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El uso de los probióticos en la industria acuícola. Artículo de
revisión.
1Ricardo García Naranjo; 2Luz A Gutiérrez, 3 Carlos A David RB.
1, 2,3 Corporación Universitaria Lasallista, Caldas, Antioquia Carrera 51 118 sur 57 Caldas -
Antioquia - Colombia.A.A 50130
RESUMEN
El crecimiento acelerado de la acuicultura y su intensificación expone a los peces de cultivo
a condiciones estresantes, las cuales conllevan al desarrollo de enfermedades y pérdidas
económicas. Por lo general para resolver esta afectación se utiliza con poco control
antibióticos, los cuales en la actualidad tienen restricción de uso. Estas condiciones han
generado la búsqueda de alternativas que mejoren la producción; tal es el caso de los
probióticos cuyo efecto benéfico ya ha sido comparado en muchos estudios y en diferentes
sistemas de producción pecuaria. La presente revisión presenta el estado del arte de los
probióticos y su influencia en la acuicultura.
Palabras clave: antibióticos, bacterias lácticas, bacteriocinas, tilapia.
ABSTRACTS
The accelerated growth of aquaculture and its intensification expose the farmed fish to stress
conditions, which lead to the development of diseases and economic loses. To solve this
problem the use of antibiotics is restricted due minimal since its use is restricted. These
conditions has promoted the search for alternatives to improve the production such as the
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probiotics, whose beneficial effects have been compared in different studies and with different
systems of livestock production. This review shows the state of the art of probiotics and its
influence on aquaculture.
I. Introducción
En los últimos años la acuicultura ha
tenido un desarrollo importante a nivel
mundial con un crecimiento con un
crecimiento promedio anual del 8%
(SOFIA, 2014). Este crecimiento acelerado
implica que en producciones intensivas los
animales se vean expuestos a condiciones
estresantes, lo que conlleva a generar
problemas relacionados con
enfermedades, al deterioro ambiental y
como resultado serias pérdidas
económicas. Varios autores (Acar, et al;
2000; Van den Bogaard, 2000, Phillips,
2004) indican que la prevención y control
de enfermedades han tenido un incremento
sustancial del uso de medicina veterinaria;
sin embargo el uso de agentes
antimicrobianos ha sido cuestionado,
debido a la resistencia generada por los
diferentes patógenos a los diferentes
tratamientos. Estos cuestionamientos han
propiciado la búsqueda de nuevas
estrategias para el control de patógenos
entre ellos los probióticos, el uso de ellos se
ha documentado desde hace ya varias
décadas en nutrición humana y animal y
recientemente se ha venido aplicando en
acuicultura (Gomez-Gil et al., 2000;
Verschuere et al., 2000; Irianto and Austin,
2002; Bachere, 2003). Con la creciente
demanda para una acuicultura amigable
con el medio ambiente, el uso de
probióticos es ampliamente aceptado, sin
embargo es necesario incrementar el
conocimiento de la microbiología intestinal
de los peces, de la preparación efectiva y
de la evaluación con seguridad de los
probióticos con fines de desarrollar
acuicultura comercial; por lo tanto el
objetivo de esta revisión fué el de presentar
el panorama actual del uso de probióticos
con fines acuícolas y su posible
conveniencia y perspectivas de aplicarlos
en los sistemas productivos Colombianos
Estado actual de la acuicultura en el
mundo y en Colombia, una visión
general
A nivel mundial, la acuicultura se ha
convertido en una importante industria
proveedora de alimentos de alto valor
nutricional y generadora de empleo e
ingresos en los países tanto desarrollados
así como en los que se encuentran en vías
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de desarrollo (FAO, 2014). Según cifras de
la FAO el suministro mundial de alimentos
pesqueros ha aumentado
considerablemente en las cinco últimas
décadas, con una tasa media de
crecimiento del 3,2 por ciento anual, siendo
China el responsable de la mayor parte del
incremento registrado en el consumo
mundial de pescado per cápita, debido al
considerable aumento de su producción
pesquera (FAO, 2014).
La producción acuícola en Colombia
está concentrada en dos especies exóticas:
la tilapia (aquí se incluyen todas las
especies del genero Oreochromis) y la
trucha (Oncorhynchus mykiss) (INCODER,
2012). Para el año 2013 la producción de
tilapia roja en el país fue de 38.393
toneladas, y la producción de tilapia
plateada alcanzó una producción de 10.04
toneladas.
Relación entre intensificación de la
producción, el uso de medicamentos y
las alternativas, caso probióticos en
acuicultura.
Con la creciente intensificación y
comercialización de la producción acuícola
a nivel nacional y local, aparecen
enfermedades e infecciones que se
convierten en un problema para el cultivo
de muchas especies acuáticas (Zizhong Qi,
2009). Las infecciones bacterianas son
consideradas la mayor causa de muerte en
los cultivos de peces (Mesalhy S., Abd-El-
Rahman A., Jhon G., Mohamed M., 2008).
Estas enfermedades son una limitante en la
producción piscícola, apareciendo a veces
en forma esporádica o periódica. Por otra
parte, pueden manifestarse en forma
asintomática sin ocasionar daños visibles,
o bien, desarrollar el cuadro clínico
específico de una enfermedad afectando el
pez, siguiendo un curso crónico,
produciendo la muerte a los organismos.
La mayoría de infecciones en especies
acuáticas son causadas por
microorganismos de los géneros Vibrio spp.
y Aeromonas spp.(ictiobacteriosis) y están
implicadas en altas tasas de mortalidad
especialmente de tilapia roja en el país
(Rodríguez M et al. 2001).
Ambos microrganismos son
gramnegativos, los Vibrios sp son
anaerobios facultativos y pertenecen a la
familia Vibrionaceae (Blanco M, et al 2004).
Las Aeromonas spp son bacilos cortos,
aerobios facultativos, móviles y pertenecen
a la familia Aeromonacea; los miembros de
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este género producen varas exoenzimas
como: proteasas, DNasas, RNasas,
elastasas, lecitinasas, amilasas,
gelatinasas y lipasas, entre otras, muchas
de ellas consideradas factores de virulencia
(Escarapulli G et al., 2002).
Los géneros Vibrio spp. y Aeromonas
spp en animales infectados producen en
algunas ocasiones hemorragias difusas y
necrosis de órganos internos
(fundamentalmente aquellos filtradores de
sangre como el riñón y el bazo), úlceras y
hemorragias petequiales y equimosis en
tegumento con necrosis de las aletas,
exoftalmia uni o bilateral y ascitis
(Rodríguez M et al., 2001).
Los antibióticos y otros químicos, han
sido la forma como se ha tratado de
controlar la aparición de estas
enfermedades (García et a, 2005) (Mesalhy
S., Abd-El-Rahman A., Jhon G., Mohamed
M., 2008); pero su efectividad no es total en
el manejo de enfermedades;
probablemente menos costosa en sistemas
con recirculación, pero inviables en
sistemas intensivos o semi-intensivos
abiertos (Harikrishnan et al., 2011) además,
su uso continuado desequilibra la
microbiota gastrointestinal, aumentando el
riesgo de contraer enfermedades (Zizhong
Qi, 2009) (Rico A., Minh Phu T.,
Satapornvanit K., Min J., Shahabuddin A.,
Henriksson, P., Murray F., Little D.,
Dalsgaard A., Van den Brink P ) y el
desarrollo de genes de resistencia
antibiótica en algunos microorganismos,
transmitiéndose de forma horizontal a la
descendencia. (Zizhong Qi, 2009).
Algunos estudios revelan que ciertos
genes de resistencia antibiótica que se han
reportado en humanos, pueden tener su
origen en microorganismos provenientes
de explotaciones animales (Schwarz et al.,
2001), de hecho en países del primer
mundo como China, existe toda una política
pública la cual establece un número
limitado de antibióticos aprobados y los
agentes quimioterapéuticos que se utilizan
para la prevención y tratamiento de
enfermedades infecciosas en
explotaciones acuáticas (Zizhong Qi,
2009), todo esto encaminado a disminuir la
aparición de cepas resistentes que afecten
la producción piscícola y puedan repercutir
en alguna medida a la salud humana
(Gatesoupe F, 1999).
En este sentido se han generado varias
propuestas para la prevención y el control
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de enfermedades, tales como vacunas,
inmunoestimulantes y probióticos (Balcazar
et al., 2006). Una alternativa para
contrarrestar el impacto negativo de los
antibióticos y fomentar procesos
productivos limpios, es el uso de los
probióticos (Florido G et al., 2001). La FAO
y la OMS (Organización Mundial de la
Salud) definen a los probióticos como
microorganismos vivos que cuando se
administran en cantidades adecuadas
confieren un beneficio de salud del
consumidor (Vaughan, 2002) (FAO/WHO,
2001).
La mayoría de los probióticos
propuestos para el uso en acuicultura
pertenecen a las bacteria acido lácticas
(Lactobacillus y Carnobacterium),
(Forouhandeh H. et al 2010) a los géneros
Vibrio (V. alginolyticus) (Newaj-Fyzul A., Al-
Harbi A.H; Austin B., 2014), Bacillus y
Pseudomonas, principalmente (Tabla1).
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Tabla 1. Principales grupos de probióticos considerados como agentes de control biológico en cultivos de peces (adaptada de Wang, et al., 2008)
CEPA PROBIÓTICO
FUENTE USADO EN METODO DE APLICACIÓN
REFERENCIA
Streptococcus lactis and
Lactobacillus bulgaricus
No conocida Larvas de Turbot
(Scophthalmus maximus) Enriquecimiento de
alimento vivo García de la Banda
et al., (1992)
Lactobacillus sp. and Carnobacterium sp.
Rotiferos (Brachionus
plicatilis)
Larvas de Turbot (Scophthalmus maximus)
Enriquecimiento de rotiferos
Gatesoupe (1994)
Vibrio alginolyticus
Granja commercial de
camarones
Salmón del Atlantico (Salmo salar L.)
Baño en suspensión Austin et al., (1995)
Carnobacterium divergens
Intestinos de salmón del atlántico
Alevinos de Cod del Atlantico
Adición a la dieta
Gildberg and Mikkelsen,
(1998)
Bacillus megaterium, B. subtilis, B.
polymyxa, B. licheniformis
Producto commercial
Bagre del canal (Ictalurus punctatus)
Adición a la dieta Queiroz y Boyd,
(1998)
Vibrio Pelagius Larvas de turbot Turbot Adición al agua Ringø and Vadstein,
(1998)
G-Probiótico Producto comercial
Tilapia nilótica (Oreochromis niloticus)
Adición a la dieta Naik et al., (1999)
Pseudomonas fluorescens
Pez del hielo (Lates niloticus)
Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
Adición al agua Gram et al., (1999)
Lactobacillus rhamnosus
ATCC 53103 Cultivo de colección
Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
Adición a la dieta
Nikoskelainen et al., (2001)
Aeromonas hydrophila,
Vibrio fluvialis, Carnobacterium sp., Micrococcus luteus
Tracto digestivo de Trucha arco
iris
Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
Adición a la dieta
Irianto y Austin, (2002)
Bacillus circulans Intestinos de carpa rohu
(Labeo rohita) Carpa rohu Adición a la dieta
Ghosh et al., (2004)
Streptococcus faecium,
Lactobacillus acidophilus y
Saccharomyces cerevisiae
Producto comercial
O. niloticus Adición a la dieta Lara-Flores, et al.,
(2003)
Enteroccus faecium Producto comercial
O. niloticus Adición a la dieta Wang, et al., (2008)
Saccharomyces cerevisiae
Producto comercial
Piaractus messopotamicus Adición a la dieta Ozorio, et al., (2010)
Bacillus coagulans, Rhodopseudomonas
palustris y Lactobacillus acidophilus
Producto comercial
carpa grass (Ctenopharyngodon idella),
Adición a la dieta Wang, (2010)
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Mecanismo de acción de los probióticos
Los microorganismos probióticos
producen metabolitos que generan
antagonismo contra los patógenos,
estimulan el sistema inmune, protegen la
mucosa intestinal mejoran la calidad del
agua y a su vez mejoran la alimentación de
las especies de acogida a través de la
producción de suplementos de enzimas
digestivas favoreciendo la absorción de
nutrientes en el tracto gastrointestinal
(Kesarcodi-Watson A, 2008; Deschrijver
and Ollevier, 2000; ten Doeschate y Coyne,
2008). Los principales efectos de los
probióticos se describen a continuación:
Producción de componentes inhibitorios:
Los probióticos juegan un papel importante
en la prevención de enfermedades
mediante la producción de ciertos
compuestos inhibidores que actúan
antagónicamente contra los
microorganismos patógenos y, por tanto,
evitan su proliferación en los hospederos
(Thin et al., 2007) Kaynar y Beyatli en 2012
determinaron la actividad antagónica de 30
cepas de Bacillus spp. extraídos
directamente de tejido de peces frente a
microorganismos patógenos de alimentos,
demostrando su actividad inhibitoria, en
2011 Karla Y. Leyva-Madrigal, Antonio
Luna-González , César M. Escobedo-
Bonilla, Jesús A. Fierro-Coronado, Ignacio
E. Maldonado-Mendoza, evaluaron el
efecto de 2 cepas de BAL aisladas
directamente del tejido intestinal de
camarón blanco frente a al virus del
síndrome de la mancha blanca (WSSV)
reportando el efecto inhibitorio de las cepas
de bacterias lácticas frente a la
presentación de esta enfermedad.
La actividad inhibitoria de los probióticos
ha sido ampliamente estudiada, no
solamente con bacterias gram positivas,
sino también, se ha descrito la actividad
probiótica que tienen ciertas cepas de
bacterias gram negativas, M Strçm-Bestor
y T Wiklund en 2011 reportaron la actividad
inhibitoria In vitro, de cepas de
Pseudomonas sp. frente a Flavobacterium
psychrophilum
Competencia por los sitios de adhesión:
La competencia por espacio para la
adhesión y la colonización del intestino es
otro mecanismo de acción de los
probióticos en contra de los
microrganismos patógenos (Ringo et al.,
2007). Se han planteado diferentes
estrategias en relación con la fijación de los
microorganismos en el tracto intestinal,
tales como, las fuerzas pasivas,
interacciones electrostáticas, fuerzas
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estéricas hidrófobas, ácidos lipoteicoicos,
adhesinas y estructuras específicas de
adhesión (Lara Flores y Aguirre Guzman,
2009)
Modulación de la respuesta inmune: Los
probióticos tienen un efecto estimulador
diferente en el sistema inmune de los peces
como es el efecto sobre la célula inmune,
producción de anticuerpos, producción de
enzimas (fosfatasa ácida, lisozima) y
péptidos antimicrobianos (Nayak, 2010),
Marteua y Rambound en 1993 reportaron
que la estimulación del sistema inmune
está dada por niveles altos de actividad de
macrófagos y de anticuerpos,
incrementando así la resistencia a
patógenos, bacterias y hongos
principalmente.
Los primeros reportes del uso de
probióticos en la industria acuícola fueron
realizados en China en 2008 mostrando
resultados favorables en el crecimiento y
conversión alimenticia de los animales
(Ramírez et al., 2011); Touraki et al,.(2012)
La FAO designó el uso de los probióticos
como una alternativa importante para la
mejora de la calidad del medio ambiente
acuático (Ringo et al., 2010). La mayoría de
estudios a nivel mundial sobre los efectos
de los probióticos en animales acuáticos
cultivados han revelado una reducción en la
mortalidad o la mejora de la resistencia
contra los agentes patógenos oportunistas
(FAO, 2010); por ejemplo, Olson et al.,
(1992) reportan que cepas bacterianas
asociadas a mucosa intestinal de turbot
(Scophthalmus maximus), suprimen el
crecimiento del patógeno V. anguillarum.
En trucha arco iris (Oncorhynchus
mykiss), Balcázar, et al., (2007) reportó un
estudio sobre la presencia de un alto
número de bacterias acido lácticas del tipo
Lactococcus lactis, Lactobacillus plantarum
y Lactobacillus fermentum en poblaciones
sanas después de presentarse una
epidemia de furunculosis. En otro estudio
con Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus),
Aly, et al., (2008), rmostraron actividad
probiótica de Citrobacter freundii, Bacillus
pumilus y Bacillus firmus contra Areomonas
hydrophila. Algunas investigaciones
sugieren que los microorganismos tienen
efectos benéficos en los procesos
digestivos y que estos efectos pueden
verse reflejados en su desempeño y tasas
de crecimiento; Lara-Flores, et al., (2003),
aseguran que una mezcla de
Streptococcus faecium, Lactobacillus
acidophilus y Saccharomyces cerevisiae,
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mejoran el desempeño y las tasas de
crecimiento en O. niloticus. Similares
hallazgos reporta Wang et al., (2008) en
una investigación con la misma especie
usando la bacteria Enteroccus faecium,
donde la adición en la dieta de la bacteria
mejoró significativamente la ganancia de
peso diaria y final en comparación con la
dieta sin el probiótico. Una investigación
con juveniles de pacú (Piaractus
messopotamicus), reemplazando hasta un
50% de la proteína (harina de pescado) por
Saccharomyces cerevisiae, logró mejorar
el desempeño y la utilización del alimento
en comparación con la dieta sin inclusión
de S. cerevisiae, (Ozorio, et al., 2010).
Wang, (2010), reporta un incremento
significativo en la ganancia de peso diaria y
final, además de un incremento en la
actividad proteasa y celulasa en alevinos
de la carpa grass (Ctenopharyngodon
idella), alimentados con dietas que incluían
Bacillus coagulans, Rhodopseudomonas
palustris y Lactobacillus acidophilus.
II. CONCLUSIONES
El uso de probióticos en la industria
acuícola ha ganado amplio terreno en los
últimos años, ya que se ha demostrado las
características benéficas sobre el huésped
(exclusión competitiva de bacterias
patógenas, mejoran la calidad del agua,
aumentan la respuesta inmune), de ahí a
que actualmente en países del primer
mundo, sean implementados en todas las
etapas de la producción piscícola.
En el país, el uso de probióticos en
acuicultura es una práctica relativamente
nueva, comparada con otras especies
animales (mamíferos principalmente),
puesto que poco se conoce sobre las
especies de microorganismos con
capacidad probiótica. Se requieren de
estudios de este tipo, estudios que
permitan conocer cuáles son las cepas con
posible capacidad prebióticas, aisladas de
las mismas especies que se verán
beneficiadas y así implementar trabajos de
investigación que permitan dar solución a
los problemas de salud de los animales y al
cuidado del medio ambiente.
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