El salmón del Atlántico puede recuperar su crecimiento tras el estrés del verano, pero la eficiencia proteica marcaría la diferencia

Un estudio publicado en la revista científica Aquaculture revela que el recambio de condiciones ambientales adversas por un escenario más favorable durante el otoño puede permitir la recuperación biológica de los post-smolt de salmón Atlántico. Sin embargo, la respuesta no es igual en todos los peces: la capacidad de recuperar el crecimiento estaría estrechamente relacionada con el metabolismo y la renovación de proteínas, un hallazgo que abre nuevas perspectivas para la selección genética y la resiliencia de los cultivos frente al cambio climático. El trabajo, desarrollado por investigadores de la Universidad de Tasmania, Australia y el Blue Economy Cooperative Research Centre, aporta nuevos antecedentes sobre cómo los salmones enfrentan la combinación de temperaturas elevadas y menor disponibilidad de oxígeno, y qué mecanismos fisiológicos y moleculares intervienen cuando las condiciones ambientales vuelven a ser más favorables. La principal conclusión es que la renovación de proteínas —el equilibrio entre su síntesis y degradación— constituye uno de los mecanismos clave asociados con la eficiencia del crecimiento durante el estrés ambiental y la recuperación posterior. Una simulación del estrés ambiental que enfrentan los salmones en verano La investigación, titulada “Quantifying the cumulative impact of suboptimum summer conditions and autumn recovery on the nutritional physiology of post-smolt Tasmanian Atlantic salmon (Salmo salar L.)”, fue liderada por Atshaya Sundararajan, junto con Chris G. Carter, Gianluca Amoroso, Richard Wilson y Maximiliano M. Canepa. El estudio evaluó los efectos acumulativos de dos factores ambientales determinantes para la salmonicultura: la temperatura del agua y el oxígeno disuelto. Para ello, los investigadores utilizaron un sistema de recirculación acuícola (RAS), donde sometieron a los peces a dos etapas experimentales: Estrés de verano: 74 días a 19 °C y 80% de saturación de oxígeno disuelto. Recuperación otoñal: 42 días a 15 °C y 100% de saturación de oxígeno disuelto. En total, se analizaron 48 post-smolt de salmón Atlántico provenientes de un programa de selección genética de Tasmania. Los investigadores evaluaron su crecimiento, composición nutricional y eficiencia de retención de nutrientes, complementando estos análisis con estudios proteómicos del hígado y músculo blanco. La particularidad del trabajo radica en que no se limitó a observar la respuesta inmediata al estrés térmico, sino que examinó cómo los peces respondían después de un período prolongado de recuperación. La recuperación del crecimiento no fue igual para todos los peces Uno de los resultados más relevantes para la industria fue la diferencia de crecimiento observada entre los grupos de peces durante la recuperación otoñal. Los investigadores clasificaron a los salmones en tres grupos de desempeño —alto, medio y bajo— utilizando antecedentes históricos de crecimiento marino y valores genéticos estimados. Durante el período de estrés de verano no se observaron diferencias estadísticamente significativas en los indicadores de crecimiento entre los grupos. Sin embargo, después de los 42 días de recuperación, las diferencias se hicieron evidentes. El grupo de alto desempeño alcanzó un peso promedio de 1.923,8 gramos, mientras que el grupo de desempeño medio llegó a 1.365 gramos y el de bajo desempeño a 1.144,4 gramos. La ganancia diaria de peso también mostró diferencias significativas: 13,6 gramos por día en el grupo de alto desempeño, 8,3 gramos en el grupo medio y 6,4 gramos en el grupo de bajo desempeño. Estos resultados sugieren que algunos peces podrían presentar una mayor capacidad de recuperación después de enfrentar condiciones ambientales subóptimas, mientras que otros no lograrían recuperar su potencial de crecimiento en el mismo período. Los autores plantean que las diferencias podrían estar relacionadas con la arquitectura genética de los salmones y la posible existencia de familias más resilientes frente a las condiciones ambientales adversas. El hígado revela una respuesta molecular al estrés térmico El análisis proteómico permitió identificar cambios importantes en la abundancia relativa de proteínas entre el período posterior al estrés térmico y el período posterior a la recuperación. En el hígado, los investigadores identificaron proteínas más abundantes durante el estrés de verano vinculadas con la defensa antioxidante, la respuesta al estrés celular y el procesamiento de proteínas. Entre ellas destacaron las proteínas de choque térmico HSP47 —también conocida como SERPINh1—, HSP70 y HSP90. Estas proteínas participan en procesos relacionados con el plegamiento y mantenimiento de la estructura de otras proteínas, funciones relevantes cuando las células enfrentan condiciones ambientales desfavorables. La investigación también detectó una mayor abundancia de proteínas asociadas con la defensa antioxidante, entre ellas superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa y peroxirredoxinas. En conjunto, estos resultados muestran que el estrés ambiental estuvo acompañado por una respuesta celular orientada a mantener la integridad de las proteínas y enfrentar el daño oxidativo. En contraste, durante la recuperación otoñal se observó una mayor abundancia de proteínas relacionadas con la síntesis proteica, la traducción y la biosíntesis de ácidos grasos insaturados. Los investigadores identificaron aproximadamente 2.000 proteínas más abundantes durante el período posterior al estrés térmico y cerca de 1.500 proteínas más abundantes durante la recuperación. El estudio destaca que estos cambios representan diferencias relativas entre ambos períodos y no necesariamente una activación o inhibición directa de cada proteína dentro de un mismo momento experimental. La renovación de proteínas emerge como un mecanismo clave para el crecimiento Uno de los principales aportes del trabajo fue integrar los resultados de la proteómica con la bioenergética del pez para comprender mejor las diferencias de crecimiento. La investigación identificó que durante el estrés de verano existía una mayor abundancia de proteínas asociadas con la degradación proteica mediada por ubiquitina, mientras que durante la recuperación se observó una mayor abundancia de proteínas vinculadas con la síntesis de proteínas. Este proceso resulta fundamental para el crecimiento de los peces. La acumulación neta de proteínas depende de que la síntesis proteica supere su degradación. Cuando el equilibrio se desplaza hacia una mayor degradación, el crecimiento puede verse comprometido. Por el contrario, una mayor eficiencia en la retención de las proteínas sintetizadas podría favorecer la acumulación de tejido y, por tanto, el crecimiento. Los autores sostienen que los salmones estudiados mostraron una capacidad biológica de recuperación durante el período otoñal, posiblemente acompañada de una retención más eficiente de las proteínas sintetizadas. Sin embargo, esta respuesta no se tradujo en una mejora equivalente de todos los indicadores nutricionales. La eficiencia de retención de proteínas —denominada valor productivo de la proteína (PPV)— aumentó numéricamente de 32,6% durante el estrés a 35,7% durante la recuperación, aunque la diferencia no fue estadísticamente significativa. En cambio, la eficiencia de retención energética —valor productivo de la energía (PEV)— disminuyó significativamente, desde 46,3% hasta 40,5%. Este contraste demuestra que la recuperación del crecimiento y la eficiencia de utilización de los nutrientes no necesariamente evolucionan de manera idéntica. ¿Qué ocurre con la composición nutricional del salmón? El estudio también identificó modificaciones en la composición química del cuerpo y de los tejidos de los peces. Durante la recuperación otoñal se observó una disminución significativa de la materia seca y de la energía bruta corporal, junto con un aumento de las cenizas totales. En el hígado y el músculo blanco también se registraron disminuciones significativas de la materia seca y de la proteína cruda. Estos cambios indican que la respuesta al estrés ambiental y la recuperación posterior no solo involucran el crecimiento en términos de peso, sino también modificaciones en la composición de los tejidos. En cuanto al perfil de ácidos grasos del hígado, la investigación detectó cambios en las proporciones de algunos componentes. Durante la recuperación se registraron mayores proporciones de ácido esteárico (18:0) y ácido araquidónico (20:4 n-6), mientras que las proporciones de ácido oleico (18:1 n-9) y ácido linoleico (18:2 n-6) fueron menores. No obstante, los investigadores no observaron diferencias significativas en la retención de los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga EPA y DHA. Este último resultado es relevante, ya que ambos ácidos grasos son componentes importantes del perfil nutricional del salmón Atlántico. Los peces de menor desempeño mostraron señales de respuesta inmunitaria y degradación celular La investigación también profundizó en las diferencias moleculares entre los grupos de alto y bajo desempeño. Durante la recuperación otoñal, el grupo de bajo desempeño presentó un enriquecimiento de proteínas asociadas con procesos inmunitarios, incluidos componentes del sistema del complemento. Asimismo, se identificaron proteínas relacionadas con la degradación celular y el metabolismo energético. En el músculo blanco, las diferencias entre los grupos también estuvieron relacionadas con procesos de síntesis y degradación proteica. Los autores consideran que estas diferencias podrían contribuir a explicar por qué algunos peces presentan una mayor capacidad de crecimiento durante la recuperación, mientras que otros mantienen un desempeño más limitado. Sin embargo, los resultados deben interpretarse como asociaciones moleculares preliminares, ya que el análisis de los grupos de desempeño incluyó ocho peces por grupo y utilizó un umbral estadístico exploratorio para identificar proteínas diferencialmente abundantes. Una nueva perspectiva para la selección genética frente al cambio climático Los resultados del estudio adquieren relevancia en un contexto en el que el cambio climático está aumentando la preocupación por la frecuencia y duración de los períodos de temperaturas elevadas en ambientes marinos. En Tasmania, donde se desarrolla una importante industria de salmón Atlántico, las condiciones ambientales pueden superar ocasionalmente los rangos considerados favorables para el crecimiento. El aumento de la temperatura también puede reducir la solubilidad del oxígeno en el agua, generando una combinación de factores que puede afectar la fisiología y el desempeño productivo de los peces. En este escenario, los investigadores plantean que la identificación de biomarcadores asociados con la resiliencia térmica y la eficiencia de crecimiento podría contribuir al desarrollo de estrategias de selección genética. Entre los biomarcadores de interés destacan SERPINh1, HSP70 y HSP90, junto con las proteínas vinculadas con la renovación proteica. No obstante, los autores enfatizan que se requieren estudios con muestras más amplias y herramientas integradas de genómica y posgenómica para comprender mejor las interacciones entre genética y ambiente, y evaluar su potencial aplicación en programas de mejoramiento genético. La investigación también reconoce algunas limitaciones, entre ellas la ausencia de condiciones térmicas óptimas comparables en ambos períodos y la imposibilidad de establecer una relación causal definitiva entre todos los cambios moleculares observados y el crecimiento. El principal mensaje para la industria es que la resiliencia frente al estrés ambiental podría depender no solo de la capacidad de los salmones para tolerar condiciones adversas, sino también de cómo reorganizan su metabolismo y recuperan la eficiencia de crecimiento cuando el ambiente vuelve a ser favorable. Lea el estudio completo aquí: Quantifying the cumulative impact of suboptimum summer conditions and autumn recovery on the nutritional physiology of post-smolt Tasmanian Atlantic salmon (Salmo salar L.)