Prevención de la alta toxicidad por amoníaco en peces de cultivo

La alimentación limitada puede ser más eficaz que la falta de alimentación.

En este estudio, la carpa común se utilizó para estudiar las deficiencias de alimento de los juveniles para controlar la toxicidad del amoníaco para los peces en los sistemas de producción acuícola. Foto de Darryl Jory.

La industria de la acuicultura se está volviendo cada vez más intensiva. Con densidades de población más altas y, por lo tanto, insumos de alimento, la calidad del agua puede fluctuar amplia y rápidamente, incluidos aumentos en los niveles de amoníaco (NH3 + NH4 +). Dependiendo del sistema, existen diferentes formas de aliviar la acumulación de amoniaco. A menudo se fomentan las microalgas en los estanques, mientras que los sistemas de recirculación dependen en gran medida de la filtración biológica.

Sin embargo, hay situaciones en las que la producción de amoníaco excede la capacidad del sistema para eliminar o convertir el amoníaco en compuestos menos tóxicos (nitritos y especialmente nitratos). Durante este tiempo, es una práctica común reducir la tasa de alimentación para minimizar la producción de amoníaco y, por lo tanto, la acumulación de amoníaco en la sangre de los peces. De hecho, se sabe que la toxicidad del amoníaco está directamente relacionada con los niveles de amoníaco en sangre.

Sin embargo, la cantidad de amoníaco en el agua no refleja necesariamente el nivel de amoníaco en la sangre de los peces. Esto se debe a la capacidad del animal para excretar amoníaco en presencia de un alto contenido de amoníaco en el medio ambiente y, en cierta medida, a la desintoxicación del amoníaco a una urea o algún aminoácido menos tóxico. Las glicoproteínas Rhesus (Rh) en los extremos de los peces son los principales transportadores de amoníaco en los peces (Figura 1). Su sobrerregulación puede verse influenciada por el agua alcalina (observada en la trucha arco iris), lo que aumenta significativamente la eliminación de amoniaco.

Sin embargo, como describimos aquí, la evidencia reciente también ha demostrado que el estado de alimentación también puede mostrar efectos similares, lo que puede ser una estrategia adicional para controlar la toxicidad del amoníaco en los peces.

Figura 1: Localización de glicoproteínas Rh en los extremos de los peces que facilitan la eliminación del NH3 tóxico.

Diseño experimental

Se utilizaron juveniles de la carpa común (Cyprinus carpio) como modelo experimental, ya que esta especie está muy extendida en todo el mundo, con una producción total de 4,16 millones de toneladas (TM) y es la tercera especie de peces cultivada más importante del mundo. Hubo dos tratamientos en este estudio: un grupo de pescado en ayunas (siete días antes de cada muestreo) y otro grupo alimentado (2 por ciento del peso corporal) durante todo el estudio.

Vista de los tanques de prueba utilizados en el estudio.

Ambos grupos de peces estuvieron expuestos durante 28 días a altos niveles de amoniaco (1 mg / l de NH3) a 17 ± 1 ° C y un pH del agua de 7,4. Evaluamos la acumulación de amoníaco en la sangre, la tasa de excreción de amoníaco y el patrón de expresión de las glicoproteínas Rh (isoformas Rhcg y Rhbg) en las puntas de los peces. «Para obtener más información sobre la configuración del estudio y el diseño experimental, consulte Respuestas compensatorias a la exposición al amoníaco (Cyprinus carpio) al amoníaco: efectos adicionales de la alimentación y el entrenamiento». Diricx et. Alabama.

Muestras de tejido cutáneo para la cuantificación de glicoproteínas rhesus (Rh) (izquierda); Recolección de sangre / plasma para ejercicios de prueba de amoníaco.

Conclusiones generales

Descubrimos que cuatro días después de la exposición a un alto contenido de amoníaco, los peces alimentados tenían niveles de amoníaco en sangre significativamente más bajos (Figura 2) con tasas de excreción de amoníaco significativamente más altas (Figura 3). Es probable que esto se deba a una expresión génica significativamente mayor de las glicoproteínas Rhcg-α en los extremos (Figura 4) para transportar amoníaco contra el gradiente.

Figura 2: Acumulación de amoníaco en la sangre de peces alimentados y no alimentados después de 28 días de exposición a altos niveles de amoníaco. Los valores son promedios ± asteriscos SE

indica diferencias significativas entre peces alimentados y en ayunas (* P <0.05; ** P <0.01).

Estos hallazgos proporcionan evidencia de que la interrupción de la alimentación puede no ser la mejor estrategia para controlar la toxicidad del amoníaco en los peces en los sistemas de acuicultura con picos de amoníaco. En cambio, la alimentación limitada puede ser más eficaz para reducir los efectos tóxicos del amoníaco.

Figura 3: Tasa de excreción de amoníaco por peces alimentados y no alimentados después de la exposición a altos niveles de amoníaco durante 28 días. Los valores son promedios ± asteriscos SE

indica diferencias significativas entre peces alimentados y en ayunas (* P <0.05; ** P <0.01; *** P <0.001). Figura 4: Perfil de expresión de Rhcg-α al final de peces alimentados y no alimentados después de la exposición a amoníaco ambiental alto durante 28 días. Los valores son promedios ± asteriscos SE

indica diferencias significativas entre peces alimentados y en ayunas (* P <0.05; ** P <0.01).

Investigaciones y perspectivas futuras

Se deberían explorar más investigaciones sobre la alimentación restringida en otros aspectos prácticos, incluido el crecimiento y la tolerancia aguda al amoníaco, y la extensión del alcance a otras especies de acuicultura. En particular, los peces carnívoros, como los dientes de pasto grande y rayas híbridas, producen cantidades significativas de amoníaco con alimentos ricos en proteínas. Además, otras señales externas / internas, como los cambios en la alcalinidad del agua, la temperatura o el pH del agua, deben probarse como un estimulador adicional de la glicoproteína Rh para una mejor excreción de amoníaco. Dichos estudios pueden proporcionar a los agricultores herramientas adicionales para minimizar la toxicidad del amoníaco y maximizar la productividad de manera rentable. Para obtener más información, consulte nuestros artículos publicados recientemente (Shrivastava et al., 2017. Aquaculture 481, 218-228 y Diricx et al., 2013. Aquatic Toxicology 142-143, 123-137).

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