Abstract
Background: Some diet additives have become alternatives to achieve higher yields within the productively sustainable, organic, and ecological margins. Hence, nutrients and microorganisms can be added to the diet for fish immunity improvements, by using the nutrients in the feed, which lead to a positive animal performance. Accordingly, the aim of this paper was to gather information related to the utilization of additives as immunostimulant in tilapia (Oreochromis ssp.), and their physiological performance in the body. Development: Many of these immunostimulants are microorganisms or habitual nutrients in the diet, such as polysaccharides, proteins or lipids, which at high concentrations are capable of creating a stimulating effect, speeding disease resistance through specific or unspecific mechanisms of immunological response, thus becoming primary prophylactic agents. Conclusions: The use of additives as immunostimulants helps prevent the occurrence of common diseases in tilapia culture, by modulating the intestinal system in the different species of genus Oreochromis, thus enhancing the unspecific immune response, and, in turn, some processes like individual growth, feeding efficiency, and stress tolerance can be favored.
Key words: stimulating effect, additives, tilapia (Source:
AGROVOC)
INTRODUCCIÓN
El desarrollo
actividad acuícola en las últimas décadas requirió mejoras en los pilares
fundamentales de la producción, como son el mejoramiento genético, las buenas
prácticas de manejo, la salud, la nutrición y los sistemas productivos. Este
hecho, que permitió aumentar la producción de especies como la tilapia del Nilo
(Oreochromis niloticus),
en la que la mejora genética permitió que el animal creciera rápidamente,
contribuyendo con el aumento del rendimiento del filete, e incluso a una mejor
calidad de la carne, estableciéndose una alta demanda de este pescado por parte
de los consumidores, debido a la búsqueda de una dieta más equilibrada y con
mayor valor nutritivo (Braz, 2022).
La tecnología para el
cultivo de tilapia del Nilo es un tema que ha tenido especial atención en los
últimos años, pero aún existen áreas clave que necesitan más investigación,
como el uso estratégico de aditivos alimentarios en períodos en los que los
peces se enfrentarán a condiciones ambientales desfavorables para su desarrollo
y por consiguiente presentan afectaciones directas de los agentes etiológicos
más comunes (Zambrano, 2021). No obstante, en la actualidad se trabaja en la
búsqueda de alternativas que permitan mejorar el rendimiento productivo,
mantener el mismo perfil nutricional, disminuir la presencia de estas
enfermedades e incrementar el margen de ganancias económicas orientadas a una
producción cada vez más orgánica y sustentable (Costavalo,
2021).
Los aditivos alimentarios
como alternativas a estas discrepancias, comúnmente se incorporan a la dieta
como una forma alternativa de mejorar la inmunidad de los peces, aprovechando
los nutrientes en el alimento y actuando positivamente en el desempeño de los
animales. Como ejemplo de este grupo de aditivos se encuentran los probióticos,
que sirve de “alimento” para las bacterias probióticas, potenciando su acción
en el organismo, y los simbióticos, que es una combinación tanto
de prebióticos como de probióticos (Braz, 2022).
Considerando que esta línea
de estudio e investigación biotecnológica es potencialmente de gran interés
dada la situación de la acuicultura en Cuba, el objetivo de del presente
trabajo fue recopilar información referente al uso de aditivos
inmunoestimulantes en tilapia (Oreochromis ssp.)
y su desempeño fisiológico en el organismo.
DESARROLLO
La
acuicultura
La acuicultura es una
actividad productiva que proporciona desde sus inicios considerables volúmenes
de alimento a la población mundial y ha contribuido al desarrollo económico
mundial debido a que los escenarios favorecen las poblaciones rurales generando
valiosas fuentes de trabajo. En el escenario actual, la mayoría de los países
del mundo se generaron impactos y afectaciones negativas debido a la incidencia
de la pandemia de COVID-19. La
Organización de Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO)
está tratando de evaluar el impacto general de la pandemia, tanto en la
producción como en el consumo y el comercio de la pesca y la acuicultura
(Gutiérrez, 2021). Aun así, es válido destacar que varios autores refieren
textualmente que “los avances científicos de los últimos 50 años han
permitido mejorar en gran medida los conocimientos acerca del funcionamiento de
los ecosistemas acuáticos, así como la conciencia mundial de la necesidad de
gestionarlos de forma sostenible” (Méndez et
al., 2021; FAO, 2020).
A lo largo de la historia
y sus disimiles circunstancias en el escenario económico, la creciente demanda
de alimentos y a pesar de su impresionante incremento productivo en los últimos
40 años de la producción de proteína proveniente de especies acuáticas,
derivada de la pesca de captura y de la acuicultura, se ha observado grandes
contrastes entre países desarrollados y en desarrollo en cuanto avance
tecnológico, eficiencia productiva y reducción de niveles de impacto ambiental
(Pérez et al.,2020). Tan et al. (2019) en sus estudios ratifican
que estas actividades acuícolas “tiene el potencial de contribuir a la economía
mundial y satisfacer parte de la creciente demanda de productos del mar en todo
el mundo”.
Según autores como Ramírez et al. (2018) Aseguran que la acuicultura dulceacuícola cubana, vinculada desde sus inicios a la construcción de embalses y a la introducción de especies exóticas de alto valor comercial, alcanzó en 1990 el tercer lugar en la producción de peces de agua dulce en América Latina y que durante décadas confeccionaron programas de desarrollo que pretendían un salto cualitativo y cuantitativo en sus niveles productivos. Sin embargo, estas iniciativas rígidamente centralizadas adolecían de estudios integrales de potencialidad y de una visión estratégica del entorno empresarial que permitiera ajustar políticas de desarrollo a las problemáticas reales y complejas del desarrollo social.
En Cuba, la acuicultura de
agua dulce está representada en primer lugar por los Ciprínidos,
Clarias, seguidos por las Tilapias. Según varios
autores el volumen de captura bruta del sector se encuentra oscilando sobre
60.900 ton, incluyendo peces de agua dulce, plataforma marina y mariscos. De
ello, la acuicultura tanto intensiva (en estanques) como extensiva (con
alevines en los embalses) aporta más de 20 toneladas anuales como promedio, las
cuales aún no cubren la demanda interna, ni se acerca al verdadero potencial de
la región (Méndez et al., 2018).
Tilapias. Generalidades
La tilapia ha tomado gran
importancia en el siglo XXI para la alimentación humana, debido a su período de
crecimiento relativamente más corto en relación a otros peces, por presentar
alta adaptabilidad a diferentes ambientes de producción y bajo costo. El
cultivo de esta especie se ha convertido en uno de los peces más
comercializados en el ámbito internacional debido a su carne blanca, de fácil
fileteado, con escasas espinas, suave sabor y versatilidad en la cocción. Si se
tiene en cuenta el alto déficit proteico de la humanidad y el hecho de que
existen mercados suntuarios que demandan productos de bajo contenido de
colesterol, el cultivo de tilapia se convierte en una alternativa viable por su
alta productividad y la composición nutricional (Méndez et al.,2018).
Algunos autores (Zavala-Leal y Ortega, 2021) plantean que Tilapia es un nombre coloquial que reciben diversas especies de peces de los géneros Oreochromis y Tilapia, aunque en algunas regiones también son conocidas como Mojarras. Estos peces son dulceacuícolas, cuyo origen proviene de África y Asia, específicamente el cercano oriente. Se ha registrado que desde inicios del siglo XIX se realizaron cultivos de tilapias en África y Asia, particularmente en Malasia. A partir de entonces se desarrolló su proceso de cultivo de manera progresiva.
A partir de los años 70 la producción acuícola ha crecido gradualmente contribuyendo de cierta manera a la estabilidad alimentaria mundial, y de la cual las Tilapias son el segundo conjunto más relevante de peces en el campo mundial luego de las carpas chinas (Opiyo et al., 2019; Andrade, 2021). La tilapia se cultiva en más de 100 países y es la segunda especie de pez más cultivada en todo el mundo en términos de rendimiento de producción. Sin embargo, a pesar de que la tilapia se cultiva fácilmente, crece rápidamente y es relativamente tolerante al estrés ambiental en comparación con otras especies de peces, la incidencia de enfermedades inducidas por bacterias aún ocurre con frecuencia y está aumentando debido al deterioro de la calidad del agua como resultado del cultivo intensivo en la búsqueda de producción de alto rendimiento (Tan et al., 2019; Shourbela et al., 2021).
Sistema inmune. Aspectos generales de la respuesta inmune
La respuesta inmune de los
peces óseos está bien desarrollado e integrado, habitualmente funciona con
eficiencia, aunque como cualquier otro sistema fisiológico, el sistema inmune
de un individuo se ve afectado cuando el estado de salud es deficiente. En
términos de una población, cuando las condiciones del medio son adversas,
aumentan los riesgos de una infección y se pone en peligro la salud de todo el
conjunto de ejemplares. Hay una serie de elementos que influyen en el
desarrollo de una buena respuesta, y en algunas ocasiones la deprimen de manera
significativa (Andrade, 2021).
En correspondencia con los fundamentos de disimiles autores, Del Barco (2020) refiere que el sistema inmune de los peces es en términos generales muy similar al de los vertebrados superiores, aunque presentan algunas diferencias importantes. La respuesta inmune de todos los vertebrados, incluidos los peces, puede dividirse en dos, la respuesta innata o inespecífica, la cual consiste en una serie de mecanismos filogenéticamente muy antiguos que pueden eliminar los patógenos del organismo o bloquear su entrada de forma inespecífica; y el segundo constituye la denominada respuesta inmune combinada o específica, que puede ser inducida y requiere la presencia de una serie de células que reaccionan específicamente con el antígeno inductor y que son los linfocitos las células fundamentales de este mecanismo.
Los peces al igual que el
resto de los organismos vertebrados conservan mecanismos de inmunidad humorales
ancestrales de inmunidad natural o innata. Algunos de estos mecanismos es la
capacidad de producir algunos péptidos antimicrobianos, enzimas proteolíticas,
proteínas de fase aguda y del sistema complemento. Por otro lado, a diferencia
de los invertebrados, a partir de los peces se pueden identificar células
clásicas de inmunidad innata, como son monocitos/macrófagos, neutrófilos y
eosinófilos; las cuales tienen mecanismos de acción similares a las
caracterizadas en mamíferos, como son la fagocitosis, exocitosis de péptidos y
otros mediadores, así como liberación de trampas extracelulares de neutrófilos
(Dawood et al.,
2020).
Además de los tejidos y
órganos con funciones específicas en cuanto a la quimiotaxis, los peces poseen
otros mecanismos para la defensa. Por lo que Cavalcante
et al. (2020) citan que la microbiota
intestinal juega un papel importante en el sistema inmunológico, modulando la
maduración del Tejido Linfoide Asociado al Intestino, y esta superficie actúa
como la primera línea de defensa frente a la invasión de patógenos por medio de
linfocitos B y T, macrófagos, células dendríticas y caliciformes, granulocitos y
mastocitos con gránulos eosinófílicos.
Si se analiza, en la
actualidad las herramientas con las que se cuenta para explotar dichos
mecanismos de una manera eficiente se realiza por medio de la profilaxis y
bioestimulación. Es notable que la que
la variabilidad de los agentes etiológicos es superior, por lo que entre los
factores limitantes de las producciones acuícolas está la carencia de
herramientas inmunoterapeúticas profilácticas que reduzcan el efecto de
enfermedades en los diferentes cultivos, que favorezcan no solo las funciones
del sistema inmunológico, sino también los factores metabólicos, tasa de
crecimiento y sean amigables con el medio ambiente (Méndez et al., 2021).
Sistema
inmune innato
A diferencia de los
invertebrados, en los peces se pueden identificar células clásicas de inmunidad
innata, como: monocitos/macrófagos, neutrófilos y eosinófilos; las cuales
tienen mecanismos de acción similares a las caracterizadas en mamíferos, como
son la fagocitosis, exocitosis de péptidos y otros mediadores, así como
liberación de trampas extracelulares de neutrófilos (Girón y Toledo, 2019).
Además de esto, Braz (2022) afirma que el intestino
puede actuar como la primera barrera contra las infecciones causadas por
patógenos, debido a que existe una comunidad microbiana compuesta por bacterias
aerobias y anaerobias facultativas y/u obligatorias, que colaboran para
fortalecer el sistema inmunológico, además de ser el lugar donde se concentran
la mayoría de los nutrientes, iones y
agua de la dieta, y los productos de la digestión se mantienen en solución, lo
que facilita la absorción.
Sistema
inmune adaptativo
La segunda línea de defensa
como en cualquier vertebrado es la inmunidad adaptativa; aun cuando los peces
no poseen médula ósea o nodos linfoides, el timo, el riñón y el bazo asumen
este papel. La inmunidad adaptativa puede ser dividida en celular y humoral, y
es dependiente en gran medida de linfocitos T y B respectivamente (Andrade, 2021).
Factores
causantes de afecciones en el cultivo de tilapias
Como en el resto de los
países, en Cuba las tilapias se cultivan en sistemas intensivos y semi-intensivos generalmente en aguas fluviales donde los
requerimientos nutricionales son satisfechos con dietas artificiales y otros
aditivos locales, pero debido a las condiciones de cultivo como las altas
densidades de siembra y limitada calidad de agua. Conocido esto, se promueve
que los organismos se encuentran sujetos a estrés constante que se traduce en
bajas tasas de crecimiento, ineficiencia alimenticia y bajas supervivencias
(Méndez et al., 2021).
Para Cuba como para todos
los países que manejan Tilapias, el cultivo intensivo se considera el enfoque
más apropiado, aunque los peces intensificados pueden estresarse por el
deterioro de la calidad del agua, la hipoxia, la infección bacteriana, etc.
Esto, a su vez, suprime el sistema inmunológico y aumenta el riesgo de su
cultivo bajo estas condiciones (Abdel et al., 2019).
Las causas predisponentes de
los cultivos en altas densidades dan posibilidad a la aparición de
microorganismos tales como Aeromonas hydrophila y
Streptococcus iniae que como refiere Cavalcante et al.
(2020) en sus estudios, clasificándolos como patógenos típicos que provocan
entre tantas enfermedades en los peces, la septicemia hemorrágica en la
tilapia. En las últimas décadas, estas enfermedades han causado una mortalidad
significativa de los peces cultivados y una importante pérdida económica para
los países subdesarrollados como Cuba, y por lo tanto se han convertido en una
importante amenaza potencial para la sostenibilidad y desarrollo de la
acuicultura de tilapias.
ADITIVOS INMUNOESTIMULANTES
Impacto
fisiológico de los aditivos inmunoestimulantes
Muchos de los inmunoestimulantes existentes son nutrientes habituales de la dieta como son los polisacáridos, proteínas o lípidos, que suministrados en concentraciones elevadas tienen la capacidad producir un efecto estimulante. Estos aditivos estimulan algunos mecanismos fisiológicos que aceleran la resistencia a las enfermedades mediante mecanismos específicos o inespecíficos de la respuesta inmunológica, convirtiéndose en agentes primarios profilácticos, por lo que las limitaciones dentro de la inmunoestimulación dependen del estado de desarrollo del (sistema inmunológico), asociados a organismos blancos (Costavalo, 2021).
A lo largo de la historia y
los disimiles sistemas de cría de animales, los aditivos han ocupado un papel
importante en las dietas de los mismos. Tradicionalmente, los antibióticos y
los productos químicos se han usado comúnmente para tratar o prevenir brotes de
enfermedades en especies de peces de cultivo. Sin embargo, el abuso de
antibióticos y productos químicos ha llevado a la rápida propagación de
patógenos resistentes a los medicamentos en ambientes acuícolas y antibióticos
residuales en productos acuáticos. Además, el uso de antibióticos como medidas
profilácticas y terapéuticas provoca disbiosis intestinal e induce poblaciones
bacterianas resistentes en los peces que puede resultar en una reducción del
metabolismo de los nutrientes, la inmunidad y la resistencia a las enfermedades
(Tan et al., 2019).
Actualmente ya existen
restricciones para el uso delos antibióticos, evitando así perjudicar la
producción acuícola y la salud humana como efecto directo. Como alternativa a
la problemática varios estudios desarrollados se dedican al reconocimiento de
nuevos aditivos y a evaluar la viabilidad del uso de prebióticos y probióticos
en la dieta. Estos aditivos cuando se suministran en las cantidades correctas
mejoran la salud de los organismos obteniendo una mayor producción (Tachibana et al.,
2020; Alvarenga, 2021).
Méndez et al. (2021) en sus notas conceptualizan el criterio de que “el uso de bioestimulantes en dietas para peces es una estrategia prometedora para reducir el uso de antibióticos, potenciar la respuesta bioquímica e inmune, lo cual contribuye a mejorar rendimientos productivos y disminuir las pérdidas económicas”. Cavalcante et al. (2020) en la misma tendencia investigativa, fundamentan detalladamente que la asociación de tecnologías aplicadas a la nutrición y el mantenimiento de la salud animal está bien aceptada en la acuicultura dado que los estudios modernos demuestran la clara evidencia de la capacidad de los nutrientes y los aditivos alimentarios para estimular la inmunidad de los peces y protegerlos contra los patógenos más comunes en el cultivo.
El uso de estos aditivos inmunoestimulantes
se asocia a una mejora de la inmunidad inespecífica, un incremento en la
resistencia a las enfermedades y el favorecimiento del crecimiento de los
animales. Dentro de este término de forma general incluyen agentes químicos,
componentes bacterianos, polisacáridos, extractos de animales o de algas,
factores nutricionales, citoquinas, entre otros. Dentro de los más utilizados
en acuicultura se encuentran los β-glucanos, los
lipopolisacáridos y se incluyen también las bacterias con propiedades
beneficiosas, denominadas probióticos (Gutiérrez, 2021).
La adición de componentes
beneficiosos a las dietas juega un papel importante en la manipulación de la
microflora intestinal responsable de mantener una buena salud del individuo y
la salud de estos microbios está directamente influenciada por la ingesta de
prebióticos. Se notifica que ingredientes funcionales como probióticos, y prebióticos
mejoran el crecimiento, la eficiencia alimenticia, la tolerancia al estrés, la
resistencia a enfermedades y el estado de salud de los peces y, por lo tanto,
en la actualidad se utilizan cada vez más en la industria de alimentos
acuícolas (Ali y El-Feky, 2019).
Gutiérrez (2021) certifica que los cambios de temperatura, el manejo, el estrés, y las altas densidades en el cultivo pueden suprimir el sistema inmune innato o inespecífico de los peces mientras que los aditivos alimentarios y los inmunoestimulantes pueden mejorar su eficiencia notablemente. Debido a esto, existe un gran interés en desarrollar aditivos alimentarios naturales para superar las dificultades previstas y mantener una piscicultura ecológica en los centros encargados de su explotación. Es imperativo mejorar la calidad del alimento mediante el uso de estos aditivos naturales capaces de apoyar el crecimiento, la salud, la inmunidad y la productividad de los peces (Abdel et al., 2019).
Los
Probióticos
Según las definiciones de
varios autores (Pérez et al., 2020;
Gutiérrez, 2021) los probióticos son agentes microscópicos estudiados desde la
segunda mitad del siglo pasado con aportes relevantes que llevaron sus usos
preventivos y terapéuticos hasta lo que son hoy en día. El término probiótico,
se deriva del griego “pro” y “bios” dos
vocablos que significan “para la vida”. Fue introducido por primera vez
en 1965 definido como “sustancias secretadas por un microorganismo que
estimula el crecimiento de otro”. A partir de esta definición, con el paso
de los años, el término fue adquiriendo un significado más amplio que
posteriormente se ajusta dándole el sentido como lo conocemos en la actualidad,
“organismos y sustancias que contribuyen al equilibrio microbiano intestinal”.
El enorme potencial de los
probióticos como promotores de la salud de los peces se basa en sus múltiples
mecanismos de acción, tales como la competencia con patógenos por los sitios de
adhesión, la producción de sustancias antimicrobianas en el lumen
gastrointestinal para prevenir el crecimiento de microorganismos patógenos
oportunistas, competencia por nutrientes que son esenciales para el crecimiento
de patógenos y estimulación del sistema inmunológico de los huéspedes. Entre las
numerosas acciones defensivas de los probióticos para la salud de los peces, el
papel de los probióticos en la modulación el sistema inmunológico a través de
la acción de las citoquinas es uno de los mecanismos más comunes (Tan et al., 2019).
Los probióticos actúan bajo diferentes modos de acción anteriormente descritos, pero es necesaria la valoración de su capacidad para estimular la respuesta inmunológica innata o inespecífica a través de la modulación de respuestas inmunes humorales e inhibir el crecimiento de otros microbios patógenos como estrategia para la profilaxis en peces óseos. Estos microorganismos son capaces de producir sustancias o compuestos inhibidores, fundamentalmente sustancias químicas que pueden ser tóxicas/bactericidas oinhibidoras/bacteriostáticas hacia otros microorganismos, como el peróxido de hidrógeno, las bacteriocinas, las lisozimas y otros compuestos de la misma naturaleza. Los compuestos inhibidores son capaces de suprimir o incluso llegar a eliminar patógenos muy comunes y atípicos. Algunas de estas bacterias benéficas producen ácidos orgánicos y ácidos grasos volátiles (ácidos láctico, acético, butírico y/o propiónico), que reducen el pH en el tracto gastrointestinal y, por tanto, inhiben la proliferación de patógenos oportunistas (Xia et al., 2020; Gutiérrez, 2021).
Basado en estos hallazgos,
algunos especialistas (Pérez et al.,
2020) han logrado demostrar que muchos de estos
compuestos antimicrobianos sintetizados y excretados por los probióticos son
antibióticos, ácidos grasos de cadena corta (fórmico, acético, propiónico,
butírico y láctico), peróxido de hidrógeno, sideróforos (compuestos quelantes)
de hierro, enzimas bacteriolíticas (lisozima), proteasas, amilasas, compuestos
antimicrobianos tipo bacteriocina (BLIS), y bacteriocinas. Aunque también
existen otros metabolitos poco estudiados con alta actividad antimicrobiana.
Los mecanismos de acción que se le atribuyen a los probióticos son dos
fundamentales: 1) la síntesis de moléculas antibacterianas como las
bacteriocinas y 2) la exclusión competitiva, bien mediante la inhibición de la
adhesión a las células epiteliales intestinales (CEIs)
de bacterias potencialmente patógenas o bien bloqueando la unión de toxinas.
A lo largo de los
años y evolución del conocimiento científico los probióticos que
comúnmente han sido utilizados en acuicultura pertenecen a distintos grupos, y
generalmente son bacterias ácido lácticas o cepas bacterianas que pertenecen a
los géneros Vibrio, Bacillus y Pseudomonas. Igualmente, aunque con menor interés, se describen
los géneros Aeromonas, Alteromonas y Flavobacterium al igual que algas unicelulares y levaduras
(Gutiérrez, 2021). Otros autores refieren la popularidad y eficiencia en este
aspecto de géneros más comunes que se derivan de la leche, el queso u otras
fuentes terrestres, tales como Bacillus
spp. Y Lactobacillus spp (Van et al., 2018, Waiyamitra
et al., 2020).
Prebióticos
Los prebióticos por lo
general sustratos de hidratos de carbono de muy baja digestibilidad, como los
oligosacáridos o la fibra dietética, que contribuyen a la proliferación de
bacterias en la flora intestinal de los animales, lo que redunda en una mejora
de la salud y de las respuestas productivas, además de actuar estrechamente con
los probióticos, constituyendo así el alimento de las bacterias probióticas ya
que no son degradadas por acción directa del tracto digestivo (Mariluz,2020;
Alvarenga, 2021; Braz, 2022;Weeet al., 2022).
Triviño (2020) aborda el término prebiótico refiriéndose a los ingredientes de los alimentos no digeribles que producen efectos beneficiosos sobre el huésped estimulando selectivamente el crecimiento y/o actividad de un tipo o de un número limitado de bacterias en el colon. Esta definición se solapa en parte con la definición de fibra dietética, aunque añade la selectividad de los prebióticos sobre ciertos microorganismos en concreto. Un prebiótico es un ingrediente fermentado selectivamente que permite cambios específicos, en la composición y/o actividad en la microflora gastrointestinal, que promueve el bienestar y la salud del individuo; para que un ingrediente alimentario sea considerado como prebiótico debe cumplir con tres criterios principales, inicialmente la resistencia a la acidez gástrica, a la hidrólisis por enzimas de mamíferos y a la absorción gastrointestinal; seguido de la fermentación por microflora intestinal; y por último la estimulación selectiva del crecimiento y/o actividad de aquellas bacterias intestinales que contribuyen a la salud y el bienestar.
Según la caracterización de Anacona (2021) los prebióticos pueden ser considerados como un suplemento dietético beneficioso para mejorar el rendimiento del crecimiento, mejora de las actividades de enzimas digestivas, impulsaron las respuestas inmunes y el aumento de la resistencia al estrés. Se definen además como un compuesto no digerible que, a través de su metabolización por microorganismos en el intestino, modula la composición y/o actividad del microbiota intestinal, lo que confiere un efecto beneficioso en el hospedero como mejora del crecimiento y eficiencia de la alimentación.
Son carbohidratos que se
clasifican según su tamaño molecular, pudiendo ser monosacáridos, polisacáridos
u oligosacáridos. Algunos ejemplos de prebióticos utilizados son la inulina o
β-glucano, fructooligosacáridos (FOS), oligofructosa, xilooligosacárido.
Su principal función consiste en el cambio potencial de la comunidad bacteriana
intestinal a una dominada por bacterias beneficiosas, lo que favorece la
inhibición de la colonización de organismos patógenos. El uso de prebióticos en
acuicultura es muy reciente si lo comparamos con estudios realizados en otras
especies terrestres. Estas sustancias como refieren diversas literaturas, no se
digieren, pero establecen esos cambios en la microbiota gastrointestinal,
modifican su composición o actividad, con el fin de mejorar la salud general
del hospedador (Gutiérrez, 2021).
La mayor parte de estos efectos de los prebióticos sobre la inmunidad son indirectos, ya que no requieren de la respuesta específica a un antígeno, y los efectos que produce se atribuyen a ese cambio en el microbiota, favoreciendo la inmunidad inespecífica frente a una gran variedad de patógenos. Estos ejercen su acción a través de la modulación de la composición del microbiota intestinal, de esta forma estimulan el crecimiento de bacterias beneficiosas reportadas en peces, moluscos y crustáceos, como Lactobacillus mientras que limita la presencia de bacterias potencialmente patógenas, como Vibrio, Aeromonas y Streptococcus. En lo referente a la modulación del sistema inmune, se pueden considerar indirectos porque son mediadores de cambios en la composición y/o actividad del microbiota intestinal (Anacona, 2021).
Entre los prebióticos más usados con eficacia en la acuicultura como inmunoestimulantes según los apuntes de Dawood et al. (2020) son el β-glucano, los fructooligosacáridos y los mananooligosacáridos. El β-glucanohamostrado un rendimiento inmunológico prometedor, favoreciendo la fagocitosis, la producción de aniones superóxido y la actividad de la lisozima. El uso de dietas enriquecidas con BG es una práctica económica que pueden adoptar tanto los piscicultores a pequeña como a gran escala y puede ofrecer numerosos beneficios, desde aumentar el crecimiento de los peces hasta aumentar las respuestas inmunitarias.
Simbióticos
Expuestos los conceptos de
probióticos y prebióticos se debe definir qué es un simbiótico, estos son
productos en los cuales los componentes prebióticos favorecen a los componentes
probióticos. La administración de simbióticos beneficia a las cepas
suministradas dándoles mayores oportunidades para la colonización y
supervivencia en el sistema digestivo del hospedero. Así también, diversos
efectos benéficos sobre la biota intestinal, suscitan la liberación de ácidos
grasos volátiles de cadena corta y realiza una acción protectora mediante la
inhibición de microorganismos patógenos. En términos generales la aplicación de
estos aditivos en la acuacultura se relaciona con el control biológico de
enfermedades infecciosas y mejoras en la calidad del agua del sistema, también
se evidencia animales con mejor desempeño, mayor actividad enzimática y que
responden favorablemente al estrés (Alvarenga, 2021; Prieto, 2021).
Cavalcante et al. (2020) afirman que el uso combinado de probióticos y prebióticos, denominados simbióticos, pueden mejorar las tasas de supervivencia y la modulación del microbiota intestinal y que en general, el efecto positivo de usar dos o más aditivos alimentarios da como resultado tres patrones: aditividad, sinergismo o potenciación. De esta forma la acción de las bacterias probióticas puede verse incrementada por los prebióticos, debido al aporte de este componente para su crecimiento, metabolismo y activación.
Al utilizar un aditivo
simbiótico en la dieta animal, permite el incremento de bacterias probióticas
en el intestino del huésped, lo que a su vez controla las bacterias patógenas,
mejorando el sistema inmunológico y la utilización de nutrientes. Esta
asociación contribuye a una mayor digestión enzimática por parte del huésped,
además de incrementar la producción de ácidos acético, láctico y butírico
(productos de fermentación de bacterias prebióticas y probióticas) y la
activación del sistema inmunológico innato. Esta mezcla puede ejercer sus
efectos de manera competitiva con los patógenos, modulando el ambiente
intestinal, la respuesta inflamatoria e inmune (Braz,
2022).
Estudios recientes sobre simbióticos infieren una mayor digestión enzimática de huésped, la producción de ácidos acético, láctico y butírico (productos de fermentación de prebióticos por bacterias probióticas) y activación del Sistema inmune innato. Por lo tanto, según los argumentos de algunos especialistas, desde 2012 la mayor tendencia de la aplicación de simbióticos en la acuicultura se ha correlacionado con efectos positivos en el rendimiento del crecimiento (p. ej., crecimiento, aumento de peso) y efectos inmunoestimulantes. Por ejemplo, el probiótico comercial DBA® está compuesto por las especies bacterianas Bifidobacteriums spp, Lactobacillus acidophilus y Enterococcus faecium que pueden promover varios efectos beneficiosos, como la producción de bacteriocinas que pueden actuar contra patógenos resistentes a los antimicrobianos, estimulación de la inmunidad innata, demostrado por una mayor actividad mieloperoxidasa del huésped y promoción del crecimiento (Cavalcante et al., 2020).
Conocer los diferentes y complejos mecanismos inmunológicos inespecíficos que poseen los peces óseos, especialmente las especies comerciales del género Oreochromis enfocadas en los intereses alimentarios en Cuba y el mundo, nos posibilita explorar eficientemente las opciones que ofrece su fisiología. Dichos mecanismos al ser optimizados por medio de aditivos inmunoestimulantes puede generar un impacto positivo en el cultivo de dichas especies por evidenciar mejoras en la eficiencia y los rendimientos.
CONCLUSIONES
El empleo de aditivos inmunoestimulantes posibilita la prevención de enfermedades comunes en el cultivo de tilapias por medio de la modulación del ambiente intestinal, mejorando la respuesta inmune inespecífica.
El crecimiento individual, la eficiencia alimenticia y la tolerancia al estrés se favorecen con el empleo de los aditivos inmunoestimulantes, debido al equilibrio microbiano intestinal que estos producen en las diferentes especies del género Oreochromis.
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Contribución
de los autores
Concepción y diseño de
la investigación: YLZ, ATR; análisis e interpretación de los datos: YLZ, ATR;
redacción del artículo: YLZ, ATR.
Conflicto
de intereses
Los autores declaran que no existen
conflicto de intereses.
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, Albert Torres Rodriguez *