Estudio fisiológico de las defensas antioxidantes de los camarones penaeoideos

Abstract

El objetivo general de esta Tesis Doctoral fue estudiar los efectos de la incorporación compuestos bioactivos como ingredientes funcionales, tales como polisacáridos algales y/o carotenoides, en la dieta y de la variación de la salinidad sobre la fisiologı́a del langostino Pleoticus muelleri y/o el camarón Artemesia longinaris expuestos a un compuesto nitrogenado altamente tóxico como es el nitrito.Se evaluó la influencia de la salinidad en la toxicidad del nitrito sobre P. muelleri; para ello, animales aclimatados a 33; 30 y 25 de salinidad fueron expuestos a concentraciones crecientes de nitrito (0 a 1500 mg/l) en un ensayo de toxicidad aguda. Luego de las 96 hs de exposición, la concentración letal media (LC50 ) fue de 170,56; 50,93 y 6 mg/l de nitrito para los langostinos mantenidos a 33; 30 y 25 de salinidad, respectivamente. El análisis de los tejidos branquial y hepatopancreático reveló que las alteraciones causadas por el nitrito ambiental se acentúan con el incremento de su concentración; para las branquias las principales histopatologı́as fueron hiperplasia y plegamiento de la cutı́cula, y en el caso del hepatopáncreas, deterioro del epitelio tubular y la vacuolización del citoplasma de las células R y F y un incremento del número de células B. El estudio de la actividad antioxidante demostró la capacidad protectora del tejido hepatopancreático en todos los tratamientos, evidenciada por su reacción con el radical 2,2-difenil-1-picrilhidracilo (DPPH). De los metabolitos estudiados (proteı́nas, glucosa, colesterol y triglicéridos), sólo la glucosa mostró variaciones significativas ante la disminución de la salinidad. Los resultados de este capı́tulo permiten inferir que en condiciones hiposmóticas P. muelleri es más susceptible a la exposición a nitrito, pero es capaz de disminuir los efectos del estrés oxidativo incrementando la actividad del sistema de defensas antioxidantes. Otro aspecto de este estudio fue determinar la interacción entre la incorporación de astaxantina en la dieta de postlarvas de P. muelleri y la presencia de nitrito ambiental. En este caso se utilizaron postlarvas que fueron alimentadas durante 30 dı́as con tres dietas isoproteı́cas e isolipı́dicas conteniendo 0; 100 y 300 mg de astaxantina/kg de dieta (C 0 ; C100 y C300,respectivamente). Todas las postlarvas de cada tratamiento fueron expuestas a diferentes concentraciones de nitrito (0-80 mg/l), en un ensayo estático de toxicidad aguda. Los valores de LC 50 a las 96 horas al nitrito fueron 76,33; 89,70 y 156,96 mg/l para los langostinos provenientes de los tratamientos C0 ; C100 y C300, respectivamente. En todos los tratamientos con nitrito los ejemplares mostraron alteraciones tisulares comparados con la condición histológica control. La principal histopatologı́a en el hepatopáncreas fue la retracción del epitelio dentro de la capa laminar de tejido conectivo que rodea a cada túbulo y en algunos túbulos se observó una reducción en el número y tamaño de las vacuolas de reserva lipı́dicas. La adición de astaxantina (C300 ) disminuyó la toxicidad del nitrito, la estructura general del hepatopáncreas fue menos afectada que la muestra sin astaxantina (C 0 ). En las branquias, se observó deterioro del tejido a 40 mg/l de nitrito. La exposición al nitrito causó edema de las lamelas, desorganización del epitelio y disrupción de la cutı́cu-la, lo cual produjo la pérdida de la estructura lineal de la laminilla. Sin embargo, los individuos alimentados con C 300 y expuestos a 40 mg/l de nitrito, no presentan alteraciones en las branquias; los cambios histológicos se observaron a 80 mg/l de nitrito. Para todas las concentraciones de nitrito, los extractos de hepatopáncreas presentaron similares curvas de reacción con el DPPH, la señal decayó entre 34 y 52 % a los 30?. Los efectos de la dosis y el tiempo fueron más evidentes en los langostinos expuestos a 80 mg/l de nitrito; por ello, fue medida y comparada la actividad antioxidante total de los extractos de individuos expuestos a esa concentración de nitrito y alimentados con C0 ; C100 y C300 . Todos mostraron capacidad secuestrante de radicales libres, aunque se observaron algunas diferencias en el porcentaje de DPPH remanente entre los animales alimentados con C0 (43 %) y los alimentados con C100 y C 300 , los cuales tuvieron una mayor actividad (62 y 59 %, respectivamente). En base a los resultados obtenidos, se puede postular a la astaxantina dietaria como un protector contra el estrés por nitrito en el cultivo de postlarvas de P. muelleri.Respecto del camarón A. longinaris se estudió la incorporación del extracto soluble de polisacáridos obtenido del alga parda Undaria pinnatifida como aditivo funcional en la dieta. Como primer paso, se realizó el análisis quı́mico del extracto a partir del cual se identificaron los grupos funcionales caracterı́sticos de los polisacáridos sulfatados, tales como sulfato (O=S=O) y el éster de sulfato (S=O) propios del fucoidan de las algas pardas. En cuanto a la composición en monosacáridos, los más abundantes fueron el manitol, seguido de la fucosa y la galactosa; el contenido de estos últimos corresponde a un 17,4 % de fucoidanos. Se determinó la presencia de sustancias protectoras en el extracto por su capacidad antioxidante al reaccionar con el radical DPPH, la concentración del radical disminuyó al incrementar el tiempo de reacción, hasta alcanzar un 50 % de DPPH a los 18 minutos. A partir de estos resultados, se evaluó su utilización como componente dietario en A. longinaris. Se diseñaron cuatro dietas conteniendo 0; 1; 2 y 3 % (control, U1; U2 y U3, respectivamente) del extracto soluble. Luego de 30 dı́as de experimentación los porcentajes de incremento en peso medio de los camarones fueron significativamente más altos para las dietas adicionadas con el extracto de U. pinnatifida que los alimentados con la dieta control. La digestibilidad aparente de las proteı́nas disminuyó significativamente para las dietas U2 y U3. Sin embargo, el estudio de las variables hemolinfáticas determinó que no existe correlación entre la concentración de los metabolitos analizados y la concentración del aditivo dietario. En cuanto a la capacidad antioxidante del tejido hepatopancreático, todos los tratamientos mostraron actividad antioxidante evidenciada por su habilidad para reaccionar con el DPPH; los homegenatos de los individuos alimentados con U1 y U2 presentaron mayor actividad antioxidante que aquellos alimentados con la dieta control y U3. Como último paso, se evaluó los efectos de las dietas U2 y U3 sobre la toxicidad aguda del nitrito, a través de la determinación de la actividad de la enzima superóxido dismutasa (SOD). Como control se utilizaron animales alimentados con dietas sin aditivo. Transcurridas las 4 semanas de alimentación, se realizó un ensayo estático de toxicidad aguda al nitrito. Las LC50 a las 96 hs fueron 650,84; 725,24 y 493,57 mg/l para los tratamientos control, U2 y U3, respectivamente. En concordancia con este resultado, la actividad de SOD fue mayor para los camarones alimentados con U2. Finalmente, la adición de un 2 % de extracto soluble de polisacáridos obtenido del alga parda U. pinnatifidaen la dieta del camarón A. longinaris es recomendada para mejorar la tolerancia al nitrito ambiental, a través del incremento de la actividad antioxidante.Los resultados obtenidos en la presente Tesis aportan información relevante para el cultivo de las especies autóctonas de camarones peneidos, Pleoticus muelleri y Artemesia longinaris. Las hipótesis planteadas sobre el aumento de la tolerancia al nitrito en condiciones hiperosmóticas y la suplementación de las dietas con astaxantina y extracto de polisacáridos de U. pinnatifida, han sido corroboradas. Estos hallazgos destacan la necesidad de monitorear la salinidad del agua de cultivo y formular dietas adicionadas con ingredientes funcionales para afrontar situaciones de estrés.