La acuicultura es un sector clave para la seguridad alimentaria mundial, pero su sostenibilidad y productividad siguen siendo cuestionadas constantemente. El uso de carboxilatos de cadena de 2 a 8 carbonos (2-8 CCs) ha demostrado ser una estrategia prometedora y beneficiosa en diversos campos, incluida la acuicultura.
Dentro de los 2-8 CCs, los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) han recibido significativamente más atención de los investigadores que los ácidos grasos de cadena media (AGCM), relativamente menos explorados. La aplicación de estos compuestos en la acuicultura ha mejorado el rendimiento del crecimiento, la eficiencia alimentaria, las respuestas inmunitarias, la salud intestinal, la capacidad antioxidante y la calidad del agua, promoviendo así la productividad y sostenibilidad de los organismos acuícolas.
Además, los 2-8 CCs ofrecen importantes beneficios ambientales al reducir la dependencia de los antibióticos y promover una microbiota intestinal más saludable, mitigando así algunos impactos ecológicos de la acuicultura. También contribuyen a mejorar las prácticas de gestión de residuos y a desarrollar una economía más circular dentro de los sistemas acuícolas.
Una reciente revisión examina de manera exhaustiva el conocimiento actual de los efectos de los 2-8 CCs en la acuicultura, discutiendo sus funciones, impactos ambientales, beneficios, desafíos y futuras direcciones de investigación.
Los hallazgos subrayan el potencial de los 2-8 CCs para mejorar significativamente la sostenibilidad y productividad de los sistemas acuícolas, ofreciendo una perspectiva esperanzadora para el futuro del campo.
Importancia de los carboxilatos de cadena de 2 a 8 carbonos
Los carboxilatos de cadena de 2 a 8 carbonos (CCs) son compuestos orgánicos caracterizados por un grupo carboxilo (–COOH) unido a una cadena de carbono que varía de 2 a 8 átomos de carbono. Estos compuestos pueden ser lineales o ramificados e incluyen ácidos grasos de cadena corta (AGCC) como acetato (C2), propionato (C3), butirato (C4), valerato (C5), así como ácidos grasos de cadena media (AGCM) como caproato (C6), enantato (C7) y caprilato (C8). La estructura química de los 2-8 CCs les permite participar en diversos procesos bioquímicos, lo que los hace valiosos en diferentes aplicaciones.
Debido a sus propiedades antimicrobianas, inmunomoduladoras y antioxidantes, los 2-8 CCs son relevantes en diversos campos, incluida la nutrición animal, la salud humana y las aplicaciones industriales.
Comprender los diversos mecanismos a través de los cuales los 2-8 CCs ejercen sus efectos, incluida la difusión simple, la activación de receptores específicos y la inhibición de histona desacetilasas, es crucial para optimizar su uso. Estos mecanismos abarcan tanto vías de señalización como no de señalización, destacando la naturaleza multifacética de los 2-8 CCs en la promoción de respuestas inmunitarias, la aptitud celular y la salud general.
Efectos de los 2-8 CCs en la acuicultura
Los efectos de los 2-8 CCs en la acuicultura son multifacéticos e impactantes, influyendo en diversos aspectos críticos de la salud y el bienestar de peces y crustáceos. Estos compuestos mejoran el rendimiento del crecimiento y la eficiencia de utilización del alimento, lo cual es crucial para satisfacer la demanda de productos del mar.
También estimulan las respuestas inmunitarias, aumentan la resistencia a enfermedades y mejoran la salud intestinal, contribuyendo a la salud general y a una menor mortalidad. Además, los 2-8 CCs exhiben propiedades antioxidantes, protegiendo contra el estrés oxidativo. Su uso en la acuicultura puede mejorar la calidad del agua y reducir los impactos ambientales.
Se han investigado compuestos esenciales como acetato, propionato, butirato, enantato y caprilato por su potencial para mejorar la ganancia de peso (WG), la tasa de crecimiento específico (SGR), la ingesta de alimento (FI), el peso final (FW) y la eficiencia alimenticia (FE) de diversas especies acuáticas. “Comprender la influencia de estos carboxilatos puede conducir a formulaciones de alimentos más efectivas, promoviendo prácticas de acuicultura sostenibles y económicamente viables”, destacaron los autores.
Por ejemplo, “el propionato de sodio (SP) también demostró efectos positivos en la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), el pez gar tropical (Atractosteus tropicus) y el esturión beluga (Huso huso) mostraron un aumento de FW, WG y SGR tras la suplementación dietética con SP. Sin embargo, el róbalo (Sciaenops ocellatus) y el salmón ártico (Salvelinus alpinus) exhibieron un crecimiento deteriorado o reducido con SP, lo que indica la necesidad de estrategias de dosificación optimizadas. En la carpa koi (Cyprinus carpio koi), el SP en forma de nanopartículas de gelatina mejoró el WG y el SGR, destacando la influencia de los métodos de administración en su eficacia”, detallaron los investigadores.
Por otro lado, los científicos destacaron que “colectivamente, el acetato ha mostrado amplios impactos reguladores en las vías inmunitarias y una modulación consistente de las respuestas inflamatorias en todas las especies. El propionato tiene fuertes propiedades inmunoestimulantes con efectos dependientes de la dosis, lo que sugiere la necesidad de una cuidadosa optimización en las formulaciones de alimentos acuícolas. El butirato se destaca por sus potentes y versátiles efectos inmunomoduladores, mejorando las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas”.
Enfatizaron que estos hallazgos resaltan el potencial de los AGCC como aditivos valiosos en la acuicultura, promoviendo la salud y la resistencia a enfermedades de peces y crustáceos. Se debe realizar más investigación para optimizar los niveles de inclusión, comprender las respuestas específicas de cada especie y evaluar los efectos a largo plazo para aprovechar plenamente los beneficios de la suplementación con AGCC en las prácticas acuícolas.
Proyecciones en la materia
Al revisar los efectos de los 2-8 CCs en la acuicultura, han surgido una serie de hallazgos significativos, destacando el potencial transformador de estos compuestos en las prácticas acuícolas. “Sin embargo, es esencial reconocer las limitaciones de la investigación actual sobre 2-8 CCs en la acuicultura. La mayoría de los estudios se han centrado en los AGCC, como el butirato, propionato y acetato, con pocos estudios que investiguen los AGCM”, comentaron los autores.
Por tanto, sugirieron que “los futuros esfuerzos de investigación deberían priorizar abordar esta brecha examinando los impactos específicos de los AGCM en diversas especies acuícolas. Además, es necesario investigar los mecanismos subyacentes de cómo los 2-8 CCs ejercen sus efectos a nivel molecular y biológico. Esto incluye dilucidar cómo los 2-8 CCs influyen en procesos celulares específicos, como la función mitocondrial y la autofagia, y la expresión génica, particularmente los genes involucrados en la respuesta inmune y la regulación metabólica”.
En este sentido, explorar diferentes dosis o combinaciones de carboxilatos podría ofrecer información sobre la optimización de sus efectos en el rendimiento del crecimiento, la respuesta inmune y el manejo de enfermedades de la suplementación con carboxilatos en la salud y el rendimiento de las especies acuícolas, proporcionando información valiosa para las prácticas acuícolas sostenibles.
Al mismo tiempo, recalcaron que evaluar el impacto ambiental de los carboxilatos en los sistemas acuícolas también es primordial, ya que puede informar el desarrollo de prácticas acuícolas respetuosas con el medio ambiente. “Un aspecto crítico pero aún poco explorado implica cómo los 2-8 CCs influyen en la dinámica de contaminantes y la seguridad alimentaria en los productos acuícolas. La investigación futura debe examinar si estos compuestos alteran la acumulación, la biodisponibilidad o la eliminación de contaminantes dentro de los sistemas acuícolas”, señalaron.
“Mecanismos potenciales, como los cambios en las comunidades microbianas o la capacidad de los 2-8 CCs para unir contaminantes, podrían desempeñar un papel importante en la mitigación de los riesgos asociados con metales pesados, pesticidas y otros contaminantes. Abordar estas preguntas garantiza que la adopción de 2-8 CCs contribuya a la eficiencia de producción y brinde a los consumidores productos acuícolas seguros y de alta calidad”, agregaron.
A la vez indicaron que los avances tecnológicos son cruciales para mejorar la eficacia y aplicabilidad de los 2-8 CCs en la acuicultura. “Los métodos de producción mejorados, como los enfoques biotecnológicos que involucran microorganismos genéticamente modificados para la síntesis de carboxilatos, pueden aumentar la eficiencia de producción y el rendimiento. Sin embargo, la aplicación directa de 2-8 CCs en la acuicultura enfrenta varias limitaciones, como su inestabilidad en condiciones ambientales variables, la degradación rápida en el medio ambiente acuático y la baja biodisponibilidad cuando se incorporan a los alimentos. Estos desafíos pueden reducir su eficacia y limitar su impacto a largo plazo en los sistemas acuícolas”, afirmaron.
Para superar estos problemas, se emplean nuevos sistemas de administración, como técnicas de encapsulación o microencapsulación. Estas técnicas ayudan a proteger los compuestos de la degradación, mejorar su estabilidad y mejorar su liberación controlada en el tracto gastrointestinal de las especies acuícolas, garantizando su máxima eficacia. “Además, los avances en las tecnologías de monitoreo y control pueden ayudar a optimizar la dosificación y aplicación de carboxilatos, minimizando el desperdicio y el impacto ambiental. Estos avances tecnológicos tienen el potencial de mejorar significativamente el uso de 2-8 CCs en la acuicultura, contribuyendo a mejorar la sostenibilidad y la productividad en la industria”, resaltaron.
