Creatina en la acuicultura sostenible de peces

En las próximas décadas, se prevé un aumento significativo en la demanda mundial de alimentos, estimándose un incremento del 35% al 56% en 2050 (Dijk et al., 2021). En este contexto, la acuicultura se destaca como un sector clave para la producción sostenible de proteínas y lípidos de alto valor biológico, especialmente a través del cultivo de pescado. Esta industria no solo tiene el potencial de satisfacer las necesidades nutricionales de una población en crecimiento, sino también de promover una buena salud (Rincón-Cervera 2020).

La acuicultura ha evolucionado significativamente en sus métodos de producción y en el aprovechamiento de los recursos disponibles. Un ejemplo notable es el avance en la reducción del uso de harina y aceite de pescado, los cuales tradicionalmente provienen de la pesca extractiva y han sido componentes esenciales en las dietas acuícolas. Este cambio ha permitido disminuir la presión sobre las poblaciones de peces silvestres y sus hábitats, contribuyendo a una operación más ambientalmente sostenible (Naylor et al., 2021).

Actualmente, se utilizan fuentes alternativas de proteína como las harinas y productos proteicos derivados de plantas terrestres. Estos ingredientes, además de ser nutricionalmente adecuados, ofrecen ventajas como costos competitivos y fácil disponibilidad en el mercado (Hardy, 2010). Sin embargo, se ha observado que los peces alimentados con dietas basadas en proteínas vegetales tienden a mostrar un crecimiento menor en comparación con aquellos que consumen altas cantidades de harina de pescado. Entre los factores que podrían influir en esta diferencia se incluyen desbalances en los aminoácidos, deficiencias de micronutrientes, la presencia de sustancias antinutricionales y variaciones en la eficiencia bioenergética de las dietas (Overturf y Gaylor, 2009).

La creatina es un compuesto que se encuentra naturalmente en los tejidos y órganos de los vertebrados y, por consiguiente, se encuentra en una gran cantidad de productos alimenticios derivados de animales. Su función principal es actuar como una “'cuenta de débito energético celular”, de rápida utilización para la célula, al formar parte del sistema Creatina Quinasa/Fosfocreatina. Esto permite que la célula haga uso inmediato de la energía disponible, en la forma de una molécula fosfatada de alto valor energético, en situaciones de rápida demanda energética, como es el trabajo muscular anaeróbico. De esta manera, la célula no tiene que recurrir a vías metabólicas más intrincadas en la generación de energía química en forma de ATP, como la glucólisis, el ciclo de Krebs y/o la fosforilación oxidativa; las cuales, si bien toman más tiempo, generan una mayor cantidad de ATP necesario para trabajos musculares más extenuantes, como es el caso del trabajo muscular aeróbico. Por esta razón, la creatina ha sido usada ampliamente como un suplemento ergogénico para mejorar el rendimiento físico y promover el crecimiento muscular en deportistas. Otros efectos que han sido reportados en humanos y modelos mamíferos incluyen protección frente a enfermedades neurodegenerativas, diabetes tipo 2, osteoartritis, fibromialgia, hígado graso no alcohólico y envejecimiento (Villasante et al., 2023). 

La creatina como suplemento nutricional también ha sido evaluada en el cultivo de diversas especies de peces, en particular peces carnívoros. Algunos de los beneficios observados incluyen aumento de la actividad antioxidante y de la calidad organoléptica de la carne, mejora en la homeostasis de los lípidos, mayor reclutamiento de nuevas fibras musculares y un aumento en el rendimiento productivo de los peces (Villasante et al., 2023; Yu et al., 2024). También se ha evaluado su potencial efecto en la capacidad osmorreguladora de los peces, sin embargo, estos resultados han sido inconsistentes y, por lo tanto, se requiere de más estudios al respecto. Las razones pueden ser varias, incluido la especie de pez en estudio, el tipo de formulación de dietas, las estrategias de alimentación y el estadio ontogénico de los peces. 

Si bien la creatina no es considerada esencial desde el punto de vista nutricional en peces, debido a que poseen la capacidad endógena de sintetizarla, bajo ciertas circunstancias, como al consumir dietas con alto contenido de proteínas de origen vegetal terrestre en reemplazo de harinas de origen animal, podría clasificarse como 'nutriente condicionalmente esencial' (Villasante et al., 2023), tal como se ha sugerido para veganos o vegetarianos (Ostojic 2021). Esto se debe a que para su síntesis se requieren dos aminoácidos esenciales: arginina y metionina. De hecho, se ha descrito que cerca del 22% de la arginina y el 40% de la metionina proveniente de la dieta es utilizado solo para la síntesis de creatina en mamíferos (Kashani et al. 2020). Aunque en peces no se ha determinado este valor con exactitud, se sugiere que podría ser similar (Villasante et al., 2023). La elevada demanda de metionina para la síntesis de creatina es un aspecto relevante para considerar en la nutrición de peces, ya que la metionina es el primer aminoácido limitante en las actuales dietas para peces formuladas con alto contenido de proteínas de origen vegetal, las cuales se caracterizan por poseer bajos niveles de metionina. Por lo tanto, en el escenario actual de producción de dietas para peces, la suplementación con creatina podría reducir el uso de metionina para la síntesis de creatina (“methionine-sparing effect”), permitiendo así su uso en otras funciones, como la síntesis de proteína muscular y diversos procesos metabólicos que facilitan un crecimiento eficiente y una salud óptima de los peces, además de la obtención de un producto final de elevada calidad de manera costo-efectiva (Villasante et al., 2023).

Referencias:

1. van Dijk, M., Morley, T., Rau, M.L. et al. A meta-analysis of projected global food demand and population at risk of hunger for the period 2010–2050. Nat Food 2, 494–501 (2021). https://doi.org/10.1038/s43016-021-00322-9.

2. Rincón-Cervera, M.Á.; González-Barriga, V.; Romero, J.; Rojas, R.; López-Arana, S. Quantification and Distribution of Omega-3 Fatty Acids in South Pacific Fish and Shellfish Species. Foods 2020, 9, 233. https://doi.org/10.3390/foods9020233

3. Naylor, R.L., Hardy, R.W., Buschmann, A.H. et al. A 20-year retrospective review of global aquaculture. Nature 591, 551–563 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03308-6. 

4. Hardy, R. W. (2010). Utilization of plant proteins in fish diets: effects of global demand and supplies of fishmeal. Aquaculture research, 41(5), 770-776.

5. Overturf, K., & Gaylord, T. G. (2009). Determination of relative protein degradation activity at different life stages in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 152(2), 150-160. 

6. Villasante, A., Ramírez, C., Figueroa Villalobos, E., Pereira, W. A., Powell, M. S., Gatlin III, D. M., ... & Romero, J. (2023). Creatine in Sustainable Fish Aquaculture. Reviews in Fisheries Science & Aquaculture, 31(3), 420-451.

7. Yu, H., He, Y., Qin, M., Wang, L., Rong, K., & Zhang, X. (2024). Dietary creatine promotes creatine reserves, protein deposition, and myofiber hyperplasia in muscle of juvenile largemouth bass (Micropterus salmoides). Aquaculture, 583, 740591.

8. Ostojic SM. 2021. Creatine synthesis in the skeletal muscle: the times they are a-changin. Physiol Soc. 320(2):E390– E391. 10.1152/AJPENDO.00645.2020.

9. Kashani K, Rosner MH, Ostermann M. 2020. Creatinine: From physiology to clinical application. Eur J Intern Med. 72:9–14. 10.1016/J.EJIM.2019.10.025.