Canadá.- Por años, los investigadores han buscado una forma fácil para determinar cuando los peces silvestres están con estrés. Ahora los científicos de la University of Guelph ha demostrado por primera vez que la hormonas clave del estrés, cortisol, se acumula en las escamas de los peces lentamente y permanece por semanas.
El hallazgo significa que medir los niveles de cortisol en las escamas podría ofrecer una visión simple y mínimamente invasiva del bienestar de los peces, lo que permitirá a los científicos comprender mejor cómo están enfrentando los cambios en la agricultura, la industria, la acuicultura o la biodiversidad.
Cortisol como indicador de estrés
Los glucocorticoides se reconocen como hormonas claves del estrés en los vertebrados. Liberados en la circulación después de la activación del eje de estrés en respuesta a amenazas reales o percibidas, los glucocorticoides tienen una gran cantidad de efectos fisiológicos en múltiples tejidos diana.
Debido a que los efectos mediados por los glucocorticoides ayudan a los vertebrados a contrarrestar el impacto de los estresores y a mantener su estado homeostático, generalmente se considera adaptativos. Sin embargo, también es conocido que los niveles sostenidos de glucocorticoides pueden tener efectos nocivos. Por lo tanto, determinar la relación entre los glucocorticoides y la condición animal es de gran interés y los niveles de hormonas glucocorticoides en la vida silvestre se han utilizado como indicadores fisiológicos del cambio ambiental y las alteraciones antropogénicas.
El cortisol es un indicador de estrés bien conocido y aparece fácilmente en la sangre. Pero los análisis de sangre son invasivos y no proporcionan un buen indicio del estrés a largo plazo, porque los niveles vuelven a la normalidad poco después de un evento estresante.
Las escamas para medir el cortisol
Las escamas de los peces muestran una prometedora medición integral de los niveles de la hormona del estrés; diferentes investigadores mostraron que el cortisol se acumula en las escamas de los peces, y se ha demostrado en carpa común, goldfish, milkfish, entre otros.
En la nueva investigación publicada en la revista Conservation Physiology, los profesores Nicholas Bernier y Frédéric Laberge del Department of Integrative Biology de la U of G demostraron que el cortisol se acumula en las escamas de los peces a una tasa mucha más lenta que en la sangre y permanece allí durante semanas.
“La investigación ha encontrado que el cortisol se puede medir en escamas de pescado, pero no fue capaz de demostrar cuánto tiempo tardó la hormona en acumularse en las escamas. Es importante conocer porque el simple acto de capturar un pez causará un pico de cortisol. Somos los primeros en mostrar que el cortisol aumenta lentamente en las escamas y permanece elevado durante algún tiempo” dijo Laberge.
Al igual que el cabello y uñas de los humanos, las escamas de los peces comúnmente no contienen células vivas. Pero debido a que las escamas crecen dentro de las capas de la piel, están en contacto constante con los fluidos corporales que los mantienen nutridos, incluido el cortisol circulante.
El equipo de investigación quería comprender mejor cuánto tiempo tardó el cortisol en acumularse en las escamas después del estrés a largo plazo y disiparse después de que terminó el estrés. Ellos realizaron varios experimentos empleando goldfish (Carassius auratus) en entornos de laboratorios, exponiéndolos a una variedad de factores estresantes en diferentes incrementos de tiempo y luego permitiéndoles recuperarse durante una, dos o tres semanas. Ellos tomaron muestras de sangre y escamas durante los períodos de estrés y recuperación.
El equipo encontró que los niveles de cortisol aumentaron media hora después de la exposición a un solo factor estresante y luego volvieron a la normalidad en unas pocas horas. Si bien el contenido de cortisol en la escama no cambió en respuesta a un solo incidente de estrés, el estrés repetido a diario creó una firma clara en las escamas.
En los peces que sufrieron estrés repetido durante varias semanas, sus niveles de cortisol en las escamas se acumularon con el tiempo, demorando al menos 14 días en manifestarse en las escamas, y luego permanecieron altos, eliminando lentamente de las escamas.
Incluso entre los goldfish a los que se les permitió recuperarse de su estrés durante más de tres semanas, los niveles de cortisol en sus escamas aún eran altos.
“Una de las cosas que destacamos en nuestro artículo es que las escamas no se comportan como el cabello y las plumas” dijo Laberge. “Con el cabello, el cortisol se deposita a medida que crece y proporciona una visión retrospectiva de los niveles de estrés. Las escamas son más dinámicas. Las hormonas pueden acumularse y luego disiparse en las escamas, pero de una manera mucho más lenta que en la sangre”.
El equipo también aprendió que las escamas reunidas alrededor de la línea media horizontal del pez mostraron los niveles más altos de cortisol, lo que sugiere que esta área es la mejor para muestrear escamas para medir esta importante hormona.
Aunque la investigación se realizó en goldfish en laboratorio, el equipo ahora ha comenzado una investigación similar en peces silvestres en entornos fluviales para determinar si las condiciones ambientales adversas en entornos naturales aumentan los niveles de cortisol en las escamas.
Los investigadores esperan que la acumulación y eliminación de cortisol difiera entre las especies de peces, así como la hormona se acumula de manera diferente en el pelo de diferentes especies de mamíferos.
“Hay más trabajo por hacer para comprender estas diferencias y también para hacer que este método de prueba sea más simple, más precios y menos invasivo utilizando la menor cantidad de escamas posibles” dijo Bernier.
“Esta es todavía una nueva área de investigación, pero hay mucho optimismo, tanto por parte de los investigadores en conservación ecológica como desde la perspectiva del bienestar animal, de que las escamas tiene el potencial de ser un simple indicador de estrés crónico”.
Contacto:
Prof. Frederic Laberge
flaberge@uoguelph.ca
Prof. Nicholas Bernier
nbernier@uoguelph.ca
Referencia (libre):
Frédéric Laberge, Irene Yin-Liao, Nicholas J Bernier, Temporal profiles of cortisol accumulation and clearance support scale cortisol content as an indicator of chronic stress in fish, Conservation Physiology, Volume 7, Issue 1, 2019, coz052, https://doi.org/10.1093/conphys/coz052
https://academic.oup.com/conphys/article/7/1/coz052/5585694
