El impacto de los estresores ambientales en el camarón blanco: un análisis comparativo

En la acuacultura moderna, la intensificación de los sistemas de cultivo ha llevado a un aumento en la demanda de productividad, lo que a menudo resulta en sistemas altamente contaminados. Entre los desafíos más críticos para el éxito de las granjas de camarón blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei) se encuentra la acumulación de compuestos nitrogenados y azufrados, específicamente el amoníaco, el nitrito y el sulfuro.

Estos componentes no solo son subproductos del metabolismo del camarón y la descomposición de materia orgánica, sino que actúan como estresores severos que pueden comprometer la viabilidad económica de un proyecto acuícola. Una nueva investigación integrada, que fue realizada por investigadores de la Ocean University of China, la Sanya Oceanographic Institution y el Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory (Guangzhou), evaluó cómo estos tres factores afectan simultáneamente la histopatología, el sistema inmune y el perfil genético (transcriptoma) de la especie, revelando cuál de ellos representa la mayor amenaza. Los hallazgos fueron publicados en la revista Developmental and Comparative Immunology.

Conclusiones clave del estudio

• Jerarquía del daño: El nitrito demostró tener el impacto más grave en el camarón, seguido por el amoníaco, mientras que el sulfuro tuvo el menor impacto relativo bajo las concentraciones evaluadas.
• Órganos más vulnerables: El hepatopáncreas y el intestino medio son los tejidos más afectados por el estrés agudo, mientras que el tejido muscular muestra la mayor resistencia.
• Respuesta inmunológica: Todos los estresores activan el sistema antioxidante, aumentando la actividad de la enzima Superóxido Dismutasa (SOD), pero agotan la capacidad antioxidante total (T-AOC).
• Impacto genético: Se identificaron 1400 genes expresados diferencialmente (DEGs) bajo estos estreses, afectando procesos vitales como el metabolismo de lípidos, la división celular y la respuesta inflamatoria.
• Crecimiento comprometido: El estrés ambiental inhibe la expresión de genes clave para el desarrollo y la muda, lo que explica las anomalías de crecimiento observadas en estanques con mala calidad de agua.

El peligro invisible: amoníaco, nitrito y sulfuro

El amoníaco nitrógeno es una métrica crucial en la gestión del agua. Existe principalmente en dos formas: iónica (NH₄⁺) y no iónica (NH³), siendo esta última la más tóxica debido a su capacidad para penetrar las membranas celulares. Su exposición prolongada aumenta la frecuencia de muda y causa daños estructurales significativos en las branquias.

Por otro lado, el nitrito se acumula debido a la descomposición de restos de alimento y excretas, especialmente cuando la falta de oxígeno o la ausencia de bacterias nitrificantes impiden su conversión a nitrato. Finalmente, el sulfuro, producido en condiciones anaeróbicas en la interfase agua-sedimento, altera la síntesis de materia orgánica y el metabolismo basal del animal.

Impacto en los tejidos: ¿Qué sucede dentro del camarón?

El análisis histopatológico tras 48 horas de exposición reveló daños profundos en cuatro tejidos fundamentales:

1. El hepatopáncreas: el centro metabólico

En condiciones normales, las células del hepatopáncreas están bien organizadas y sus túbulos muestran una luz clara en forma de asterisco. Sin embargo:

• Bajo amoníaco, las células sufrieron lisis (ruptura) masiva y vacuolización.
• Bajo nitrito, se observó necrosis severa y una presencia inusual de células sanguíneas en los espacios intersticiales.
• Bajo sulfuro, las células se encogieron severamente y las vacuolas se fusionaron en estructuras más grandes, alterando la función digestiva.

2. El intestino medio: la barrera defensiva

El estudio confirmó que el intestino es altamente susceptible. Bajo el estrés de los tres factores, las células epiteliales se desprendieron de la membrana basal y mostraron núcleos fragmentados o aglutinados, lo que compromete la absorción de nutrientes y la defensa contra patógenos.

3. Las branquias: el sistema respiratorio

Las branquias son el órgano de contacto directo con el ambiente. El nitrito y el sulfuro causaron la mayor desorganización de los filamentos branquiales, los cuales se encogieron y distorsionaron, afectando la capacidad del camarón para regular su equilibrio corporal y respirar adecuadamente.

4. El músculo: el producto final

Aunque fue el tejido menos afectado, se observó una ligera fragmentación de las fibras musculares y la desaparición de las estrías transversales bajo estrés por nitrito. Esto sugiere que, aunque el camarón sobreviva, la calidad de la carne puede verse comprometida por procesos de oxidación lipídica y descomposición de proteínas.

Respuestas del sistema inmunológico y enzimático

El camarón intenta defenderse del estrés mediante su sistema de enzimas antioxidantes. La actividad de la Superóxido Dismutasa (SOD) aumentó significativamente en los grupos de amoníaco y nitrito, actuando como la primera línea de defensa para eliminar especies reactivas de oxígeno (ROS).

No obstante, esta defensa tiene un costo. La Capacidad Antioxidante Total (T-AOC) disminuyó en todos los grupos, lo que indica que el estrés ambiental termina superando las defensas naturales del organismo, dejando al camarón vulnerable a infecciones secundarias por patógenos como Vibrio.

Un dato relevante es que el nitrito y el amoníaco elevaron la actividad de la Fosfatasa Alcalina (AKP), una enzima clave en la protección inmune acuática, mientras que el sulfuro tendió a inhibirla, lo que sugiere diferentes mecanismos de toxicidad y adaptación.

Revelaciones de la transcriptómica: genes bajo presión

Mediante secuenciación de ARN, los investigadores identificaron cómo estos estresores «apagan» o «encienden» ciertos genes.

• Apoptosis: El gen CASP9, relacionado con la muerte celular programada, se activó bajo nitrito y sulfuro, confirmando el daño tisular observado en las secciones microscópicas.
• Metabolismo debilitado: El amoníaco redujo la expresión de genes como MTARC1, lo que debilita la capacidad del hepatopáncreas para procesar metabolitos y reducir el nitrito a tiempo.
• Crecimiento inhibido: Los genes EcR (receptor de ecdisteroides) y Hr4, esenciales para la muda y la maduración, se vieron reducidos bajo la presión del nitrito y el amoníaco. Esto explica por qué en condiciones de mala calidad de agua, los camarones no solo mueren, sino que aquellos que sobreviven presentan un crecimiento notablemente lento.

Conclusión general del estudio

Esta investigación integral demuestra que la gestión de la calidad del agua es el pilar de la salud en la camaronicultura. El nitrito se posiciona como el estresor más peligroso debido a su profunda interferencia con el metabolismo proteico y la integridad celular. Los resultados sugieren que el monitoreo frecuente y la implementación de estrategias para mejorar la resiliencia del camarón —como el uso de potenciadores inmunológicos— son esenciales para mitigar estos efectos.

Este trabajo fue financiado por el Science and Technology Talent Innovation Project of Hainan Province (KJRC2023A02), el Project of Sanya Yazhou Bay Science and Technology City (SKJC-2023-01-004, SKJC-KJ-2019KY01), y el China Agriculture Research System of MOF and MARA (CARS-49).

Contacto
Mengqiang Wang
MOE Key Laboratory of Marine Genetics and Breeding, Ocean University of China
Qingdao, 266003, China.
Email: wangmengqiang@ouc.edu.cn

Referencia
Han, L., Yang, J., Yan, P., & Wang, M. (2025). An integrated investigation of major environmental stressors on the Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei. Developmental & Comparative Immunology, 166, 105361. https://doi.org/10.1016/j.dci.2025.105361

Milthon Lujan

Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.