Manejando el Estrés en la Acuicultura para Tener Mejores Existencias
La acuicultura enfrenta problemas de estrés y hacinamiento que afectan la salud y el crecimiento.
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Tabla de contenidos
- El Problema del Aglomeramiento
- Estrés en los Peces
- Medición del Estrés en los Peces
- Investigación sobre Indicadores de Estrés
- Cómo el Estrés Afecta la Salud de los Peces
- El Papel de la Ruta de Señalización MAPK
- Configuración del Experimento
- Experimento de Estrés por Amoníaco
- Experimento de Densidad de Población
- Recolección de Muestras
- Resultados
- Implicaciones para la Acuicultura
- Direcciones Futuras
- Conclusión
- Fuente original
La demanda de pescado está creciendo, pero las capturas de peces salvajes están disminuyendo. Esto ha llevado a una acuicultura más intensa, donde se crían más peces en espacios más pequeños. Sin embargo, meter demasiados peces en esos espacios puede perjudicar su salud y el medio ambiente. El agua en la que se crían los peces puede contaminarse con químicos dañinos, lo que puede estresar a los peces. Los contaminantes comunes incluyen productos químicos de la agricultura y residuos industriales.
Cuando los peces están estresados, su salud y su crecimiento se ven afectados. Niveles altos de Amoníaco en el agua, que a menudo provienen de los desechos de los peces y de los restos de comida, pueden causar grandes problemas. Es vital encontrar maneras de manejar el estrés en la acuicultura para asegurarse de que los peces crezcan bien y se mantengan saludables.
El Problema del Aglomeramiento
Los acuicultores a menudo intentan aumentar el número de peces que crían en áreas limitadas para aumentar la producción. Este hacinamiento lleva a una mala calidad del agua y aumenta el estrés entre los peces. El estrés por hacinamiento puede reducir el crecimiento de los peces y hacerlos más vulnerables a enfermedades. Asegurar un ambiente saludable para los peces debería ser una prioridad para los acuicultores.
Estrés en los Peces
Cuando los peces experimentan estrés, producen una hormona llamada Cortisol. Esta hormona ayuda a los peces a lidiar con el estrés y es crucial para su supervivencia. Sin embargo, si los niveles de cortisol permanecen altos durante mucho tiempo, pueden causar efectos negativos, como un crecimiento reducido y sistemas inmunitarios debilitados.
Los peces pueden experimentar tanto estrés agudo (corto plazo) como estrés crónico (largo plazo). Factores como la mala calidad del agua y el hacinamiento contribuyen al estrés crónico, que puede ser difícil de detectar porque no muestra síntomas inmediatos.
Medición del Estrés en los Peces
Los científicos suelen observar los niveles de cortisol en los peces para medir el estrés. Sin embargo, medir el cortisol en la sangre de los peces puede ser complicado, especialmente porque puede cambiar rápidamente después de que ocurre el estrés. También se utilizan otros indicadores, como los Niveles de glucosa en la sangre, que pueden aumentar con el estrés. Tanto los niveles de cortisol como los de glucosa brindan información sobre cuán estresado puede estar un pez.
Investigación sobre Indicadores de Estrés
Estudios recientes han mostrado que las escamas de los peces también pueden acumular cortisol con el tiempo. Esto permite a los científicos usar las escamas como una forma de medir los niveles de estrés pasados en los peces. A diferencia de las pruebas de sangre, que proporcionan una instantánea del estrés actual, las escamas pueden ofrecer una visión más prolongada del estrés que los peces han experimentado.
Cómo el Estrés Afecta la Salud de los Peces
El estrés puede tener impactos significativos en la salud de los peces. Por ejemplo, los altos niveles de amoníaco en el agua pueden obstaculizar el crecimiento de los peces y aumentar la mortalidad. Por eso, entender cómo el estrés afecta a los peces es esencial para la acuicultura.
En situaciones de estrés, los peces experimentan cambios en sus cuerpos. Cuando se libera cortisol, se desencadenan diferentes respuestas que pueden aumentar el uso de energía, pero también pueden ralentizar el crecimiento y la reproducción.
El Papel de la Ruta de Señalización MAPK
La vía de señalización MAPK es vital para cómo las células responden al estrés. Cuando los peces están bajo estrés, ciertos genes se activan, lo que puede influir en cómo crecen y se desarrollan. Identificar cómo estas vías genéticas responden al estrés puede ayudar a entender mejor la biología de los peces y ayudar a la acuicultura.
Configuración del Experimento
En estudios, se expuso a juveniles de tilapia del Nilo a varios niveles de amoníaco y diferentes densidades de población para observar cómo estos factores influían en los niveles de estrés. Se monitoreó el crecimiento y la salud de los peces, y se tomaron muestras para evaluar los niveles de cortisol y glucosa.
Experimento de Estrés por Amoníaco
Los peces se dividieron en grupos y se colocaron en tanques con diferentes concentraciones de amoníaco. Algunos peces se mantuvieron en agua limpia para servir como grupo de control. El objetivo era ver cómo los diferentes niveles de amoníaco afectaban los niveles de cortisol y glucosa en los peces.
Experimento de Densidad de Población
Otro grupo de peces se colocó en tanques con diferentes densidades de población para evaluar cómo el hacinamiento impactaba en el estrés. Esto proporcionó información sobre cuántos peces se pueden mantener en un área sin causar estrés excesivo.
Recolección de Muestras
Se tomaron muestras de los peces en varios puntos durante el estudio. Se anestesiaron y se tomó sangre para medir los niveles de cortisol y glucosa. También se recolectaron escamas para su análisis posterior de cortisol acumulado.
Resultados
Niveles de Cortisol en Plasma
Los resultados mostraron que los peces expuestos a altos niveles de amoníaco tenían un aumento de cortisol en comparación con los que estaban en agua limpia. De manera similar, a medida que aumentaban las densidades de población, también lo hacían los niveles de cortisol. Esto indicó que tanto el amoníaco como el hacinamiento eran estresores significativos para los peces.
Niveles de Glucosa en Sangre
En cuanto a los niveles de glucosa, los peces sometidos a mayores concentraciones de amoníaco también tenían niveles elevados de glucosa en sangre. Esto también se aplicó a los peces en densidades de población más altas. Tanto los niveles de cortisol como los de glucosa ofrecieron una imagen clara del estrés que estaban experimentando los peces.
Niveles de Cortisol en Escamas
Los resultados relacionados con el cortisol en las escamas confirmaron que los niveles de cortisol en las escamas de los peces también aumentaron con niveles más altos de amoníaco y densidades de población. Esto indicó que las escamas podrían servir como un indicador de estrés a largo plazo.
Vías Metabólicas
Los hallazgos generales mostraron que el estrés crónico afectaba las vías metabólicas en los peces. Específicamente, la Vía MAPK se vio significativamente afectada, lo que resalta la importancia de esta vía en la salud de los peces y la respuesta al estrés.
Implicaciones para la Acuicultura
Estos hallazgos enfatizan la necesidad de gestionar los estresores en la acuicultura. Reducir el hacinamiento y mantener una buena calidad del agua puede ayudar a mantener a los peces saludables y productivos. Además, usar múltiples indicadores de estrés, como los niveles de cortisol en sangre, los niveles de glucosa y el cortisol en escamas, proporciona una imagen más completa de la salud de los peces.
En conclusión, entender y manejar el estrés en la acuicultura es crucial. Asegurar un ambiente saludable para los peces no solo contribuye a su bienestar, sino que también mejora la productividad. Esto es vital para satisfacer la creciente demanda mundial de pescado a medida que las capturas salvajes siguen disminuyendo.
Direcciones Futuras
De cara al futuro, se pueden mejorar las prácticas de acuicultura enfocándose en estrategias de manejo del estrés. Al asegurar entornos óptimos, los acuicultores pueden reducir los niveles de estrés en sus existencias, lo que lleva a peces más saludables y mejores resultados de producción.
Además, la investigación sobre marcadores genéticos asociados con la tolerancia al estrés puede permitir la cría de peces que estén mejor equipados para manejar condiciones estresantes. Esto podría resultar en stocks de peces más resilientes, apoyando aún más prácticas de acuicultura sostenibles.
Conclusión
El estudio del estrés en la acuicultura tiene implicaciones significativas. Al comprender cómo los estresores afectan a los peces y encontrar maneras de minimizar estos efectos, la industria puede trabajar hacia prácticas sostenibles que aseguren tanto la salud de los peces como altos niveles de productividad. Esto ayudará a satisfacer la creciente demanda de pescado y mejorar el bienestar de las especies de acuicultura. El futuro de la acuicultura depende de la continua exploración de la biología de los peces y técnicas de manejo del estrés para garantizar una industria saludable y sostenible.
Título: Scale Cortisol Modulation in Cultured Nile Tilapia (Oreochromis niloticus): Deciphering the Intricate Role in Chronic Stress through Mitogen-Activated Protein Kinase Signaling Pathway Regulation
Resumen: Chronic stress poses a challenge to aquaculture, with cortisol and glucose traditionally used as stress markers. Recent doubts about the reliability of scale cortisol as a chronic stress determinant have surfaced due to its role in calcium homeostasis. While cortisol affects gene expression in stress responses, its impact on metabolic pathways in cultured Nile tilapia remains understudied. We explored the connection between cortisol signatures of chronic stress in Nile tilapia and the Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK) signaling pathway, vital for cell processes. Juvenile Nile tilapia were exposed to varying ammonia concentrations and stocking densities, evaluating growth performance, stress levels, RNA sequencing, and differential gene expression. Results indicate a positive correlation between stressors and blood glucose, plasma cortisol, and scale cortisol concentrations. Fish in 0.8 mg/L ammonia exhibited heightened plasma glucose and cortisol, while those in 1.2 mg/L showed increased scale cortisol. Elevated stocking densities also correlated with higher stress markers. Importantly, cortisol levels rose with ammonia concentration and stocking density, negatively impacting growth. The MAPK signaling pathway, crucial for cell processes, exhibited significant downregulation with increasing ammonia concentrations, suggesting sensitivity to stress. Six genes in this pathway were significantly enriched following ammonia treatment, including Dual Specific Protein Phosphatase 1, Nuclear Hormone Receptor 38, Heat Shock Protein 1, Myelocytomatosis oncogene homologue, Growth arrest and DNA damage inducible alpha a, and Mitogen Activated Protein Kinase 4. This study contributes valuable insights for optimizing fish welfare and production by unraveling the complex relationship between chronic stress and the MAPK pathway in aquaculture.
Autores: Paul Oyieng Angienda, J. G. Mwaura, C. Wekesa, E. T. Namuyenga, P. Ogutu, P. Okoth
Última actualización: 2024-02-18 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.14.580283
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.14.580283.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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