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Bioactividad de carotenoides y retinoides durante la inducción a la maduración gonádica de Litopenaeus vannamei
Bioactivity of carotenoids and retinoids during the induction to the gonadic maturation of Litopenaeus vannamei
Marco Agustín Liñán Cabello
Jose De Jesus Paniagua Michel
Acceso Abierto
Atribución
Carotenoides, Maduracion, Litopenaeus, Carotenoids, Maturation, Litopenaeus
La función no pigmentante de los carotenoide en crustáceos requiere determinarse con precisión, principalmente la relacionada con las funciones bioactivas específicas. Los carotenoides son precursores de moléculas bioactivas tales como los retinoides. Los metabolitos de carotenoides y retinoides poseen funciones tipo hormona cuya interacción con receptores hormonales nucleares incide en el crecimiento, reproducción y desarrollo de los organismos. Las funciones asociadas con estas características se estudiaron en este trabajo. Se utilizaron organismos sexualmente agotados con el fin de elucidar la asociación de los carotenoides y retinoides durante la maduración gonádica del camarón blanco Litopenaeus vannamei. En un primer experimento el perfil de carotenoides y retinoides se caracterizó en la glándula digestiva, ovario, músculo, integumento y pedúnculos oculares de poblaciones silvestres y sexualmente agotadas. En este experimento se analizaron organismos de la etapa de maduración II (gónada parcialmente desarrollada) y IV (gónada totalmente desarrollada). Una vez caracterizado el perfil de carotenoides y retinoides, se realizó otro experimento, en el cual β-caroteno, astaxantina y tres concentraciones de retinol palmitato y ácido retinoico se administraron mediante inyección en reproductores hembra de L. vannamei. Después del periodo experimental (una semana), se extrajeron la glándula digestiva, ovario y pedúnculos oculares. Los carotenoides, retinoides y sus respectivos metabolitos se analizaron utilizando especroscopía UV- Vis y cromatografia líquida (HPLC). Con el fin de determinar los receptores de retinoides (RXR) se realizó un análisis inmunohistoquímico en músculo y ovario de hembras de estadio IV de maduración gonádica. Los niveles de maduracion obtenidos se relacionaron con el perfil y nivel de carotenoides y retinoides. Lo tratamientos a base de β-caroteno, astaxantina y retinol palmitato presentaron las mejores respuestas respecto a la inducción a la maduración de los ovarios. La capacidad de ioconversión de carotenoides hacia retinoides e isomerización de los mismos en ovarios y pedúnculos oculares indica un papel importante de éstos en eventos morfogenéticos relacionados con la diferencia del ovocito y posteriormente podría cobrar importancia durante el desarrollo embrionario y metamorfosis. Al cobrar los resultados de poblaciones silvestres y cultivadas de L. vannamei, se concluye que independientemente de la función como moléculas pigmentantes. Los carotenoides y retinoides juegan un papel bioactivo importante durante la reproducción. La capacidad removedora de radicales libres y especies reactivas de oxigeno por parte de carotenoides y retinoides, evita la acción oxidante respecto a las biomoléculas, organelos y estructuras en procesos vitales durante el desarrollo somático y reproducción. La conformación de estas moléculas, aporta las estructuras necesarias para la producción de matebolitos durante el proceso de señalamiento nuclear y diferenciación que incide en el crecimiento, desarrollo y reproducción de Litopenaeus vannamei
In crustacea, the non pigmentanting function of carotenoids requires to be elucidated, mainly these related to specific bioactive roles. Carotenoids are precursors of highly bioactive molecules such as retinoids. Carotenoids and retinoids metabolites have functions of hormone like compounds such as the case of the hormonal nuclear receptors which are involved in the growth, reproduction and development of the organisms. The related functions with these characteristics were studied in this work. Sexually exhausted broodstock were used aiming to elucidate the role of carotenoids and retinoids in the induction of the gonadic maturation of the white shrimp Litopenaeus vannamei. In a first experiment, the carotenoids and retinoids profile was characterized in digestive gland, ovary, muscle, integument and eyestalk of wild shrimp and in sexually exhausted broodstock. Shrimp in the maturation stages II (less developed gonad) and IV (fully mature gonad) were choosen during all the experiments. Once characterized the profile of important carotenoids and retinoids, a second experiment was performed. Three different concentrations of retinol palmitate, retinoic acid, β-carotene and astaxanthine were administered by injection in female broodstock sexually exhausted. After the experimental period (one week), the digestive gland, ovaries and eyestalk were extracted and its profiles of carotenoids, retinoids and related metabolites were analyzed by UV -Vis spectroscopy and liquid chromatography (HPLC). In order to determine retinoids receptors (RXR, RAR) immunohistochemical analysis was performed in each case. The maturation level obtained was related with the profile and levels of carotenoids and retinoids. The treatrnents based on retinol palmitate, beta-carotene and astaxanthine induced in different way, the best responses respectively in the activation and ovary maturation. The bioconversion capacities of carotenoids to bioactive retinoids and its metabolites points-out an important participating role in the morphogenic events related to oocyte maturation and in late embrionary development and metamorphosis. When comparing wild and farmed L. vannamei populations, we conclude that apart of its pigmentating roles, carotenoids and retinoids plays an important bioactive function. The double bond of these molecules avoids the attack of free oxygen radicals in the molecules, structures and associated organelles to the critical processes of growth, development and reproduction of shrimp, including lipovitelline, sperm and oocyte. Moreover the molecular conformation of carotenoids and retinoids provides the function required for the production of the metabolites involved in the process of nuclear signaling and cell differentiation, which in tum enhances growth, development and reproduction.
CICESE
2001
Tesis de doctorado
Español
Liñán Cabello, M. A.2001.Bioactividad de carotenoides y retinoides durante la inducción a la maduración gonádica de Litopenaeus vannamei.Tesis de Maestría en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.101 pp.
MICROBIOLOGÍA
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