La regeneración invisible: descubren cómo las branquias del salmón Atlántico se reparan a sí mismas bajo estrés ambiental
Un estudio pionero desarrollado por científicos de la Universidad de La Frontera, Universidad de Chile y la Universidad del Estado de Río de Janeiro revela que las branquias del Salmo salar poseen una notable capacidad regenerativa que ocurre de forma natural y sin amputación, redefiniendo los criterios histológicos para evaluar el bienestar en acuicultura.
Las branquias del salmón del Atlántico, más allá de ser el epicentro de su respiración, osmorregulación y defensa inmunológica, esconden un sorprendente poder de regeneración. Así lo demuestra el reciente estudio “Regenerative responses and structural plasticity of gills in Atlantic salmon”, publicado en Frontiers in Marine Science, donde investigadores chilenos describen, por primera vez, la dinámica regenerativa natural de este órgano vital en condiciones reales de cultivo.
El trabajo, que integró análisis histológicos, histoquímicos y de microtomografía computarizada (micro-CT), abre una nueva perspectiva sobre la biología del salmón y aporta herramientas científicas aplicadas al bienestar animal en acuicultura. “Nuestros resultados ofrecen criterios histológicos que permiten distinguir entre regeneración adaptativa y lesiones patológicas, aportando información clave para el diagnóstico y monitoreo del bienestar”, afirman los autores.
Un tejido que se reconstruye sin amputación
El estudio se llevó a cabo en una piscicultura de agua dulce ubicada en la región de Los Lagos, en el sur de Chile. Se hizo un seguimiento a peces procedentes del mismo lote desde el año 2023 mediante análisis anatómicos e histológicos en dos estadios ontogenéticos: (1) alevín-esguín (mayo-junio) y (2) smolt (septiembre-octubre). Este enfoque longitudinal permitió registrar las alteraciones morfológicas y los procesos de regeneración branquial en diferentes estadios de desarrollo.
El muestreo del estadio alevín-esguín se incluyó como parte de un análisis ontogenético previo realizado cada 3–4 meses para evaluar la normalidad del desarrollo. Este análisis mostró que la mayoría de los individuos presentaban morfología branquial normal, con hallazgos limitados como hiperplasia del filamento o alteraciones leves del arco branquial, y no se evidenció formación de blastema. Por lo tanto, el presente estudio se centra exclusivamente en las branquias obtenidas durante el estadio smolt.
Los salmones smolt se mantuvieron en un sistema de acuicultura de recirculación (RAS). El agua fue tratada por ósmosis inversa para controlar los minerales disueltos y optimizar la calidad del agua. Los parámetros ambientales durante la cría se mantuvieron a niveles de oxígeno disuelto del 80–90% y pH que osciló entre 6,5 y 7,0. Un monitor Oxyguard® controló el cultivo a una temperatura constante de 9 °C y 100% de saturación de oxígeno.
Se seleccionaron 50 salmones smolt, caracterizados externamente por su coloración plateada y ausencia de marcas de esguín. Los peces correspondían a la especie Salmo salar en la fase inicial de esmoltificación (>15 cm de longitud total, 80–120 g de peso corporal, ~2500 unidades térmicas acumuladas [UTA] post-eclosión).
Figura 2. Reconstrucción microtomográfica tridimensional del hueso ceratobranquial (Ce). Créditos: Estudio.
Un tejido que se reconstruye sin amputación
A diferencia de otros modelos de peces como el pez cebra, donde la regeneración branquial ha sido ampliamente descrita tras la resección experimental de filamentos, el salmón Atlántico demostró una capacidad de regeneración espontánea, sin requerir daño inducido. En los esguines (smolts) analizados, los científicos observaron la formación de un blastema —un tejido celular indiferenciado y altamente proliferativo— que dio origen a nuevos filamentos branquiales.
Primero surgieron filamentos primarios con lamelas en desarrollo; luego, desde ese mismo blastema, emergió una segunda generación de filamentos, evidenciando que las branquias pueden producir múltiples oleadas de crecimiento estructural. En términos cuantitativos, el blastema ocupó entre el 8 y el 19% del área total branquial (media del 14%) y su extensión se correlacionó positivamente con el número de filamentos regenerados (ρ = 0.5; p ≈ 0.011).
“El hallazgo es relevante porque demuestra que la regeneración en S. salar ocurre naturalmente, probablemente como respuesta adaptativa a episodios de hipoxia transitoria”, señalan los autores. Este fenómeno redefine la comprensión de la salud branquial: no toda hiperplasia o remodelación debe interpretarse como patología.
Figura 3. Arco branquial de Salmo salar. Los huesos ceratobranquial y epibranquial están conectados por una articulación de cartílago hialino (c). Créditos: Estudio.
Regeneración estructural: del blastema al músculo y cartílago
El análisis microscópico permitió visualizar con detalle cómo las células del blastema se diferencian en distintos tejidos especializados. Los investigadores observaron la formación ordenada de cartílago hialino, fibras musculares estriadas y lisas, así como vasos sanguíneos en desarrollo, configurando una arquitectura funcional comparable a la de las branquias maduras.
La inmunotinción con PCNA, un marcador de proliferación celular, reveló actividad mitótica intensa dentro del cartílago del filamento, con un índice medio del 38.9 ± 13.5%, confirmando su papel como sustrato activo de regeneración.
Los tejidos recién formados mostraron diferenciación en cartílago hialino, músculo liso y estriado, y estructuras vasculares. La densidad lamelar se mantuvo más baja en los filamentos en regeneración (33.8 ± 15.9 per 0.5 mm²) en comparación con los sanos (48.6 ± 19.3 per 0.5 mm²; p = 0.013), indicando una maduración incompleta durante la esmoltificación.
Estos resultados aportan evidencia morfológica sólida de que el blastema no solo reemplaza tejido perdido, sino que también contribuye a remodelar la branquia para optimizar su función bajo condiciones ambientales cambiantes.
Figura 4. (A) Filamento branquial de Salmo salar. Créditos: Estudio.
Branquias como sensores del bienestar
Las branquias de los teleósteos, incluyendo el salmón del Atlántico, son órganos multifuncionales y dinámicos que responden a estímulos ambientales como la hipoxia, los cambios de temperatura, contaminantes y agentes infecciosos. En el contexto acuícola, su integridad estructural es un indicador directo del bienestar y de la calidad del agua.
Los investigadores subrayan que “reconocer los patrones histológicos de regeneración fisiológica permite evitar interpretaciones erróneas y decisiones de manejo inadecuadas, como el sacrificio innecesario de peces ante signos que no corresponden a patología real”. En este sentido, la investigación contribuye a refinar los sistemas de puntuación histopatológica utilizados en la industria, incorporando por primera vez indicadores de regeneración adaptativa.
Este análisis tiene profundas implicaciones para la industria: demuestra que, incluso en ambientes controlados, las branquias del salmón activan mecanismos naturales de reparación. Comprender estos procesos no solo permite evaluar la capacidad adaptativa del pez, sino también optimizar estrategias de manejo, reducir pérdidas productivas y promover estándares de bienestar basados en evidencia científica.
Los expertos recomiendan que los estudios futuros deberían integrar análisis moleculares (por ejemplo, transcriptómica, hibridación in situ, rastreo de linaje) con evidencia histológica para aclarar las vías de señalización que gobiernan la formación del blastema y la diferenciación tisular. Además, la expansión del muestreo a través de las etapas de desarrollo (alevín, parr, esguín, adulto) y contextos ambientales (agua dulce versus agua de mar, laboratorio versus acuicultura intensiva) proporcionará una comprensión más completa de la dinámica de la regeneración branquial.
“Se debe prestar especial atención a cómo los estresores ambientales —como la hipoxia, las fluctuaciones de temperatura y las floraciones de algas— modulan el equilibrio entre el remodelado adaptativo y los procesos patológicos. La traducción de estos conocimientos a la acuicultura puede conducir al desarrollo de biomarcadores regenerativos (por ejemplo, tamaño del blastema, maduración lamelar, índice de proliferación) como criterios prácticos para la preparación del esguín y la evaluación del bienestar”, concluyen los autores.
Lea el estudio completo aquí: Regenerative responses and structural plasticity of gills in Atlantic salmon
Las branquias del salmón del Atlántico, más allá de ser el epicentro de su respiración, osmorregulación y defensa inmunológica, esconden un sorprendente poder de regeneración. Así lo demuestra el reciente estudio “Regenerative responses and structural plasticity of gills in Atlantic salmon”, publicado en Frontiers in Marine Science, donde investigadores chilenos describen, por primera vez, la dinámica regenerativa natural de este órgano vital en condiciones reales de cultivo.
El trabajo, que integró análisis histológicos, histoquímicos y de microtomografía computarizada (micro-CT), abre una nueva perspectiva sobre la biología del salmón y aporta herramientas científicas aplicadas al bienestar animal en acuicultura. “Nuestros resultados ofrecen criterios histológicos que permiten distinguir entre regeneración adaptativa y lesiones patológicas, aportando información clave para el diagnóstico y monitoreo del bienestar”, afirman los autores.
Un tejido que se reconstruye sin amputación
El estudio se llevó a cabo en una piscicultura de agua dulce ubicada en la región de Los Lagos, en el sur de Chile. Se hizo un seguimiento a peces procedentes del mismo lote desde el año 2023 mediante análisis anatómicos e histológicos en dos estadios ontogenéticos: (1) alevín-esguín (mayo-junio) y (2) smolt (septiembre-octubre). Este enfoque longitudinal permitió registrar las alteraciones morfológicas y los procesos de regeneración branquial en diferentes estadios de desarrollo.
El muestreo del estadio alevín-esguín se incluyó como parte de un análisis ontogenético previo realizado cada 3–4 meses para evaluar la normalidad del desarrollo. Este análisis mostró que la mayoría de los individuos presentaban morfología branquial normal, con hallazgos limitados como hiperplasia del filamento o alteraciones leves del arco branquial, y no se evidenció formación de blastema. Por lo tanto, el presente estudio se centra exclusivamente en las branquias obtenidas durante el estadio smolt.
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Los salmones smolt se mantuvieron en un sistema de acuicultura de recirculación (RAS). El agua fue tratada por ósmosis inversa para controlar los minerales disueltos y optimizar la calidad del agua. Los parámetros ambientales durante la cría se mantuvieron a niveles de oxígeno disuelto del 80–90% y pH que osciló entre 6,5 y 7,0. Un monitor Oxyguard® controló el cultivo a una temperatura constante de 9 °C y 100% de saturación de oxígeno.
Se seleccionaron 50 salmones smolt, caracterizados externamente por su coloración plateada y ausencia de marcas de esguín. Los peces correspondían a la especie Salmo salar en la fase inicial de esmoltificación (>15 cm de longitud total, 80–120 g de peso corporal, ~2500 unidades térmicas acumuladas [UTA] post-eclosión).
Figura 2. Reconstrucción microtomográfica tridimensional del hueso ceratobranquial (Ce). Créditos: Estudio.
Un tejido que se reconstruye sin amputación
A diferencia de otros modelos de peces como el pez cebra, donde la regeneración branquial ha sido ampliamente descrita tras la resección experimental de filamentos, el salmón Atlántico demostró una capacidad de regeneración espontánea, sin requerir daño inducido. En los esguines (smolts) analizados, los científicos observaron la formación de un blastema —un tejido celular indiferenciado y altamente proliferativo— que dio origen a nuevos filamentos branquiales.
Primero surgieron filamentos primarios con lamelas en desarrollo; luego, desde ese mismo blastema, emergió una segunda generación de filamentos, evidenciando que las branquias pueden producir múltiples oleadas de crecimiento estructural. En términos cuantitativos, el blastema ocupó entre el 8 y el 19% del área total branquial (media del 14%) y su extensión se correlacionó positivamente con el número de filamentos regenerados (ρ = 0.5; p ≈ 0.011).
“El hallazgo es relevante porque demuestra que la regeneración en S. salar ocurre naturalmente, probablemente como respuesta adaptativa a episodios de hipoxia transitoria”, señalan los autores. Este fenómeno redefine la comprensión de la salud branquial: no toda hiperplasia o remodelación debe interpretarse como patología.
Figura 3. Arco branquial de Salmo salar. Los huesos ceratobranquial y epibranquial están conectados por una articulación de cartílago hialino (c). Créditos: Estudio.
Regeneración estructural: del blastema al músculo y cartílago
El análisis microscópico permitió visualizar con detalle cómo las células del blastema se diferencian en distintos tejidos especializados. Los investigadores observaron la formación ordenada de cartílago hialino, fibras musculares estriadas y lisas, así como vasos sanguíneos en desarrollo, configurando una arquitectura funcional comparable a la de las branquias maduras.
La inmunotinción con PCNA, un marcador de proliferación celular, reveló actividad mitótica intensa dentro del cartílago del filamento, con un índice medio del 38.9 ± 13.5%, confirmando su papel como sustrato activo de regeneración.
Los tejidos recién formados mostraron diferenciación en cartílago hialino, músculo liso y estriado, y estructuras vasculares. La densidad lamelar se mantuvo más baja en los filamentos en regeneración (33.8 ± 15.9 per 0.5 mm²) en comparación con los sanos (48.6 ± 19.3 per 0.5 mm²; p = 0.013), indicando una maduración incompleta durante la esmoltificación.
Estos resultados aportan evidencia morfológica sólida de que el blastema no solo reemplaza tejido perdido, sino que también contribuye a remodelar la branquia para optimizar su función bajo condiciones ambientales cambiantes.
Figura 4. (A) Filamento branquial de Salmo salar. Créditos: Estudio.
Branquias como sensores del bienestar
Las branquias de los teleósteos, incluyendo el salmón del Atlántico, son órganos multifuncionales y dinámicos que responden a estímulos ambientales como la hipoxia, los cambios de temperatura, contaminantes y agentes infecciosos. En el contexto acuícola, su integridad estructural es un indicador directo del bienestar y de la calidad del agua.
Los investigadores subrayan que “reconocer los patrones histológicos de regeneración fisiológica permite evitar interpretaciones erróneas y decisiones de manejo inadecuadas, como el sacrificio innecesario de peces ante signos que no corresponden a patología real”. En este sentido, la investigación contribuye a refinar los sistemas de puntuación histopatológica utilizados en la industria, incorporando por primera vez indicadores de regeneración adaptativa.
Este análisis tiene profundas implicaciones para la industria: demuestra que, incluso en ambientes controlados, las branquias del salmón activan mecanismos naturales de reparación. Comprender estos procesos no solo permite evaluar la capacidad adaptativa del pez, sino también optimizar estrategias de manejo, reducir pérdidas productivas y promover estándares de bienestar basados en evidencia científica.
Los expertos recomiendan que los estudios futuros deberían integrar análisis moleculares (por ejemplo, transcriptómica, hibridación in situ, rastreo de linaje) con evidencia histológica para aclarar las vías de señalización que gobiernan la formación del blastema y la diferenciación tisular. Además, la expansión del muestreo a través de las etapas de desarrollo (alevín, parr, esguín, adulto) y contextos ambientales (agua dulce versus agua de mar, laboratorio versus acuicultura intensiva) proporcionará una comprensión más completa de la dinámica de la regeneración branquial.
“Se debe prestar especial atención a cómo los estresores ambientales —como la hipoxia, las fluctuaciones de temperatura y las floraciones de algas— modulan el equilibrio entre el remodelado adaptativo y los procesos patológicos. La traducción de estos conocimientos a la acuicultura puede conducir al desarrollo de biomarcadores regenerativos (por ejemplo, tamaño del blastema, maduración lamelar, índice de proliferación) como criterios prácticos para la preparación del esguín y la evaluación del bienestar”, concluyen los autores.
