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Los resultados de investigaciones recientes muestran el potencial de los polisacáridos de macroalgas marinas en la alimentación para mejorar el rendimiento inmunológico en la acuicultura
Las macroalgas (algas marinas) juegan un papel clave en la conformación del mundo marino submarino, desde la costa hasta las profundidades donde hay suficiente luz para que crezcan. Las algas marinas se utilizan ampliamente en la industria alimentaria como agentes gelificantes, espesantes y estabilizadores debido a sus propiedades físico-químicas específicas
Reforzar la función de barrera intestinal de los animales
Trabajos científicos recientes han revelado el potencial de los polisacáridos de las macroalgas marinas que se alimentan como agentes fiables para modular la función inmunológica y reforzar la función de la barrera intestinal de los animales. Se considera que se trata de estrategias innovadoras que pueden dar lugar a una mayor resistencia de los animales ante situaciones de estrés, como el transporte, la clasificación y la vacunación; también pueden ayudar durante los períodos de riesgo de enfermedad y cuando se enfrentan a problemas ambientales
Características estructurales únicas
Las algas marinas se dividen en 3 grupos
- marrón,
- rojo y
- algas verdes
A pesar de sus diferencias filogenéticas, las algas marinas comparten la especificidad de sus polisacáridos parietales, cuya complejidad estructural y composición única las hacen muy reactivas y explican sus bioactividades en relación con los animales, las plantas y los seres humanos
La complejidad y la reactividad de los polisacáridos de algas marinas se derivan de la naturaleza de las unidades de azúcar, que son diversas y a veces raras, como los ácidos urónicos, la xilosa y la ramnosa. La variedad de enlaces glucosídicos que conducen a su estructura ramificada y la presencia de grupos de sulfato determina las bioactividades de estas moléculas (Figura 1)
Figura 1 – La estructura de polisacáridos sulfatados de las algas marinas es responsable de un alto nivel de actividades biológicas.
Además, su estructura polianiónica y su solubilidad aumentan su reactividad y facilitan su reconocimiento por parte de las células anfitrionas
Los principales tipos de polisacáridos de algas marinas son:
- agar y carrageninas (algas rojas),
- ulvans (algas verdes) y
- fucanes (algas marinas marrones),
Cada uno de ellos tiene rasgos moleculares específicos que determinan sus propiedades biológicas y su reactividad. Por ello es importante identificar qué tipos de polisacáridos son responsables de una determinada bioactividad, con el fin de extraerlos y utilizarlos para lograr efectos específicos en la salud
Los conocimientos técnicos del Grupo Olmix sobre la extracción de ingredientes bioactivos marinos han llevado al desarrollo de un producto en el alimento, Algimun, que se basa en una combinación de 2 extractos macroalgales bioactivos: MSP®Barrier, un extracto de algas rojas, que mejora la función de barrera intestinal; y MSP®Immunity, un extracto de algas verdes, que modula las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas. Las moléculas bioactivas de Algimun demostraron ser resistentes a la elaboración de piensos para la acuicultura en general y, en particular, a la extrusión
Inmunomodulador y propiedades
Un proyecto de investigación en colaboración con el INRA (Francia) permitió demostrar el efecto de la inmunidad MSP® en la transcripción de los mediadores inmunológicos en un modelo IPEC-1 (línea de células epiteliales). Esto incluyó la identificación de las vías metabólicas involucradas
Extracto de algas verdes
El extracto de algas verdes podría influir positivamente en la transcripción de genes de una amplia gama de mediadores inmunológicos que participan en los mecanismos de defensa dentro de las respuestas inmunológicas innatas y adaptativas, entre ellas el reclutamiento y la activación de células presentadoras de antígenos, la diferenciación y la proliferación de poblaciones de linfocitos, y al mismo tiempo inducir la tolerancia inmunológica gracias a sus propiedades antiinflamatorias. Los estudios científicos in vivo confirmaron además las propiedades inmunomoduladoras de la inmunidad MSP®, a saber, la mejora de la actividad fagocítica de los macrófagos y los neutrófilos en la trucha arco iris y también la regulación de la expresión génica de los mediadores inmunológicos con actividades antiinflamatorias en los macrófagos de la carpa
Extracto de algas rojas
El Grupo Olmix llevó a cabo una serie de experimentos en colaboración con Intestinal Biotech Development con el fin de evaluar el efecto de la Barrera MSP® en la función de barrera intestinal utilizando líneas de células epiteliales. Los resultados demostraron que este extracto de algas rojas regula la expresión genética de las proteínas de transmembrana y andamiaje, que son esenciales para el funcionamiento óptimo de los complejos de unión estrecha. Además, el extracto de algas rojas regula la expresión de los genes dirigidos a la mucina, que desempeñan un papel crucial en el establecimiento de la capa de moco y en la prevención de la colonización de patógenos. El extracto de algas rojas también desempeña un papel importante en el mantenimiento de la integridad de la mucosa intestinal, haciendo que las uniones apretadas sean más fuertes y la capa de moco más funcional. Estos hallazgos fueron corroborados en un estudio científico in vivo
La Barrera MSP® redujo el paso paracelular del FITC-dextrano (marcador de permeabilidad intestinal) a la sangre en un modelo de estrés animal que se sabe que causa inflamación de la mucosa intestinal, lo que conduce a un mayor grado de permeabilidad intestinal. La administración de suplementos de MSP®Barrier a animales estresados reforzó significativamente la función de barrera de la mucosa intestinal, que actualmente se encuentra en la primera línea de la defensa inmunológica innata
El efecto de los extractos de macroalgas
Los ensayos científicos y comerciales han demostrado que la inclusión de Algimun en el alimento asegura un rendimiento regular del crecimiento, a la vez que modula la respuesta inmunológica y refuerza la función de la barrera intestinal, lo que da lugar a una mayor resistencia a los desafíos patógenos en varias especies como la tilapia roja, la trucha arco iris, la platija olivácea y el camarón.
Las tilapias rojas alimentadas con 0,3% de Algimun tuvieron una mayor tasa de supervivencia (+25%, p<0,05, Figura 2) 14 días después de un desafío de Streptococcus agalactiae debido a una mejor respuesta inmunológica demostrada por un aumento significativo del estallido respiratorio sanguíneo en comparación con el grupo de desafío de control (p<0,05) y por recuentos significativamente mayores de células caliciformes intestinales en comparación con el grupo de control (p<0,05)
En una piscifactoría comercial de truchas arco iris (Brasil, 2019), la inclusión del 0,3% de Algimun en el alimento produjo una respuesta inmunológica de la mucosa de la piel significativamente mejorada en comparación con el grupo de control. La actividad del sistema de complementos del moco de la piel (actividad de hemólisis) en las truchas alimentadas con Algimun en la semana 4 y en la semana 11 mejoró en un 13% (p<0,05) y un 28% (p<0,10), respectivamente
Además, la actividad hemolítica fue mayor en la semana 11 en comparación con la semana 4 (p<0,001). Estos resultados indican que el producto refuerza la respuesta inmunológica innata de la mucosa de la piel a lo largo del tiempo, tanto en el uso a corto como a largo plazo, mientras mantiene un rendimiento regular
Estos ensayos confirman que el producto puede utilizarse como estrategia de alimentación marina natural para mejorar las defensas naturales y, por tanto, mejorar la resistencia de los animales a varios factores de estrés en los sistemas de producción acuícola.
