Efecto del Ácido Lipoico como Modulador Metabólico y Antioxidante en Organismos de Interés para la Acuicultura
Autor: Juan Rafael Buitrago Ramírez (Currículo Lattes)
Director: Dr. Jose Maria Monsserat
Resumen
Una de las áreas de investigación que ha recibido mayor atención recientemente es el uso de compuestos bioactivos en la nutrición de la acuicultura.
El ácido lipoico (AL) ha sido sugerido como un posible candidato para modificar respuestas metabólicas y antioxidantes deseables en la producción animal. Aunque los mecanismos exactos por los cuales el AL afecta el metabolismo animal no se comprenden completamente, una cantidad considerable de datos indica que este suplemento promueve el metabolismo catabólico y el estado antioxidante mediante la activación de vías involucradas en la biogénesis mitocondrial, la β-oxidación y la asimilación de la glucosa circulante, a través de la regulación redox de la interacción entre la insulina y su receptor, así como la producción de defensas antioxidantes.
No obstante, para la aplicación del AL en la acuicultura, es necesario evaluar los efectos de este compuesto en función de las particularidades productivas y de la diversidad de especies cultivadas en esta actividad. Por tanto, el objetivo de esta tesis es aportar datos bibliográficos, bioquímicos, fisiológicos, zootécnicos y estadísticos que destaquen la importancia del conocimiento biológico de las especies para optimizar su metabolismo productivo.
En la tesis se evaluaron principalmente los efectos del AL en modelos animales relevantes para la acuicultura. En primer lugar, desde una perspectiva general (Capítulo 1), se teorizaron diferentes enfoques bioquímicos sobre cómo los compuestos nutricionales pueden interactuar para promover procesos fisiológicos que afectan características fenotípicas favorables para la producción.
Posteriormente, se probaron diferentes concentraciones de AL (0,05, 0,1, 0,5, 1, 5, 10 μM) en náuplios de Artemia. Se evaluaron los efectos del AL sobre los niveles de proteína, triglicéridos, glucosa y lactato en los náuplios, así como la concentración de nitrógeno amoniacal total (TAN) en el agua. Para analizar las alteraciones causadas por el AL en las defensas antioxidantes junto al metabolismo energético, se midió la actividad del sistema de transporte de electrones (ETS) y la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS). El periodo experimental se estableció en 24 horas tras la eclosión de las artemias, y se realizaron muestreos de animales y agua cada 6 horas para evaluar los efectos dependientes del tiempo del AL sobre las variables mencionadas.
Entre los resultados, se observó una disminución en la producción de TAN como efecto del AL. Además, el AL influyó en los niveles de proteína, glucosa y lactato. Los resultados mostraron un aumento de la actividad ETS tanto in vivo como in vitro, así como una reducción en la producción de ROS (Capítulo 2).
Dado el aumento de la actividad ETS inducido por el AL, se evaluó si el incremento del contenido calórico de la dieta podría compensar el gasto energético adicional generado. Así, en el Capítulo 3, se evaluó el acetato de sodio (AS) como fuente energética adicional y modulador metabólico. Artemias recién eclosionadas fueron suplementadas con combinaciones de diferentes concentraciones de AL (0, 0,05, 0,5 y 5 μM) y AS (0, 2, 4 y 8 mM). Cada 6 horas durante 24 horas, se recolectaron artemias para analizar el contenido de proteína, triglicéridos y glucosa, y también se recolectaron muestras de agua para evaluar la producción de TAN.
La suplementación causó una disminución del contenido energético en animales tratados con AL, mientras que los niveles más altos de energía se observaron en animales tratados con AS. Sin embargo, aquellos co-suplidos con 0,05 μM de AL y 8 mM de AS presentaron el mayor contenido energético. Esto sugiere una conservación energética efectiva mediante la suplementación con AS y la posibilidad de uso conjunto de AL y AS (Capítulo 3).
Finalmente, se recopilaron datos científicos disponibles para determinar, mediante un meta-análisis, los efectos zootécnicos, bioquímicos y fisiológicos de la suplementación con AL. Se realizó una búsqueda sistemática en la base de datos Scopus de literatura científica revisada por pares. Se seleccionaron artículos originales en los que el AL fue evaluado como suplemento único en organismos acuáticos. A partir de esta selección, se extrajeron los resultados de los parámetros evaluados en cada estudio. Los meta-análisis mostraron altos niveles de heterogeneidad (I²), que no pudieron explicarse mediante las covariables establecidas. Por ello, los datos fueron evaluados cuantitativamente mediante modelos lineales generalizados, en los que se identificaron efectos del AL sobre el rendimiento zootécnico, con las vías metabólicas de producción energética aparentemente activadas por la proteína AMPK, la cual parece promover la actividad de proteínas relacionadas con la β-oxidación (Capítulo 4).