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Marcadores fisiológicos y estado óxido-reductor durante las fluctuaciones térmicas en la dorada (Sparus aurata)

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Universitat de Barcelona. Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia

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[spa]  La acuicultura es una industria en crecimiento que proporciona cada vez más una gran cuantía de productos pesqueros para el consumo humano, siendo la dorada (Sparus aurata) una de las especies más producidas en el área del Mediterráneo. Pese a los grandes avances que se han hecho en la alimentación y el crecimiento de los cultivos, todavía existen algunas dificultades. La energía de la dieta y las fluctuaciones de temperatura afectan al estado de salud de los peces, causando grandes pérdidas en la producción de pescado durante el invierno. La presente tesis trata de analizar los efectos de la reducción del contenido lipídico de la dieta de un 18% a un 14% durante un período de fluctuación de temperatura tratando de simular el período invernal. Los animales fueron sometidos 30 días a 22°C (Pre-Frío), a continuación 50 días a 14°C (Frío) y posteriormente 35 días a 22°C (Recuperación). Para comprender mejor el período improductivo del invierno y su recuperación, evaluamos en condiciones controladas el crecimiento de los animales, parámetros de osomolaridad, la actividad del metabolismo intermediario, metabolitos plasmáticos, las defensas antioxidantes enzimáticas, glutatión, lípidos oxidados, proteínas oxidadas, expresión de proteínas de choque térmico (HSPs), la expresión de los sistemas ubiquitina-proteasoma y lisosomal, y también la respuesta hipofisaria a la fluctuación térmica y al contenido lipídico de la dieta.
La reducción del contenido lipídico en la dieta a 22°C no afectó significativamente a la tasa de crecimiento estándar (SGR) ni a la tasa de conversión del alimento (FCR), tampoco a los niveles de glutatión ni a la actividad enzimática global, sin embargo, redujo la acumulación de lípidos oxidados. Esta situación sugiere la posibilidad de reducir la energía de la dieta durante los meses previos al invierno. En respuesta a una mayor cantidad de lípidos en la dieta, la expresión de los marcadores hipofisarios se reguló al alza antes de la ingesta matutina, en cada período térmico propuesto. A bajas temperaturas, los animales disminuyeron la ingesta, y el análisis de los metabolitos plasmáticos y de las actividades enzimáticas del hígado demostraron una reorganización del metabolismo hepático, principalmente en los peces con una dieta baja en lípidos. Además, el hígado mostró una falta de adaptación de la actividad enzimática con función antioxidante que repercutió en una alteración del ciclo oxido-reductor del glutatión, independientemente de la dieta. Los niveles de glutatión también disminuyeron en todas las dietas a 14ºC. Las principales vías proteolíticas también evidenciaron una menor expresión inducida por frío. La suma de estos efectos provocó la acumulación de proteínas oxidadas en el hígado de los animales alimentados con más lípidos tras 50 días exposición a 14°C. Sin embargo, la hipófisis reguló positivamente su actividad, a pesar de la depresión de los tejidos periféricos y la detención del crecimiento. La recuperación de las bajas temperaturas ocasionó una adaptación lenta de los animales y un incremento del potasio plasmático, y parece ser necesario un mayor contenido de lípidos en la dieta para restablecer una condición hepática óptima. Las actividades metabólicas y antioxidantes se restauraron gradualmente, y la expresión de las vías proteolíticas se recuperó lentamente hasta sus valores anteriores al frío, sin embargo, el ciclo oxido-reductor del glutatión no se restauró. La recuperación gradual de la temperatura y de la ingesta revirtieron la actividad hipofisaria. Por lo tanto, estos resultados sugieren que el contenido de lípidos en la dieta debería reducirse para hacer frente a las bajas temperaturas, haciendo necesaria la alimentación con dietas más energéticas y reforzadas durante el periodo de recuperación de la temperatura. Esta información puede ser útil para investigadores y productores de pescado.

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[eng]  Aquaculture is a growing industry that is increasingly providing a sizable proportion of fishery products for human consumption. Dietary energy and temperature fluctuations affect fish health and may even trigger mortality, causing great losses in fish production during winter. The present thesis analysed the effects of reducing dietary lipid content from 18% to 14% during a temperature fluctuation period simulating winter period: 30 days at 22ºC (Pre-Cold), 50 days at 14ºC (Cold) and then 35 days at 22ºC (Recovery). To better understand this unproductive period we evaluate at indoor conditions fish growth, osomolarity parameters, intermediary metabolism activity, plasma metabolites, enzymatic antioxidant defences, glutathione, oxidised lipids, oxidised proteins, heat-shock proteins expression, ubiquitin-proteasome and lysosomal expression, and also the pituitary response to temperature and dietary lipids.
Decreasing dietary lipid content at 22ᵒC did not significantly affect the standard growth rate or FCRs, glutathione levels or enzyme activities, but did reduce the amount of oxidised lipids. In response to higher dietary lipids, pituitary expression was up-regulated before the morning ingesta, at each thermal period. At low temperatures, animals reduced feed intake and the analysis of plasma metabolites and liver enzyme activities demonstrated a liver metabolism reorganisation, mainly in fish on a low-lipid diet. Liver showed a lack of adaptation of antioxidant enzyme activities, and a subsequently altered glutathione ratio, irrespective of diet. Main proteolytic pathways also evidenced a cold induced depression in its expression. Thus oxidised proteins were accumulated in D16 and D18 livers after 50 days at 14ºC. However, pituitary up-regulate its expression, despite the drastic fall of the peripheral tissues responses and the growth arrest. The recovery from low temperatures was delayed. Metabolic and antioxidant enzyme activities were gradually restored, and also expression of proteolytic pathways were late recovered to pre-cold values, but the glutathione redox cycle was not restored. Temperature and intake recovery reverted pituitary transitory up-regulated activity. Thus, these results suggest that dietary lipid contents should be reduced to cope with low temperatures and that improved diets with higher lipid content are required for recovery from low temperatures, which might be useful information for fish producers and researchers.

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Tesis Doctorals - Departament - Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia

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Marcadores fisiológicos y estado óxido-reductor durante las fluctuaciones térmicas en la dorada (Sparus aurata)