Las aves marinas pelágicas se encuentran entre los grupos aviares más amenazados. Enfrentan una serie de desafíos inmunológicos que parecen destinados a aumentar debido a los cambios ambientales en sus hábitats de cría y forrajeo, afectando los recursos de presa y la exposición a la contaminación y patógenos. Por lo tanto, la identificación de biomarcadores para la evaluación de su estado de salud es de considerable importancia. Las peptidilarginina deiminasas (PADs) convierten post-traducionalmente la arginina en citrulina en proteínas objetivo de manera irreversible. La deiminación mediada por PAD puede causar cambios estructurales y funcionales en las proteínas objetivo, permitiendo la multifuncionalidad de las proteínas en procesos fisiológicos y patofisiológicos. Además, las PADs contribuyen a la liberación de vesículas extracelulares (EVs), que desempeñan roles importantes en la comunicación celular. En el presente estudio, se evaluaron los perfiles de proteínas deiminadas post-traducionalmente y de EV en plasma de ocho especies de aves marinas de la Antártida, representando dos órdenes aviares: Procellariiformes (albatros y petreles) y Charadriiformes (limícolas, alcidos, gaviotas y skuas). Informamos algunas diferencias entre las especies evaluadas, con los perfiles de EV más estrechos de 50-200 nm en el petrel gigante del norte, y la mayor abundancia de EV más grandes de 250-500 nm en el skua marrón. Las EVs de las aves marinas fueron positivas para marcadores de EV conservados filogenéticamente y mostraron una morfología característica de EV. Se identificó deiminación post-traducional en una serie de proteínas plasmáticas clave críticas para la respuesta inmune y las vías metabólicas en tres de las especies de aves estudiadas: el albatros errante, el skua polar del sur y el petrel gigante del norte. Se observaron algunas diferencias en las vías biológicas de Gene Ontology (GO) y en la Enciclopedia de Rutas de Genes de Kyoto (KEGG) para las proteínas deiminadas entre estas tres especies. Esto indica que las proteínas objetivo para la deiminación pueden diferir, contribuyendo potencialmente a una variedad de funciones fisiológicas relacionadas con el metabolismo y la respuesta inmune, así como a mecanismos de defensa clave. Se identificaron homólogos de proteínas PAD en el plasma de las aves marinas mediante Western blotting a través de reacciones cruzadas con anticuerpos de PAD humanos, en un tamaño esperado de 75 kDa. Este es el primer estudio en perfilar EVs e identificar proteínas deiminadas como biomarcadores plasmáticos novedosos en aves marinas antárticas. Estos biomarcadores pueden ser refinados para convertirse en indicadores útiles del estado fisiológico e inmunológico en aves marinas, muchas de las cuales están amenazadas a nivel global.