Mejorando las defensas cutáneas y branquiales en la acuicultura

En la acuicultura, mantener una adecuada salud de los peces es fundamental para evitar pérdidas económicas significativas. Aunque la salud intestinal suele ser el foco principal, la piel y las branquias también representan líneas de defensa críticas. Este artículo explora el potencial de ingredientes funcionales en la dieta —en particular, la fracción rica en mananos (MRF, por sus siglas en inglés), una forma refinada de los manano-oligosacáridos— para fortalecer dichas defensas. Descubra la ciencia detrás de estas innovaciones y sus beneficios prácticos para avanzar hacia una acuicultura más sostenible. Prebióticos Los prebióticos se incorporan habitualmente en las formulaciones de alimentos para peces como ingredientes funcionales, con el objetivo de apoyar las funciones inmunológicas normales y mejorar la absorción de nutrientes, la digestión y, en última instancia, el desempeño del animal. Gibson y Roberfroid (1995) definieron un prebiótico como “una fibra no digestible que puede estimular el crecimiento y la actividad de bacterias beneficiosas en el intestino, y que ejerce un efecto positivo en el hospedador”. Además de su capacidad para competir eficazmente con bacterias patógenas y dificultar su adhesión, estas bacterias beneficiosas pueden fermentar los sustratos prebióticos, lo que da lugar a la producción de ácidos grasos de cadena corta. Estos compuestos ayudan a mejorar las funciones intestinales mediante el aumento de la producción de mucosa y también modulan la respuesta inmunológica (Fatima y Mansell, 2019).  De la salud intestinal a la piel y las branquias Aunque gran parte de la investigación se ha centrado en los efectos de los prebióticos sobre la salud intestinal de los peces, otras superficies mucosas —como la piel y las branquias— suelen pasarse por alto. No obstante, tanto la piel como las branquias también actúan como una línea de defensa crucial para la salud general del pez, ya que estas amplias superficies están expuestas directamente al entorno acuático y, por lo tanto, representan objetivos primarios para la adhesión e invasión de patógenos en peces óseos. La capa de moco que recubre el epitelio de la piel y las branquias no es solo una barrera física; contiene moléculas inmunológicamente activas, elementos del tejido linfoide asociado a mucosas (MALT) y microbiota, los cuales favorecen el desarrollo y la homeostasis del sistema inmune del hospedador (Cabillon y Lazado, 2019). Sin embargo, bajo condiciones estresantes propias del cultivo de peces (por ejemplo, altas densidades de cultivo, fluctuaciones de temperatura en sistemas abiertos debido al cambio climático), puede producirse una disrupción en la relación simbiótica entre el hospedador y su microbioma, lo que genera cambios significativos en la estructura de la microbiota — favoreciendo así el crecimiento de patógenos oportunistas (Debnath et al., 2023). Desafíos patogénicos Los brotes de enfermedades en acuicultura se originan a partir de interacciones complejas entre los peces como hospedadores, las condiciones de cultivo y los patógenos (Figura 1; adaptado de Moreira et al., 2021). Estos brotes pueden generar problemas significativos de bienestar animal y pérdidas económicas para los productores. Agentes bacterianos y parasitarios provocan infecciones graves, impredecibles y de difícil tratamiento en las superficies de la piel y las branquias. Por ejemplo, el copépodo parásito Lepeophtheirus salmonis, responsable de las infestaciones de piojo de mar en centros de cultivo de salmón, ocasiona lesiones cutáneas e infecciones secundarias, y tuvo un impacto considerable en los ingresos del sector, con pérdidas financieras estimadas en 436 millones de dólares para la industria noruega en 2011 (Abolofia et al., 2017). A medida que la acuicultura continúa evolucionando, será necesario implementar estrategias sostenibles de manejo sanitario que protejan el bienestar animal y la salud, el medio ambiente y la rentabilidad de los productores (Lieke et al., 2020). Figura 1. Principales factores que influyen en las interacciones entre patógenos, hospedadores y el entorno de cultivo en los brotes de enfermedades en peces. Fracción rica en mananos (MRF) Según Bondad‐Reantaso et al. (2023), desde la prohibición en Europa del uso de antibióticos subterapéuticos en animales, incluidos los peces, los manano-oligosacáridos se han consolidado como una estrategia alternativa clave para el manejo sanitario en acuicultura. La fracción rica en mananos (MRF; Mannan-rich fraction), versión refinada de los manano-oligosacáridos, se caracteriza por ramificaciones de α-(1,2)- y α-(1,3)-D-manosa conectadas a cadenas extendidas de α-(1,6)-D-manosa (Hu et al., 2024). La MRF desarrollada por Alltech se obtiene a partir de la pared celular de una cepa seleccionada de Saccharomyces cerevisiae, y se encuentra entre los ingredientes funcionales más estudiados en animales de producción (Spring et al., 2015). Los resultados de diversas investigaciones respaldan el rol protector de la MRF frente a distintos desafíos sanitarios en piel y branquias de varias especies de peces, incluidos salmónidos (salmón y trucha), especies de agua dulce (bagre y tilapia), especies marinas (medregal) y peces ornamentales (carpa dorada). Algunos de estos hallazgos clave se resumen en la Tabla 1. Funciones protectoras Ensayos de alimentación sin la presencia de desafíos patogénicos ya han demostrado el potencial de la fracción rica en mananos (MRF) para apoyar el funcionamiento normal de la barrera inmunológica mucosa. En un estudio con trucha arcoíris, se observó un aumento en la producción de moco cutáneo tras 12 semanas de alimentación con MRF (Rodriguez-Estrada et al., 2013); y en estudios realizados con carpas doradas (Huang et al., 2022; Liu et al., 2024), se reportaron lamelas branquiales más largas, mayor grosor de la capa dérmica densa de la piel, incremento en el número de células mucosas en los tejidos de piel y branquias, así como una expresión aumentada de genes relacionados con Mucina-2, receptores de manosa, fagocitosis e inflamación, después de 60 días de alimentación con MRF. Los resultados de otros ensayos realizados en diferentes especies de peces han confirmado la activación de los mecanismos necesarios para respaldar el funcionamiento normal de las barreras inmunológicas mucosas, reducir la adhesión de bacterias patógenas e influir positivamente en las respuestas inmunitarias de los peces desafiados que fueron alimentados con MRF. Por ejemplo, la suplementación dietaria con MRF en salmones del Atlántico (Dimitroglou et al., 2011) se asoció con una disminución en el número total de copépodos parásitos Lepeophtheirus salmonis y Caligus elongatus adheridos al epitelio, lo que también se reflejó en una menor proporción de peces infectados por piojo de mar (Figura 2A). En carpa herbívora, la suplementación con MRF ayudó a mitigar el daño cutáneo (Figura 2D) provocado por la bacteria Aeromonas hydrophila (Lu et al., 2021). Una observación similar se registró en medregal (greater amberjack) desafiado por el parásito monogeneo Neobenedenia girellae (Fernández-Montero et al., 2019), donde se observó una reducción significativa en el número de parásitos por superficie del pez, así como una menor longitud total de los parásitos en individuos alimentados con MRF (Figura 2B). En carpas doradas desafiadas por el protozoo parásito Ichthyophthirius multifiliis — causante de la enfermedad del punto blanco o ich — otro grupo de investigación demostró una reducción significativa en el número de puntos blancos y una menor tasa de infección tras la alimentación con dietas suplementadas con MRF (Huang et al., 2022; Figura 2C). La influencia protectora de la fracción rica en mananos (MRF) ha sido evaluada no solo a través de la reducción en el número de parásitos y en los síntomas clínicos observados en las superficies de piel y branquias, sino también mediante la mayor resiliencia observada en peces infectados. Diversos estudios han reportado tasas de supervivencia acumulada significativamente más altas — incluyendo trucha arcoíris alimentada con MRF y desafiada con Aeromonas salmonicida(Rodriguez-Estrada et al., 2013), alevines de bagre de canal alimentados con MRF y desafiados con Flavobacterium columnare (Zhao et al., 2015), y carpas doradas alimentadas con MRF y desafiadas con Ichthyophthirius multifiliis(Huang et al., 2022). Estos estudios atribuyen dicha protección al efecto positivo del MRF, el cual se correlaciona con la alteración en la expresión de citocinas inflamatorias y sustancias inmunoactivas (por ejemplo, actividades de lisozima y fosfatasa alcalina), que favorecen los procesos de resolución y reparación. Figura 2. Estudios con MRF en diferentes especies de peces. A) Salmón: Reducción en el número de piojos de mar y de peces infectados (Dimitroglou et al., 2011). B) Medregal: Disminución en el número de parásitos y en la longitud de los mismos (Fernández-Montero et al., 2019). C) Carpa dorada: Reducción en el número de puntos blancos, tasas de infección y mortalidad (Huang et al., 2022). D) Carpa herbívora: Disminución en la morbilidad por enrojecimiento de la piel (Lu et al., 2021). Para profundizar en la comprensión del mecanismo de acción de la fracción rica en mananos (MRF), recientemente se llevó a cabo una investigación en carpas doradas utilizando Ich como modelo de desafío sanitario (Liu et al., 2024). Los nuevos hallazgos obtenidos a partir del análisis transcriptómico del estudio de Liu et al. (2024) sugieren que la MRF se une a los receptores de manosa en los macrófagos de los peces, estimulando su función fagocítica, promoviendo la inmunidad inespecífica y atenuando las infecciones parasitarias a través del rol inmunomodulador de la MRF. Conclusión Las enfermedades generan pérdidas significativas en las operaciones acuícolas. Por ello, invertir en técnicas de control y mitigación resulta esencial para la sostenibilidad económica de los centros de cultivo — especialmente si se considera el impacto aún incierto del cambio climático sobre los agentes infecciosos. Tal como lo ha demostrado la investigación, herramientas dietarias naturales como la tecnología MRF representan soluciones costo-efectivas que permiten a los nutricionistas formular dietas capaces de fortalecer las barreras mucosas físicas, dificultar la adhesión de bacterias patógenas y apoyar las respuestas inmunológicas normales. Esta amplia base de estudios respalda la protección integral ofrecida por la MRF más allá del intestino, destacando sus efectos protectores adicionales sobre las superficies de piel y branquias en diversas especies. Tabla 1. Resumen de estudios en diversas especies de peces que investigaron el potencial de la MRF para proteger la salud de piel y branquias frente a desafíos sanitarios comunes en acuicultura.