La astaxantina es un pigmento rojo que le confiere al salmón, los langostinos y los flamencos su color rojizo característico. Químicamente, es similar al β-caroteno, encontrado en las zanahorias, y a la vitamina A, formando parte del grupo de los carotenoides. Este compuesto es producido por el plancton y diversos tipos de algas, los cuales son ingeridos por varias especies acuáticas. Entre ellas se encuentran los crustáceos, como los langostinos, que almacenan el pigmento en su cubierta, dando lugar a su color rojizo externo.
A su vez, los crustáceos son ingeridos por peces, como el salmón o la trucha, o por aves, como flamencos e ibis rojo. Estos animales también almacenan el pigmento en la piel y en el tejido graso, siendo esta la razón por la cual el salmón y otros animales presentan esa coloración rojiza. Adicionalmente, la astaxantina no sufre decoloramiento, por lo que la coloración rojiza de los peces y crustáceos que la ingieren se conserva.
Solo las algas pueden producir astaxantina, y los animales superiores no pueden alterar su estructura química. Esto tiene importantes consecuencias para la acuicultura, donde la astaxantina es un antioxidante vital que el salmón necesita para mantener su salud y promover un crecimiento saludable.
¿Qué es la Astaxantina y Dónde se Encuentra?
La astaxantina se clasifica como un carotenoide xantofilo, perteneciente a una clase más amplia de compuestos químicos conocidos como terpenos o tetraterpenoides. Es un pigmento liposoluble coloreado que dota de color a carnes como la del salmón o a los langostinos. Su color rojo anaranjado se debe a la cadena extendida de dobles enlaces conjugados en el centro del compuesto.
Las tasas más elevadas de astaxantina se encuentran de forma natural en microalgas, diversas levaduras, el salmón, la trucha, el krill, camarones, cangrejos y crustáceos salvajes. La microalga verde de agua dulce Haematococcus pluvialis es la fuente más rica para la producción de astaxantina. Las algas experimentan estrés a través de una combinación de condiciones, como la falta de nutrientes, el aumento de la salinidad y el exceso de luz solar, para crear la astaxantina.
Químicamente, la astaxantina es parecida al betacaroteno, presente en las zanahorias, y a la vitamina A. Sin embargo, la astaxantina (3,3´-dihidroxi-β, β-caroteno-4,4´diona) no se convierte en vitamina A en el cuerpo humano, lo que la hace completamente segura y no implica ninguna toxicidad si se administra por vía oral.
Además de las configuraciones isoméricas estructurales, la astaxantina contiene dos centros quirales en las posiciones 3 y 3′, lo que da como resultado varios estereoisómeros únicos (3R, 3′R; 3R, 3′S meso; y 3S, 3′S). Mientras que los estereoisómeros están presentes en la naturaleza, la distribución relativa varía considerablemente de un organismo a otro. Los estereoisómeros (3S, 3´S) y (3R 3´R) son los más abundantes en la naturaleza. La Haematococcus biosintetiza el isómero (3S, 3´S), mientras que la levadura Xanthophyllomyces dendrorhous produce el isómero (3R, 3´R). La astaxantina sintética comprende isómeros de (3S, 3´S), (3R, 3´S) y (3R, 3´R).
El estereoisómero primario de astaxantina encontrado en el krill antártico Euphausia superba es 3R, 3´R, que contiene principalmente forma esterificada, mientras que en el salmón del Atlántico salvaje es 3S, 3´S, que se presenta como la forma libre. La astaxantina artificial suministrada al salmón de piscifactoría para mejorar la coloración de la carne se encuentra en forma no esterificada.
El Salmón y la Astaxantina
El salmón es un migrador incansable que nace en ríos, migra al mar y regresa a su río natal para reproducirse. Durante la reproducción, su cuerpo cambia de forma y color. El color del salmón, que varía de rojo brillante a rosa más pálido, es el resultado de los niveles de carotenoides presentes en su dieta.
Tanto el salmón silvestre como el de cultivo consumen astaxantina en sus dietas. En el mar, la dieta del salmón es parcialmente natural, pero también encuentra alimentos adicionales. Aproximadamente el 90% de la astaxantina que consume el salmón de cultivo apoya directamente su metabolismo, lo que les ayuda a convertir sus alimentos en energía. Es tan esencial para su salud que lo vemos transmitido en sus huevos, que también son de color naranja-rosa.
En el caso de la crianza del salmón en estanques, este no ingiere una dieta natural, pero sí alimentos para peces. Sin una alimentación basada en langostinos u otra fuente de astaxantina, el salmón conservará su color blanco. Debido a que el consumidor no desea esto, se debe adicionar astaxantina al alimento de los peces. La astaxantina se forma químicamente a partir del caroteno, siendo esta la fuente más común de este compuesto en los alimentos para peces.
Otras alternativas incluyen adicionar a las dietas la merma de los langostinos o agregar un polvo que contenga levaduras productoras de astaxantina. Sin embargo, estos dos últimos métodos son considerados de un costo elevado, siendo la obtención química de astaxantina la más utilizada.
PRODUCCIÓN DE ASTAXANTINA SINTETIZADA POR LA MICROALGA HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS PARA SU APLICACIÓN EN
Propiedades Antioxidantes de la Astaxantina
Se ha establecido que la astaxantina es un potente antioxidante, comparable con la vitamina E. Es 65 veces más potente que la vitamina C, 54 veces más potente que el betacaroteno y 14 veces más potente que la vitamina E en términos de captación de radicales libres. Su cadena de dobles enlaces conjugados es responsable de su función antioxidante, ya que resulta en una región de electrones descentralizados que se pueden donar para reducir una molécula oxidante reactiva.
La astaxantina puede proteger los fosfolípidos de membrana y otros lípidos contra la peroxidación, y contribuye a terminar la inducción de inflamación en los sistemas biológicos. También puede ofrecer protección contra la luz ultravioleta. En acuicultura, uno de los principales problemas que enfrentan los organismos acuáticos es el estrés oxidativo, un desequilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno (EROS) y la capacidad del organismo para neutralizarlas mediante sus sistemas de defensa antioxidante.
Cuando las EROS se producen en exceso, desarrollan un estrés oxidativo y pueden llegar a dañar células y tejidos, provocando la oxidación de lípidos, proteínas e incluso el ADN. Las EROS también pueden producirse por la presencia de compuestos oxidados en el alimento, o ingredientes con alta cantidad de compuestos antinutricionales, pero, en cualquier caso, deberán ser neutralizados por las enzimas endógenas del organismo.
Entre las enzimas antioxidantes endógenas producidas por el organismo se encuentran: superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (GPx). Sin embargo, esto conlleva un gasto energético y celular, por lo que surge la importancia de añadir una mayor cantidad de antioxidantes en la dieta.
Los antioxidantes añadidos en la dieta siempre han sido requeridos como un protector para la vida de anaquel, permitiendo que las grasas permanezcan intactas sin ser oxidadas. Entre los más comunes se encuentran el butilhidroxitolueno (BHT), el butilhidroxianisol (BHA), el ácido ascórbico (vitamina C) y el ácido cítrico, así como el α-tocoferol (vitamina E).
Recientemente, debido a los factores causantes del estrés oxidativo, se ha propuesto el uso de una mayor cantidad de antioxidantes exógenos e inocuos para el organismo, no solo para mejorar la vida de anaquel, sino también para contrarrestar el estrés oxidativo de los organismos.
Beneficios de la Astaxantina para la Salud Humana
Existe considerable información sobre las propiedades de la astaxantina, que van desde su potente efecto antioxidante hasta sus beneficios sobre la infertilidad masculina, la inhibición de ciertos cánceres y su impacto positivo en las principales enfermedades degenerativas.
Los supuestos efectos terapéuticos contra la enfermedad cardiovascular aterosclerótica, pudiendo ser beneficiosa para las personas con mayor riesgo de ataques cardíacos, también son motivo de estudio. Se la relaciona con la mejoría de las actividades respiratorias y del sistema nervioso simpático, la inhibición del crecimiento de células de fibrosarcoma, cáncer de mama y próstata, y fibroblastos embrionarios. La astaxantina se vende a menudo como suplemento alimenticio y se le atribuyen propiedades antioxidantes muy potentes.
- Salud ocular: Se ha demostrado que la astaxantina protege los ojos contra el daño causado por la luz ultravioleta y mejora la salud ocular general al proteger las células de la retina del daño oxidativo y la inflamación.
- Inflamación y dolor: Posee propiedades antiinflamatorias que pueden ayudar a reducir el dolor y la inflamación en enfermedades crónicas como la artritis.
- Rendimiento deportivo: Puede mejorar la resistencia, disminuir la fatiga muscular y acelerar la recuperación después del ejercicio.
- Salud cardiovascular: Mejora los perfiles lipídicos, reduce el colesterol LDL (malo), aumenta el colesterol HDL (bueno) y reduce la presión arterial.
- Neuroprotección: Protege las células cerebrales del daño oxidativo y mejora la función cognitiva.
- Salud gástrica e intestinal: Se la relaciona con la salud gástrica e intestinal, particularmente con las úlceras, y con cierta capacidad inmunomoduladora.
- Protección de la piel: Cuando se utiliza diariamente y de forma prolongada en el tiempo, puede prevenir y mejorar las lesiones del fotoenvejecimiento, que son la causa del 80% del envejecimiento en la piel. También puede disminuir la agresividad de los tumores desarrollados.
Nuevas Tendencias en Acuicultura: Nanopartículas y Fitobióticos
Para superar las limitaciones en la administración de antioxidantes, la tecnología de nanopartículas ha surgido como una solución innovadora que permite nanoencapsular y proteger estos compuestos, asegurando una entrega eficiente y un mayor impacto en la salud y el rendimiento de los organismos acuáticos. Las nanopartículas de quitosano, constituidas por un biopolímero derivado de la quitina de los exoesqueletos de camarones y crustáceos, no solo protegen a los compuestos bioactivos de la degradación, sino que también permiten la liberación controlada dentro de los tejidos a donde son dirigidos.
Estas nanopartículas, con un tamaño en escala nanométrica (mil millones de veces más pequeños que un metro), facilitan su paso y aseguran que las moléculas encapsuladas lleguen específicamente a su destino y actúen de manera prolongada. Investigaciones han arrojado evidencia de que las nanopartículas de quitosano entran a través del canal digestivo en el camarón y se alojan en el hepatopáncreas, un órgano fundamental en el metabolismo intermediario de los organismos.
En el laboratorio se han estudiado antioxidantes como tocoferol y carvacrol/timol nanoencapsulados suministrados en el alimento para el camarón. Ambos son liposolubles, es decir, no se disuelven en agua, por lo que las nanopartículas son ideales para su protección y transporte. Los compuestos dentro de las nanopartículas actúan posiblemente como nanoreactores en el hepatopáncreas.
Aunque se sabe que las nanopartículas de quitosano entran al camarón y actúan eficientemente los antioxidantes, aún hace falta conocer la cantidad exacta de EROS que se producen en distintos tipos de estrés y hasta qué cantidad podrán ser neutralizados con los distintos tipos de antioxidantes. Además, es necesario desarrollar nanopartículas resistentes al ácido que puedan ser vehículo de estos fitobióticos en peces con estómago verdadero.
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