Physiological changes in the muscle of gilthead sea bream induced by culture and feeding conditions: a stable isotopes (15(N) and 13(C)) and proteomic study Cambios fisiológicos en el músculo de dorada inducidos por las condiciones de cultivo y alimentación: Estudio con isótopos estables (15(N) y 13(C)) y proteómica

Abstract

Stable isotopes, as tracers of the food chain, have been used to characterize the relationship between consumers and their food since isotopic fractionation implies discrimination against certain isotopes. But stable isotope analyses (SIA) can also be carried out in fish reared with artificial diets, as gilthead sea bream (Sparus aurata), the species most cultivated in the Mediterranean. Changes in natural abundance of stable isotopes (13C and 15N) in tissues and its reserves may reflect changes in the use and turnover of nutrients as the catabolic enzymes involved in the processes of decarboxylation and deamination show a preference for the lighter isotopes. Therefore these analyses can provide us useful information about the nutritional and metabolic status of fish.

The aim of this project was to determine the capacity of stable isotopes to be used as potential markers of growth capacity and rearing conditions in sea bream. In this sense, stable isotope analyses have been combined with other metabolic (cytochrome-c-oxidase, COX, and citrate synthase, CS, activities) and growth parameters (RNA, DNA). The set of results obtained from the different studies conducted in this project shows that SIA, in combination with other metabolic parameters, can serve as an effective tool in discriminating fish with better growth potential as well as sensitive marker of nutritional status and fattening. Moreover, combination of stable isotopes analysis with emerging tools such as proteomic techniques (2D-PAGE), provide new insights on the metabolic changes occurring in fish muscles during exercise induced growth.

Els isòtops estables com a traçadors de la cadena alimentària s'han utilitzat per caracteritzar la relació entre els consumidors i els seus aliments, ja que el fraccionament isotòpic implica una discriminació en contra de certs isòtops. Però les anàlisis d'isòtops estables (SIA), també es poden dur a terme en peixos cultivats amb dietes artificials, com la orada (Sparus aurata), la especie més cultivada a la Mediterrània. Canvis en l'abundància natural d'isòtops estables (13C i 15N) en els teixits i les seves reserves poden reflectir els canvis en l'ús i reciclatge dels nutrients ja que els enzims catabòlics implicats en els processos de descarboxilació i desaminació mostren una preferència pels isòtops més lleugers. Per tant, aquestes anàlisis ens poden proporcionar informació útil sobre l'estat nutricional i metabòlic dels peixos.

L'objectiu d'aquest projecte va ser determinar la capacitat dels isòtops estables per ser utilitzats com a marcadors potencials de la capacitat de creixement i condicions de cria de l'orada. En aquest sentit, les anàlisis d'isòtops estables s'han combinat amb altres metabòlics (activitats citocrom-c-oxidasa, COX, i citrat sintasa, CS) i els paràmetres de creixement (ARN/ADN). El conjunt de resultats obtinguts en els diferents estudis realitzats en aquest projecte demostra que el SIA, en combinació amb altres paràmetres metabòlics, pot servir com una eina eficaç per discriminar els peixos amb millor potencial de creixement, així com a marcador sensible de l'estat nutricional i d'engreix. D'altra banda, la combinació de l'anàlisi d'isòtops estables amb les eines emergents, com ara tècniques de proteòmica (2D-PAGE), ens proporciona nous coneixements sobre els canvis metabòlics que ocorren en els músculs dels peixos durant l’increment del creixement muscular induït per l'exercici.