Research output

Thesis ()

Diseño y optimización de liposomas para su uso como sistema de suministro de nutrientes a larvas de peces marinos

Alternative title Use and design of liposomes for their use as nutrient delivery system to marine fish larvae

Citation
Monroig O (2006) Diseño y optimización de liposomas para su uso como sistema de suministro de nutrientes a larvas de peces marinos, Doctor of Philosophy, University of Valencia.

Abstract
Las deficiencias nutricionales de las presas vivas usadas como primer alimento exógeno en el cultivo de larvas de peces marinos hacen necesaria la suplementación de las dietas con nutrientes que satisfagan los requerimientos de las larvas. Los liposomas constituyen una herramienta con gran potencial ya que pueden formularse con nutrientes hidrosolubles disueltos en su fase acuosa y liposolubles inmersos en el ambiente lipofílico entre las cadenas de ácidos grasos de los fosfolípidos. Este estudio valora el empleo de liposomas para suministrar nutrientes a larvas de peces marinos a través de dos vías. La primera plantea la vehiculación de nutrientes a larvas de peces a través de la bioencapsulación de liposomas ricos en nutrientes esenciales en nauplios de Artemia. La segunda alternativa está relacionada con la administración directa a las larvas mediante inmersiones de éstas en suspensiones de liposomas ricos en nutrientes. Liposomas como enriquecedores de Artemia El estudio se inicia con un análisis preliminar sobre la integridad de los liposomas en condiciones de enriquecimiento de Artemia. Los resultados indican que los liposomas liberan parte de las sustancias disueltas en su fase acuosa interna. En cuanto a la estabilidad química, los resultados muestran que los liposomas son menos susceptibles a la peroxidación que otros enriquecedores convencionales. Por último, el estudio sobre el cambio de tamaño de los liposomas durante el enriquecimiento indica que no muestran alteraciones importantes que puedan comprometer su rendimiento como producto enriquecedor. A la vista de estos resultados preliminares, se escogieron unas formulaciones de liposomas para su utilización en el enriquecimiento de Artemia en ácidos grasos esenciales (EFAs), vitaminas (A y C) y aminoácidos. La mejora del contenido en EFAs de nauplios de Artemia se llevó a cabo con liposomas formulados con fosfolípidos marinos. Los resultados muestran que estos liposomas pueden igualar los contenidos de EFAs de los nauplios enriquecidos con productos comerciales de uso habitual. Además, se presenta un protocolo óptimo de utilización para maximizar los niveles de EFAs en los nauplios. Como ya se ha comentado anteriormente, los liposomas poseen una estructura que permite la inclusión, junto a los fosfolípidos, de otros nutrientes esenciales como las vitaminas y los aminoácidos. Los resultados revelan la capacidad de liposomas para aumentar el contenido en vitamina A de los nauplios. En cuanto a la vehiculación de nutrientes hidrosolubles, los experimentos realizados muestran que los liposomas unilamelares tienen una escasa eficacia enriquecedora en este tipo de sustancias. No obstante, los liposomas de tipo multilamelar exhibieron una mayor eficacia logrando aumentar los niveles de metionina (hidrosoluble) libre de los nauplios en comparación a nauplios tratados con metionina simplemente disuelta. El estudio sobre la utilización de liposomas como enriquecedores de Artemia se completa con la realización de experimentos de alimentación larvaria. Estos ensayos demuestran la posibilidad de utilizar nauplios enriquecidos con liposomas como alimento de larvas de peces marinos sin que se observen diferencias en la supervivencia y el crecimiento obtenidos con respecto a tratamientos con un producto comercial de eficacia contrastada. Suministro directo de nutrientes a larvas mediante liposomas Se realizaron inmersiones de larvas de peces con liposomas ricos en nutrientes esenciales. Los resultados evidencian la posibilidad de tratar larvas de peces marinos con liposomas formulados con nutrientes esenciales de naturaleza diversa sin detrimento de la supervivencia de los animales. Sin embargo, la utilidad de esta vía de administración de nutrientes no ha sido demostrada a pesar de los numerosos mecanismos de interacción larva-liposoma implicados. La utilización de nutrientes marcados, así como la determinación de índices de condición nutricional que constaten las ventajas nutricionales derivadas de la incorporación de los nutrientes liposomados, se vislumbran como líneas futuras de investigación. Nutritional deficiencies of live preys used as first exogenous feeding in the rearing of marine fish larvae make necessary the supplementation of the diets with certain nutrients in order to fulfill the requirements of the fish. In most cases, larval nutrition studies have been focused on the essential fatty acid demands, but other compounds as phospholipids, vitamins and free amino acids have been proposed as crucial elements in the early development stages of several species of marine fish. The present study assesses the use of liposomes, phospholipid vesicles enclosing an internal aqueous space, for the delivery of both lipophilic and hydrophilic nutrients to marine fish larvae. Two different administration ways were studied. Firstly, liposomes were used as an enrichment product of live preys. Secondly, a direct system was assessed by immersing marine fish larvae in liposome suspensions. Bioencapsulation of liposomes in Artemia nauplii Several liposome formulations were employed for the enrichment of Artemia nauplii in some essential nutrients such as fatty acids, vitamins and amino acids. Liposomes formulated with marine phospholipids demonstrated the improvement of the essential fatty acid content in the nauplii, and an optimal protocol of use with this product was established. Additionally, our results showed that liposomes are useful tools for the enrichment of Artemia in both liposoluble (vitamin A) and hydrosoluble compounds (methionine). Immersion of marine fish larvae in liposome suspensions A novel technique to transfer nutrients to fish larvae consists of the immersion of larvae in liposomated substances, obviating their bioencapsulation in the live preys and avoiding their consequent metabolic activity over the administered substances. Several studies were carried out with the purpose of detecting the incorporation of lipophilic (EFA) and hydrophilic (ascorbate and methionine) nutrients into marine larvae by means of liposome baths. Results would indicate a low entry of liposomated nutrients into the larvae, although analyses seem to reflect slightly higher average contents of EFA and ascorbate nutrient in larvae treated with liposomes compared to control non-treated larvae. These results could be confirmed optimizing the experimental designs.

StatusAwarded thesis
AuthorsMonroig Oscar
SupervisorsHontoria F
InstitutionUniversity of Valencia
QualificationDoctor of Philosophy
Qualification levelDoctoral
Publication date2006
LanguageSpanish
© University of Stirling FK9 4LA Scotland UK • Telephone +44 1786 473171 • Scottish Charity No SC011159
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