Digestión de carbohidratos en la langosta espinosa Panulirus argus (Latreille, 1804): las amilasas digestivas y su relación con el metabolismo y el crecimiento

Abstract

La familia Palinuridae incluye a las langostas espinosas, las cuales son explotadas comercialmente en las regiones tropicales y subtropicales de todo el mundo por su alto valor comercial. La especie Panulirus argus (Latreille, 1804) es la de más amplia distribución. En Cuba, P. argus se distribuye a todo lo largo de la plataforma insular y constituye el principal recurso pesquero del país. Actualmente la mayoría de las pesquerías de langostas espinosas están plenamente explotadas o sobreexplotadas, mostrando estabilidad o disminución de las capturas, respectivamente. Sin embargo, las langostas continúan teniendo un alto valor en el mercado internacional. Esta situación, unida a la alta demanda de estos crustáceos, ha provocando un gran interés en la acuicultura de los mismos como vía para incrementar o mantener los actuales niveles de producción. Sin embargo, las actuales prácticas de alimentación (basadas en alimento fresco, fundamentalmente pescado) están provocando serios problemas de contaminación en áreas con gran densidad de jaulas. Por tanto, la ausencia de dietas formuladas se considera el principal impedimento para el desarrollo sostenible de esta actividad. Los requerimientos nutricionales de algunas especies de langostas espinosas han sido evaluados, pero las tasas de crecimiento con el uso de dietas formuladas todavía son bajas para la mayoría de las especies, incluso cuando las langostas son alimentadas con piensos muy similares, en composición, a las presas naturales. Los esfuerzos empleados en el desarrollo de piensos para el engorde de langostas espinosas no han logrado satisfacer las necesidades. Se reconoce hoy que parte de estos problemas se deben al desconocimiento de la fisiología digestiva de estos crustáceos. El conocimiento de los mecanismos fisiológicos mediante los cuales se logra el eficiente aprovechamiento de un alimento, es un aspecto importante para el establecimiento de dietas fisiológicamente adecuadas. En este sentido, se han obtenido resultados en la especie P. argus respecto a la digestión de proteínas. Sin embargo, la digestión de carbohidratos ha sido muy poco estudiada en langostas espinosas en general (y nada en P. argus), a pesar de que los carbohidratos son un macro-nutriente importante en la dieta. Por otro lado, el conocimiento de las enzimas involucradas en la digestión de carbohidratos es igualmente muy limitado, así como su regulación y relación con los carbohidratos incluidos en dietas formuladas. En este contexto, esta Tesis se propuso como objetivo general determinar la relación existente entre los carbohidratos de la dieta, las isoformas de α-amilasas digestivas y el metabolismo energético en la langosta espinosa P argus, así como estudiar los mecanismos de regulación involucrados en el uso de los carbohidratos de la dieta. Los resultados obtenidos muestran que la composición de isoenzimas de α-amilasa (fenotipo) en P. argus determina la eficiencia de la digestión de carbohidratos in vitro. El fenotipo de α-amilasa más frecuente, fue el de menor eficiencia en la digestión, sugiriendo que éste es un carácter favorecido. Este trabajo es el primero en demostrar in vitro para un crustáceo decápodo que la variación en la digestión de los carbohidratos depende parcialmente de las características de las isoformas de amilasa. Además existe una pérdida de genes e intrones en la enzima α-amilasa de la langosta, expresándose un solo cDNA, que codifica una proteína altamente conservada con 513 aminoácidos. Se demostró que la ocurrencia de estas isoenzimas no es producto de la proteólisis, y se sugiere que dicha proteína puede dar lugar, en algunos individuos, a dos isoenzimas por procesos de glicosilación. En la presente Tesis Doctoral se demostró que el alimento (natural vs formulado) tiene un papel importante en la regulación transcripcional de la amilasa en la langosta. Sin embargo, encontramos que el nivel de carbohidratos per se no es la causa principal de las variaciones transcripcionales observadas. Los resultados sugieren que existe un efecto estimulador de algún ingrediente(s) de la dieta natural (diferente del nivel de carbohidratos) sobre la expresión de la amilasa. En general, los resultados demuestran que la simplificación génica en la amilasa de la langosta incluye la región promotora, provocando una pérdida de respuesta ante niveles de carbohidratos de la dieta.