La acuicultura, el sector de producción de alimentos de mayor crecimiento en el mundo, requiere soluciones nutricionales adaptadas a las necesidades específicas de las especies cultivadas, así como suplementos y aditivos para promover la salud del organismo. La utilización de probióticos, prebióticos, simbióticos y parabióticos como alternativas a los piensos convencionales ha demostrado tener varios beneficios, entre ellos, mejorar la salud general, reforzar el intestino frente a microorganismos nocivos y reducir la inflamación.
Entre los nutrientes mencionados, las levaduras representan un recurso valioso para la acuicultura, tanto si se utilizan en su totalidad o como suplementos en la alimentación animal. Debido a su valor nutritivo y a la presencia de compuestos bioactivos, los productos a base de levaduras han sido reconocidos como un ingrediente alternativo emergente. Entre las especies de levadura, Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) representa la opción destacada en acuicultura, especialmente por su capacidad para promover la salud de diversas especies productivas. Numerosos estudios realizados en peces y crustáceos han demostrado que S. cerevisiae y sus componentes celulares, incluidos los β-glucanos, los mananooligosacáridos, los glucooligosacáridos y las enzimas, contribuyen a mejorar el crecimiento, el desarrollo morfológico, las funciones fisiológicas del sistema digestivo y la respuesta inmunitaria (Goh et al., 2022).
Las levaduras como probióticos
S.cerevisiae, utilizado principalmente como probiótico, representa un grupo de microorganismos vivos reconocidos por su capacidad para mejorar la salud del animal. En el contexto de la sostenibilidad en la acuicultura, los probióticos desempeñan un papel fundamental al mitigar los efectos perjudiciales de los antibióticos y otros agentes antimicrobianos, lo que contribuye significativamente a mejorar la salud de los animales. En consecuencia, los probióticos, considerados aditivos ecológicos muy prometedores, han recibido una notable atención por su potencial para mejorar la producción acuícola (Chowdhury y Roy, 2020).
Los mecanismos a través de los cuales los probióticos influyen en la microbiota intestinal son múltiples. Pueden adherirse a la mucosa digestiva, competir por la adhesión y/o exclusión, generar moléculas beneficiosas y señales químicas para el animal. Además, algunos probióticos muestran la capacidad de obstaculizar eficazmente la colonización patógena (Vargas-Albores et al., 2021). La levadura de cerveza, S. cerevisiae, ha surgido como un probiótico exitoso en la modulación de la microbiota intestinal de peces y crustáceos, aumentando así la funcionalidad intestinal del animal (Caruso et al., 2022; Mahdy et al., 2022).
Estos productos microbianos pueden administrarse como probióticos intestinales, incorporados a los piensos, lo que comprende levaduras dispensadas por vía oral a través de suplementos formulados o encapsuladas en alimentos vivos.
También pueden introducirse como probióticos acuáticos, en los que la levadura se añade directamente al medio acuático, colonizando superficies externas como la piel o las branquias, o superficies internas a través de la ingestión.
Además, S. cerevisiae presenta la capacidad de mejorar la calidad del agua mediante la eliminación de sustancias orgánicas, contaminantes y patógenos, suprimiendo así la proliferación de bacterias patógenas a través de la competencia de nutrientes (Rohani et al., 2022; Yilmaz et al., 2022).
Así pues, algunas de las especies de levaduras se utilizan como alimento suplementario en acuicultura, lo que, a su vez, mejora la eficiencia del crecimiento, la resistencia a las enfermedades de los peces, la calidad del agua y la diversidad de las comunidades microbianas, como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1. Las especies de levaduras utilizadas habitualmente en la acuicultura y sus efectos.
Pruebas sólidas demuestran que la inclusión de levadura en los piensos mejora el rendimiento del crecimiento, la utilización de los piensos y los índices hematobioquímicos. Estos índices son indicadores vitales del estado de salud y abarcan parámetros como la hemoglobina, el recuento de glóbulos rojos, el recuento de glóbulos blancos y los niveles de glucosa tanto en peces (Jahan et al., 2021) como en camarones (Mameloco y Traifalgar, 2020). Al ser marcadores esenciales del estrés fisiológico, son cruciales para diagnosticar enfermedades y evaluar las respuestas al estrés frente a diferentes factores (Rohani et al., 2022).
Además, se ha sugerido que la utilización de probióticos confiere ventajas para la salud de los peces en producción. En este contexto, los probióticos tienen la capacidad de aumentar la resistencia de los peces a las enfermedades o de generar sustancias que impiden que los organismos patógenos provoquen enfermedades. Estos compuestos bioactivos pueden dificultar la proliferación de microorganismos patógenos tanto en el tracto intestinal como en las superficies externas de los peces criaodos. De hecho, la suplementación de S. cerevisiae en la dieta ejerce un impacto notable en el sistema inmunitario de peces y crustáceos (Mahdy et al., 2022).
Se ha comprobado que la inclusión de levaduras en la dieta desempeña un papel importante en el fortalecimiento de las células del sistema inmunitario, incluidas las células fagocíticas, los monocitos, los macrófagos, los leucocitos polimorfonucleares (neutrófilos) y las células killer naturales (NK), mejorando así la inmunidad innata. Además, los probióticos estimulan la proliferación de linfocitos B y T y favorecen la producción de inmunoglobulinas en los peces. La presencia de β-glucano en la pared celular de la levadura proporciona un efecto inmunomodulador, ya que interactúa con los receptores de las células fagocíticas, desencadenando la liberación de moléculas de señalización que a su vez estimulan la producción de glóbulos blancos. En consecuencia, este proceso mejora el estado inmunitario general y la resistencia a las enfermedades de los organismos (Rohani et al., 2022).
Las levaduras como prebióticos: Mejora de la salud intestinal y la inmunidad de las especies acuáticas
Los prebióticos son componentes dietéticos no digeribles que promueven la proliferación de especies bacterianas específicas que residen en el tracto digestivo. Suelen utilizarse junto con los probióticos debido a la posible desactivación de estos últimos durante el procesado de los alimentos (Butt et al., 2021). Existen varios carbohidratos solubles, como los fructooligosacáridos, los fructooligosacáridos de cadena corta (FOS), los galactooligosacáridos, la inulina, los mananooligosacáridos (MOS), los arabinoxilooligosacáridos, el β-glucano, los xilooligosacáridos y los isomaltooligosacáridos, que sirven como prebióticos (Abdel-Latif et al., 2022; Yilmaz et al., 2022). Estos carbohidratos complejos se emplean con frecuencia en acuicultura debido a su capacidad para mejorar la funcionalidad intestinal y la salud en general (Abdel-Latif et al., 2022).
La pared celular de S. cerevisiae se compone principalmente de polisacáridos (aproximadamente 80-90%) y contiene pequeñas cantidades de proteínas (10-20%). La capa más externa incluye alrededor de un 25-30% de MOS complejado con proteínas (manoproteínas), seguido de un 30-60% de β-glucano, mientras que la capa más interna comprende un 1-15% de quitina (Klis et al., 2002; Agboola et al., 2021). Además, en varias especies de peces, los β-glucanos promueven la tolerancia al estrés, las actividades inmunobiológicas, el estrés oxidativo y la protección contra enfermedades causadas por bacterias, hongos, parásitos y virus (Machuca et al., 2022).
Dentro del tracto gastrointestinal, los β-glucanos resisten la digestión y la absorción, pero ejercen su influencia al interactuar con receptores de la familia de las lectinas, desencadenando una señalización descendente que induce la expresión de genes proinflamatorios e inmunológicos. Los β-glucanos también estimulan la expresión de genes implicados en el metabolismo de lípidos, carbohidratos y energía (Machuca et al., 2022).
La eficacia de los MOS de levadura y β-glucano como prebióticos puede variar en función de algunos factores como la estructura molecular de los polisacáridos, los protocolos de administración (uso individual o combinado), la concentración, la especie objetivo, el estado de salud, la fase de crecimiento y el tipo de sistema de producción acuícola (Goh et al., 2022; Machuca et al., 2022). En crustáceos, la inclusión de una concentración adecuada de MOS en la dieta se ha asociado a una mejora de la respuesta inmunitaria humoral, la actividad respiratoria y la estimulación de la actividad bactericida (Rungrassamee et al., 2014).
Las levaduras en los sinbióticos para la salud acuática
Los simbióticos, que son una combinación sinérgica de probióticos y prebióticos, mejoran el crecimiento, la microbiota intestinal, las respuestas inmunitarias, la resistencia a las enfermedades y la digestibilidad de los peces y crustáceos. Este enfoque promueve el crecimiento de comunidades microbianas beneficiosas, seleccionadas por sus efectos positivos específicos, y apoyadas indirectamente por los prebióticos elegidos. Los prebióticos con grados de polimerización más bajos se ven favorecidos para la incorporación de simbióticos (Abdel-Latif et al., 2022; Yilmaz et al., 2022).
Algunos estudios sugieren que los simbióticos superan la eficacia de los probióticos, mejorando la inmunidad, al promover el crecimiento de bacterias beneficiosas e inhibir los agentes microbianos patógenos a lo largo del sistema digestivo (Butt et al., 2021; Huynh et al., 2017). En la carpa común, un sinbiótico de fructooligosacáridos y S. cerevisiae aumenta el recuento de glóbulos blancos, con impactos que varían en función de los tipos y cantidades de ambos nutrientes (Abdulrahman y Ahmed, 2016). Mientras que las células enteras de levadura combinadas con extracto de levadura MOS mejoran la resistencia innata y el rendimiento del crecimiento de O. niloticus (Abu-Elala et al., 2013). Wongsasak et al. (2015) demostraron que los piensos enriquecidos con β-glucano y probióticos potencian la actividad de la superóxido dismutasa y la expresión de genes relacionados con enzimas en camarones. La combinación de β-glucano y Bacillus mejora la actividad de las enzimas digestivas, en particular las proteasas y amilasas, en crustáceos (Abdollahi-Arpanahi et al., 2018).
Postbióticos y Parabióticos
Los postbióticos, que engloban los microorganismos no viables o sus productos metabólicos, ofrecen varios efectos beneficiosos para la salud, como la inmunomodulación, la acción antiinflamatoria y las propiedades antioxidantes (Z’ołkiewicz et al., 2020; Abdel-Latif et al., 2022). Los parabióticos, que se refieren a probióticos inactivados, como células de levadura desecadas y fragmentadas, presentan propiedades antiinflamatorias, antiproliferativas, inmunomoduladoras, antioxidantes y antimicrobianas, lo que los hace adecuados para aplicaciones acuícolas (Taverniti y Guglielmetti, 2011; Cuevas-Gonz’alez et al., 2020).
En el contexto de la acuicultura, los postbióticos y parabióticos de levadura resultan prometedores, especialmente en peces y crustáceos. Los componentes de la pared celular de la levadura, clasificados como parabióticos, mejoran el estado inmunológico del animal a través de efectos locales sobre la modulación de la microbiota intestinal y la inmunomodulación, así como efectos sistémicos que contribuyen a la salud y el crecimiento generales (Agboola et al., 2021; Goh et al., 2022). Los postbióticos lipídicos derivados de la levadura, que muestran una potente actividad antibacteriana, presentan alternativas respetuosas con el medio ambiente para controlar la vibriosis del camarón, una enfermedad que causa importantes pérdidas económicas en la cría de camarones (Aghebati-Maleki et al., 2021; Abdel-Latif et al., 2022).
La inulina, un carbohidrato fructano de almacenamiento, ha demostrado su capacidad para mejorar el crecimiento y la inmunidad no específica de los peces (Jones et al., 2020). Además, la investigación en crustáceos indica que la levadura dietética promueve una rápida proliferación en el intestino del camarón, produciendo proteasas extracelulares que mejoran la digestibilidad del alimento y actúan como desintoxicantes de metabolitos nocivos liberados por otros microorganismos (Nimrat et al., 2011).
Mitigar los riesgos de las micotoxinas
Los probióticos, incluyendo bacterias, levaduras y hongos, emergen como soluciones naturales prometedoras para mitigar la toxicidad de AFB1 en la acuicultura (Ayyat et al., 2018; Yang et al., 2020). La actividad saludable de estos componentes, incluye la promoción del crecimiento, la modulación de las actividades de las enzimas digestivas, la mejora de la absorción de nutrientes, la modificación de la comunidad microbiana del intestino grueso, la inmunomodulación y la mejora de la tolerancia a los factores estresantes bióticos y abióticos en la acuicultura (Dawood et al., 2020; Melo-Bolívar et al., 2021). La Tabla 2 ofrece una visión general del uso de especies de levadura para mitigar las micotoxinas, en particular la AFB1, en diversas especies acuícolas.
Tabla 2. El uso de levaduras para mitigar las micotoxinas.
Los hallazgos destacan la eficacia de S. cerevisiae para reducir el crecimiento de A. flavus y A. parasiticus en condiciones gastrointestinales simuladas de tilapia del Nilo (Ianiceli et al., 2021).
La pared celular de levadura, en presencia de DON, influye positivamente en el rendimiento del crecimiento, la inmunidad, las comunidades de microbiota intestinal y la abundancia relativa de probióticos potenciales en el rodaballo (Wang et al., 2021). Mientras tanto, S. cerevisiae y los extractos de pared celular de levadura muestran resultados prometedores en la mejora de los efectos de AFB1 en la tilapia del Nilo, el rodaballo y los salmonetes, demostrando mejoras en el crecimiento, la función hepato-renal y la capacidad antioxidante (Abd El-Alim et al., 2017; Yang et al., 2020; El-Mokhlesany et al., 2023). Estos productos a base de levadura muestran su potencial como estrategias eficaces en la mitigación de los riesgos de micotoxinas, destacando su papel en la promoción de la salud y el rendimiento de las especies acuícolas.
Conclusión
Las levaduras, en particular S. cerevisiae, ofrecen una solución versátil para mejorar la salud y la productividad de las especies acuáticas. Su uso como probióticos, prebióticos, simbióticos y para mitigar los riesgos de micotoxinas puede contribuir a la sostenibilidad y eficiencia de las prácticas acuícolas. Estos productos a base de levadura no sólo promueven el crecimiento y la salud, sino que también se alinean con el creciente énfasis en alternativas ecológicas y naturales a los antibióticos y productos químicos tradicionales en la industria de la acuicultura. Seguir investigando y aplicando estrategias basadas en la levadura en la acuicultura es prometedor para satisfacer la creciente demanda mundial de productos del mar, manteniendo al mismo tiempo la salud y el bienestar de las especies acuáticas.
