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Efecto del ayuno en carpa, "Cyprinus carpio" L., en función de la madurez sexual: movilización de reservas y cambios plasmáticos

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Universitat de Barcelona. Departament de Fisiologia (Biologia)

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[spa] 1) INTRODUCCION: Se sabe desde hace tiempo de la alternancia de períodos de alimentación y ayuno durante el ciclo anual de numerosas especies de peces, siendo las variaciones estacionales y la reproducción los causantes de estos ayunos naturales. Sin embargo, la naturaleza de los cambios metabólicos, el tiempo necesario para que éstos se manifiesten y su severidad son dependientes de una serie de factores: especie, fase del ciclo biológico, condiciones ambientales, alimentación previa, grado de madurez sexual y edad. Se han realizado diversos estudios sobre los efectos del ayuno en "Cyprinus carpio" L., sin embargo todos ellos contemplan los cambios a largo plazo (2-14 meses de ayuno). No se conoce la existencia de ningún trabajo en carpa en el transcurso de un ayuno breve (hasta dos meses) que trate a la vez parámetros glucídicos, lipídicos y proteicos. Por otro lado este periodo de ayuno es el que se puede producir en esta especie en nuestras latitudes y por tanto se considera más fisiológico. A la vista de lo expuesto los objetivos de la presente tesis son: 1) A partir de un modelo de ayuno a corto plazo realizar un estudio secuencial de diferentes parámetros plasmáticos relacionándolos con los cambios que se producen en cuanto a reservas en órganos principales (hígado y músculo). 2) Estos cambios estarán sujetos a regulación hormonal. Debido a la importancia de las hormonas pancreáticas en el metabolismo y el papel que desempeñan en el ayuno de mamíferos, y ante la falta de estudios similares en peces se consideró de interés su estudio. 3) Establecer si existe una respuesta diferencial al ayuno en función del estado de madurez sexual de las carpas. 4) Estudiar la recuperación de las reservas y de los parámetros plasmáticos con la realimentación tras un ayuno breve. 2) MATERIAL Y MÉTODOS Condiciones experimentales: Se realizaron dos experimentos de ayuno en carpas, unas sexualmente maduras y otras inmaduras. a) Primer experimento de ayuno y realimentación: Carpas sexualmente maduras (fem. IGS:2,2-9%; masc.:0,5-3%)(peso = 129 grs. y longitud = 18,5 cm) se alimentaron diariamente con pienso comercial a una ración del 2% p.c. durante un mes antes del experimento. 8 carpas controles (24 h. de ayuno) y 8 carpas ayunadas fueron muestreadas los días 1, 2, 5, 8, 19 y 50 del experimento (Diciembre-Febrero), siendo sacrificados los peces de 1, 8 y 19 días para el estudio de tejidos. Un lote del grupo ayunado durante 50 días se realimentaron durante 12 días con el mismo pienso, siendo sacrificados al final de ese período junto con un grupo control. b) Segundo experimento de ayuno: Carpas inmaduras (gónadas filiformes) (Peso = 174 grs. y longitud = 19 cm), alimentadas como en el experimento anterior, se sometieron a ayuno en el mes de Enero (T= 13° C). 8 carpas control y 8 carpas ayunadas se muestrearon y sacrificaron los días 1, 19, 50 y 67 (Marzo, T= 16º C). Obtención de muestras: Las carpas se anestesiaron con MS-222. Se pesaron, midieron e identificaron a partir de unas marcas realizadas en las aletas previamente. Se extrajo sangre por punción caudal: una alícuota se utilizó para la valoración del hematocrito y el resto se centrifugó para obtener el plasma, siendo congelado hasta el momento de los análisis. Muestras de hígado, músculo blanco, gónada y cerebro se congelaban rápidamente en N(2) líquido. Análisis realizados:  - Plasma: Glucosa, proteínas, lactato, glucagón, insulina y aminoácidos.  - Tejidos: Glucógeno, proteínas, lípidos, fosfolípidos, P-DNA, agua y cenizas. 3)RESUMEN Y CONCLUSIONES El glucógeno representa en carpa la reserva mayoritaria del hígado y tanto su incorporación con su movilización condicionan el peso del órgano. Por lo tanto el IHS es un buen indicador de los cambios que se producen en esta reserva. Por su parte, el músculo presenta una composición porcentual muy constante y prácticamente independiente del peso de la masa muscular total. Durante el ayuno la reserva principal o mayoritaria de cada órgano es parcialmente intercambiada por agua: en el hígado el glucógeno y en músculo las proteínas. El órgano más afectado cualitativamente en la primera fase del ayuno es el hígado; sin embargo, en cuanto a contenido energético total movilizado el músculo es el más importante. El glucógeno hepático es la primera reserva movilizada durante el ayuno, pero cuando se ha reducido un 50% se estabiliza. Su disminución durante los primeros días de ayuno provoca una hiperglucemia inicial y transitoria y un aumento paralelo del lactato. La estabilización del glucógeno hepático, de la glucemia, así como de la disminución de la tasa de pérdida de peso corporal caracterizó una nueva situación metabólica, pasando a ser las proteínas musculares el principal sustrato energético en un ayuno más prolongado. La mayor concentración de lípidos hepáticos que presentaban las carpas inmaduras respecto a las del primer ayuno puso de relieve que esta reserva es movilizada en mayor proporción que en las carpas maduras, lo cual indujo un ahorro o retardo en la utilización de proteínas. La movilización de las proteínas musculares durante el ayuno provoca la disminución de los fosfolípidos del músculo, lo cual pone de manifiesto una alteración de las membranas celulares, además de las miofibrillas. La relación directa que se establece entre los aminoácidos (aa) esenciales del plasma y su correspondiente concentración en dicta, así como la no relación con los no esenciales, caracteriza el estado nutricional del pez y pone de manifiesto que los "aa" no esenciales son metabolizados en mayor grado. En los primeros días de ayuno disminuyen los "aa" esenciales en plasma, y entre éstos aún más los de cadena ramificada. En cambio, los no esenciales no experimentan cambios a excepción de la Alanina, que incrementa en gran manera a los 5 días de ayuno manteniéndose hasta los 19 días. En el ayuno a más largo plazo incrementan los "aa" plasmáticos, y especialmente los esenciales, de forma paralela a la disminución de la reserva proteica muscular. El menor incremento de los no esenciales indicará que en el ayuno también se produce una mayor utilización de los mismos, preservando en parte a los esenciales. La disminución de los "aa" plasmáticos a los 50 días de ayuno indica que las necesidades energéticas de las carpas son paliadas principalmente por estos sustratos. El mantenimiento de los "aa" de cadena ramificada en este momento contrasta con el resto, indicando su baja utilización hepática. Tras 12 días de realimentación los parámetros plasmáticos (glucosa, insulina y glucagón) recuperan niveles similares a los controles. Este período de realimentación es suficiente para recuperar la integridad hepática, indicada por la recuperación total de sus reservas, pero no la del músculo. En las carpas sexualmente maduras los niveles de insulina fueron inferiores, y los de glucagón muy superiores, a los de carpas inmaduras; además, en el primer experimento, las hormonas pancreáticas disminuyeron en mayor proporxión durante la primera semana de ayuno. En las carpas inmaduras, hay que destacar el aumento del glucagón plasmático y el descenso de la insulina y de la glucosa en la fase final, cuando se intensificó la hidrólisis proteica muscular. Esla movilización proteica no se reflejó en un mayor aumento de la aminoacidemia, es más la Alanina disminuye en esta fase final. A la vista de las diferencias observadas entre ambos experimentos, en el nivel de hormonas pancreáticas y glucosa en plasma, en los niveles totales y tipo de reservas al inicio del estudio, así como en las diferentes respuestas al ayuno, podemos concluir que las necesidades energéticas del pez se ven influidas por el estado de madurez de las carpas y por su composición, y que las hormonas pancreáticas modulan su respuesta según las necesidades metabólicas del pez.

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[eng] The main object of this thesis was: the sequential study of several plasmatíc parameters (glucose, proteins, amino acids, lactate, glucagon and insulin) in relation to changes of reserves in main tissues (liver and muscle) after short-term starvation (2 months) in function of sexual maturity. First experiment: Lots of eight mature carps were sampled at 2, 5, 8, 19 and 50 days of starvation and after 12 days of refeeding and compared to control groups which were fasted 24 hours. Second experiment: 10ts of eight immature carps were sampled at 1, 19, 50 and 67 days of starvation. Hepatic glycogen was the first reserve mobilized during starvation in both of experiments, being reduced a 50%. The liver was the most affected tissue in relative values, however the total energetic content mobilized by muscle was superior, being the muscle proteins the most affected. The diminution of muscle proteins in mature carp was observed at 19 days of starvation, but in immature carp at 67 days. The major energetic content as liver as muscle in immature carp could explain the delay or sparing in muscle protein utilization in comparison to mature carp. The observed changes in plasmatic amino acid showed that non-essential amino acids were used to a greater extent than essential amino acid. The branched-chain amino acid were the most affected of the essential amino acid and, between the non-essential amino acid the changes of alanine were the most notable. The levels and changes of pancreatic hormones during starvation were different in both experiments. In mature carp, pancreatic hormones were decreased at the beginning of starvation period, being glucagon the most diminished. In immature carp, a strong increase of glucagon and a decrease of insulin and glucose were observed at the end of experiment. The levels of glucose, insulin and glucagon were recovered after refeeding of starved mature carp. Moreover the liver and its reserves were restored completely, but not the muscle.

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Tesis Doctorals - Departament - Fisiologia (Biologia)

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Efecto del ayuno en carpa, "Cyprinus carpio" L., en función de la madurez sexual: movilización de reservas y cambios plasmáticos