicas, que son a menudo de mala calidad.

Figura 1: Total de crustáceos cultivados y producción de alimentos correspondiente (A) y crustáceos marinos cultivados con su correspondiente producción de alimentos (B)

Figura 1

El Estudio

El estudio, que consta de cinco tratamientos, se realizó en la Universidad Oceánica de Guangdong, China. El objetivo del estudio fue evaluar los cambios en la respuesta inmune con  dietas bajas en harina de pescado, a la que se le suplementó una proteasa dietética disponible en el mercado

Se prepararon dos dietas, una con 20% de harina de pescado (control positivo) y otra con 10% harina de pescado (control negativo). La harina de pescado se remplazó por harina de maní (16%) y harina de soja (28%) en comparación con el 11% y el16% respectivamente, de la dieta de control positivo para la misma cantidad de proteína cruda. Se prepararon otras tres dietas, a las que se le añadieron  de forma gradual (125, 150 y 175 ppm) un complejo de proteasa comercial (Jefo Nutrition Inc., Canadá) al puré de la dieta de control negativo.

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Se analizaron las actividades de las fosfatasas ácida (ACP) y alcalina (AKP), el superóxido dismutasa (SOD) y el polifenol oxidasa (PO) tanto en el suero como en el hepatopáncreas de 15 camarones por tratamiento dietético. Se analizó el contenido del malón-di-aldehído (MDA) sólo en el suero. Además se realizó un análisis de regresión para evaluar los efectos de la ingesta de la proteasa dietética en estas respuestas.

No se observaron diferencias en las actividades enzimáticas y los contenidos de MDA entre los camarones alimentados con las dietas que contenían  20% de harina de pescado y las dietas con 10% de harina de pescado y 175 ppm de proteasa. Los resultados del análisis de regresión con la ingesta de proteasa (mg / camarón) a 0, 125, 150, 175 ppm de las dietas que contenían 10% de harina de pescado dietas y sus consecuencias se muestran a continuación.

  Mejor Salud Intestinal

Las fosfatasas son enzimas lisosomales que juegan un papel de protección durante las etapas iniciales de los procesos de curación de heridas en los animales. También se consideran indicadores de la funcionalidad de las membranas de borde en cepillo (brush-border).

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En este estudio, los niveles de  ACP y AKP (Unidad  King-Armstrong – KAU/ml) tanto en el suero como en el hepatopáncreas, aumentaron linealmente con el aumento de la ingesta de proteasa (Tabla 1). Sin embargo, el aumento de AKP en hepatopáncreas fue menos pronunciado que el del suero.

Mayor Inmunidad

La producción de superóxido dismutasa (SOD) aumenta de forma natural en respuesta al estrés fotooxidativo. También se observó un fenómeno similar en los animales a los que no se suministró alimento o se les suministró un nivel más bajo de nutrientes.

Las enzimas como la catalasa y el SOD son enzimas antioxidantes naturales, específicas para la eliminación de  los radicales superóxido. Cuanto mayor sea la actividad SOD, se necesitan reaccionar una mayor cantidad de estos radicales.

En este estudio, la actividad de SOD tanto en el suero como en el hepatopáncreas (Figura 2) de los camarones alimentados con dietas suplementadas con 175-ppm de  proteasa ,  fue significativamente mayor que la de los camarones alimentados  con las dietas que contenían el 10% de harina de pescado. Sin embargo, se observó mucho mayor actividad de SOD en el suero que en los hepatopáncreas de los camarones.

Tabla 1 Regresión de la ingesta de proteasa por camarón con diversos parámetros inmunológicos y de mortalidad de los camarones alimentados con niveles graduales de proteasa.

Tabla1

Figura 2. Actividad del superóxido dismutasa (SOD) en el suero y hepatopáncreas de los camarones alimentados con niveles graduales de una proteasa

Figura 2

En los animales, la actividad fenol oxidasa (PO) por lo general aumenta en respuesta a los ataques de patógenos para activar el sistema “pro-fenol-oxidasa” (ProPO). Los POs generan quinonas  altamente citotóxicas que ayudan a inactivar los patógenos virales

Se observó una tendencia similar a la actividad SOD en la actividad de PO en los sueros de los camarones (Figura 3). Sin embargo, a diferencia de la SOD, donde la actividad en el suero era mucho más alta que la encontrada en hepatopáncreas, no se observó tal diferencia en la actividad de PO entre los dos

Figura 3. La actividad fenol oxidasa (PO) en el suero y hepatopáncreas de los camarones alimentados con niveles graduales de una proteasa.

Figura 3

Oxidación-Reducción de Lípidos

El Malón-di-aldehído (MDA) se define como el marcador de daño del tejido. El alto nivel de MDA en el suero indica un alto nivel de peroxidación lipídica en los tejidos.

En este estudio, el nivel de MDA fue significativamente superior en el suero de los camarones alimentados con  dietas que contenían el 10% de harina de pescado. El nivel disminuyó significativamente con la ingesta de proteasa y la más baja se experimentó en los camarones alimentados con dietas suplementadas con 175 ppm de proteasa. La reducción fue aún mucho más baja que en los alimentados con las dietas que contenían el  20% de harina de pescado (Figura 4).

Figura 4. La actividad malón-di-aldehído (MDA) en el suero de los camarones alimentados con nivel graduales de una proteasa.

Figura 4

Resistencia a las Enfermedades

Se realizó una prueba desafío con los camarones alimentados con las dietas de prueba, contra el patógeno V. parahaemolyticus. Se observó una significativa relación entre la ingesta de proteasa y la reducción de la mortalidad.

La reducción de la mortalidad parecía estar estrechamente relacionada con la reducción del nivel de MDA en los camarones (Adj R2 – 0,55) (Figura 5). El aumento de nivel de MDA en el suero se correspondió con la creciente mortalidad acumulada  (96 h) de este estudio.

Figura 5. Regresión de la mortalidad acumulada por MDA en suero

Figura 5. Regresión de la mortalidad acumulada por MDA en suero

Conclusión

La suplementación con proteasas digestivas en las dietas de los animales demostró que mejora el crecimiento, la conversión alimenticia y la utilización de proteínas.

Este estudio mostró una mejora significativa en los parámetros de respuesta inmune en los camarones alimentados con dietas bajas en harina de pescado y suplementadas con un complejo de proteasa, en comparación con los alimentados con las mismas dietas.

Estos resultados también mostraron por qué el rendimiento de crecimiento como el aumento de peso, la conversión alimenticia y la eficiencia proteica, normalmente mejoran cuando  se suplementan las dietas con proteasa.

Los resultados de este estudio son una temprana evidencia de mejor resistencia a las enfermedades al utilizar proteasa en las dietas. Se necesitan más investigaciones para confirmar estos hallazgos.

Autores: Hoongli Song1, Yao Liu2, Xiao-hui Dong1, M. A. Kabir Chowdhury3

1Universidad Guangdong Ocean, Zhanjiang, China

2Nutritech Solutions Inc., Shanghai, China

3Jefo Nutrition Inc., Saint-Hyacinthe, Quebec, Canadá

 

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