Nuove scoperte sull'assorbimento dei nutrienti nei ciclididi

La materia organica disciolta (DOM) è una fonte di nutrimento nell'acqua. Sostiene principalmente forme di vita piccole come batteri e animali minuscoli. Questi organismi piccoli si trovano alla base della catena alimentare, fornendo energia per le creature più grandi che li mangiano. Gli animali più grandi si affidano alla caccia per procurarsi il cibo. Quando mangiano, scompongono il cibo in parti più piccole, che vengono assorbite nei loro corpi.

Se di solito gli animali più grandi ottengono i nutrienti attraverso il cibo, alcuni invertebrati acquatici possono assorbire direttamente il DOM dall'acqua. Per esempio, ricerche hanno dimostrato che il granchio verde di riva può assorbire aminoacidi usando le sue branchie. Allo stesso modo, l'anguilla del Pacifico, un pesce antico senza mascelle, può assorbire nutrienti attraverso la pelle e le branchie. Anche se questi studi hanno confermato che alcuni animali possono prendere nutrienti dall'ambiente, gli scienziati sono ancora confusi su come avvenga questa cosa a livello cellulare.

In questo articolo, guardiamo un caso specifico nei ciclidi, un tipo di pesce, e come potrebbero assorbire nutrienti direttamente dall'ambiente usando una proteina speciale chiamata PepT2.

#Come i pesci digeriscono il cibo

Nei pesci e in molti altri animali, le proteine del cibo vengono scomposte in pezzi piccoli, come singoli aminoacidi o catene corte di aminoacidi chiamate peptide. Queste forme più piccole vengono assorbite dalle cellule che rivestono l'intestino attraverso dei trasportatori speciali trovati su quelle cellule. Questi trasportatori sono piuttosto simili tra diversi animali.

Ci sono due tipi principali di trasportatori di peptide nei vertebrati superiori e tre nei pesci. I due nei vertebrati superiori sono più semplici e gestiscono una capacità inferiore. Nei pesci, però, un tipo, PepT2, è più specializzato. Questo trasportatore si trova nell'intestino, nei reni e nel cervello dei pesci adulti. Aiuta ad assorbire i peptidi in modo più efficace. Interessante, questi trasportatori sono presenti anche nei pesci giovani prima che inizino a mangiare cibo solido.

#Regolazione degli ioni nei pesci

I pesci devono gestire i livelli di ioni nei fluidi del loro corpo attraverso cellule specializzate. La pelle dei pesci aiuta a controllare cosa può entrare o uscire dal corpo, ma ci sono cellule specifiche conosciute come Ionociti che aiutano a rimuovere o assorbire ioni ed eliminare i rifiuti. Nei pesci adulti, questi ionociti si trovano principalmente nelle branchie, ma nei pesci più giovani, le branchie sono ancora in fase di sviluppo. Questo significa che gli ionociti nei pesci giovani si trovano spesso sul sacco vitellino, che fornisce nutrienti nelle prime fasi di sviluppo.

Nella tilapia, un tipo comune di ciclidi, ci sono diversi tipi di ionociti sul sacco vitellino, ognuno con il proprio ruolo nell'assorbire o rilasciare ioni.

#Risultati della ricerca

I ricercatori hanno usato tecniche moderne per guardare la presenza di PepT2 nel sacco vitellino della tilapia del Mozambico. Hanno visto che i livelli del gene PepT2 cambiavano mentre le larve crescevano, raggiungendo un picco a una certa età e poi diminuendo. Hanno anche colorato campioni per visualizzare PepT2 e un'altra proteina, Na+/K+-ATPasi (NKA), negli ionociti. Quello che hanno trovato è che mentre NKA si trovava in una parte dell'ionocita, PepT2 era in un'altra parte, specificamente sulla superficie che guarda verso l'acqua. Questo schema era simile sia nella tilapia del Mozambico che in un altro tipo, Coptodon zillii.

I ricercatori hanno fatto ulteriori test per vedere come la crescita delle larve fosse influenzata da diverse quantità di peptidi nell'acqua. Tuttavia, hanno scoperto che i tassi di crescita non cambiavano significativamente, suggerendo che il contributo dei peptidi ambientali alla loro nutrizione potrebbe essere minimo rispetto al sacco vitellino.

Inoltre, quando hanno guardato ai pesci adulti, hanno scoperto che solo NKA era presente nelle branchie, ma non PepT2. Questo porta all'idea che PepT2 potrebbe avere un ruolo speciale durante le prime fasi di sviluppo dei pesci.

#Funzioni potenziali di PepT2

Il ruolo esatto di PepT2 nelle larve di ciclidi non è ancora chiaro. Negli anguilla, la capacità di assorbire nutrienti dall'ambiente è pensata per essere utile per sopravvivere a lungo senza cibo, soprattutto quando sono nei dintorni di animali in decomposizione. Tuttavia, per le larve di tilapia, il sacco vitellino fornisce la maggior parte della loro nutrizione all'inizio, rendendo meno critico l'assorbimento di peptidi dall'acqua.

Interessante, PepT2 non è solo importante per i peptidi, ma può anche trasportare certi farmaci e aiutare con le risposte immunitarie assorbendo piccoli peptidi provenienti da batteri. La posizione unica di PepT2 nei ciclidi larvali suggerisce che potrebbe contribuire a un sistema di difesa durante le loro prime fasi di vita.

#Riassunto

Questa ricerca mostra che le larve di pesce ciclidi esprimono PepT2 in cellule specifiche sul sacco vitellino che guardano verso l'acqua circostante. È la prima volta che un trasportatore di nutrienti è stato identificato in una posizione del genere in un pesce. La capacità dei pesci di assorbire nutrienti dal loro ambiente sfida le nozioni precedenti su come i pesci ottengono la loro nutrizione, specialmente durante il loro sviluppo iniziale.

Man mano che quest’area di studio avanza, potrebbero emergere ulteriori intuizioni sul ruolo dell'assorbimento di nutrienti ambientali nei pesci e su come influisca sulla loro crescita e sopravvivenza complessiva.