Estudios anteriores han demostrado que la exposición al amoníaco tiene efectos tóxicos en el camarón blanco Litopenaeus vannamei, incluidos daño tisular, estrés oxidativo y trastornos metabólicos. Sin embargo, la capacidad de L. vannamei para recuperarse del daño causado por el amoníaco no ha sido clara.
Un estudio publicado por científicos de la Guangdong Ocean University en la revista Aquatic Toxicology, explora los efectos de la exposición al amoníaco y la recuperación en la histopatología, los indicadores fisiológicos y las respuestas transcriptómicas para comprender mejor el mecanismo de adaptación de L. vannamei al amoníaco.
La amenaza silenciosa del amoníaco en la acuicultura
El amoníaco, un subproducto común del metabolismo de los animales acuáticos y de la descomposición de la materia orgánica, plantea una amenaza significativa para la salud y la productividad de los sistemas de acuicultura.
En la acuacultura intensiva, donde las altas densidades de población y la alimentación excesiva pueden generar niveles elevados de amoníaco, este contaminante puede tener efectos perjudiciales en la fisiología y el comportamiento de los organismos acuáticos.
La exposición al amoníaco puede causar lesiones en el hígado acuático, las branquias y otros tejidos, y la exposición prolongada puede provocar estrés oxidativo, apoptosis y disminución de la inmunidad. Las formas principales de amoníaco que se encuentran en el agua son NH3 y NH4+, siendo el NH3 más tóxico debido a su alta lipofilia. La temperatura, la salinidad y el pH afectan significativamente la concentración de NH3, por lo que es esencial monitorear estos factores en los sistemas de acuicultura.
Efectos histopatológicos y fisiológicos de la exposición al amoníaco
Según estudios anteriores, la exposición a altas concentraciones de amoníaco puede alterar varios procesos fisiológicos de los camarones, entre ellos:
- Estrés oxidativo: El amoníaco puede inducir la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que provoca daño celular y deterioro de la función inmunológica.
- Disfunción metabólica: El amoníaco puede interferir con el metabolismo energético, el crecimiento y la reproducción.
- Daño tisular: La exposición prolongada al amoníaco puede causar lesiones en órganos vitales como el hígado y las branquias.
- Inmunidad deteriorada: El amoníaco puede suprimir el sistema inmunológico, lo que hace que los camarones sean más vulnerables a las enfermedades.
Los resultados del estudio mostraron que la exposición a corto plazo al amoníaco causó daño histopatológico al hepatopáncreas y las branquias, que se alivió después de la recuperación. La exposición al amoníaco también inhibió las actividades de la superóxido dismutasa (SOD) y la catalasa (CAT), disminuyó la capacidad antioxidante total (T-AOC) y aumentó los niveles de malondialdehído (MDA) en el camarón. Sin embargo, la restauración del sistema antioxidante después de la exposición mitigó el daño oxidativo y redujo los niveles de MDA.
Reversibilidad de la inhibición de las actividades enzimáticas inducida por amoníaco
Encontramos que la inhibición de las actividades de la fosfatasa ácida (ACP) y la fosfatasa alcalina (AKP) causada por la exposición al amoníaco era reversible. Esto sugiere que la capacidad del camarón para recuperarse de la exposición al amoníaco está vinculada a la restauración de las actividades enzimáticas.
Excreción y metabolismo del amoníaco: una clave para la recuperación
Nuestro estudio demostró que la excreción y el metabolismo del amoníaco desempeñan un papel crucial en la atenuación de la toxicidad del amoníaco y la promoción de la recuperación en L. vannamei. Esto resalta la importancia de comprender los mecanismos del metabolismo del amoníaco en el camarón y el potencial para utilizar compuestos exógenos para mejorar la aclimatación al amoníaco.
El análisis del transcriptoma revela información sobre el daño oxidativo y la recuperación inducidos por el amoníaco
El análisis del transcriptoma identificó 1690, 1568 y 1463 genes expresados diferencialmente (GED) en el hepatopáncreas a las 48 h de estrés, 24 h y 48 h de recuperación, respectivamente. El análisis de enriquecimiento con KEGG reveló que la exposición al amoníaco indujo daño oxidativo, lo que resultó en apoptosis. Además, la activación de vías relacionadas con los antioxidantes, como el metabolismo del glutatión y los peroxisomas, ayudó a reducir el daño oxidativo durante el período de recuperación posterior a la exposición.
Potencial papel de los compuestos exógenos en la mejora de la aclimatación al amoníaco
El estudio sugiere que la adición de espermina y espermidina exógenas puede contribuir a la recuperación posterior a la exposición y mejorar la aclimatación al amoníaco en el camarón vannamei. Esto destaca el potencial de utilizar compuestos exógenos para mejorar la tolerancia del camarón a la exposición al amoníaco.
Implicaciones para la industria camaronera
El estudio proporciona información valiosa sobre la resiliencia de L. vannamei al estrés por amoníaco. Comprender los mecanismos subyacentes de recuperación puede ayudar a desarrollar estrategias para mejorar la salud y la productividad del camarón en la acuacultura.
Al dilucidar estos mecanismos, los científicos pueden desarrollar estrategias para mejorar la resiliencia del camarón al estrés por amoníaco y mejorar la sostenibilidad de las prácticas de acuicultura. Por ejemplo, se podrían utilizar programas de cría selectiva para identificar y propagar individuos con una tolerancia superior al amoníaco. Además, las prácticas de gestión de la calidad del agua, como el recambio regular de agua y la biofiltración, pueden ayudar a minimizar la acumulación de amoníaco en los estanques de acuicultura.
Conclusión
En conclusión, nuestro estudio demostró la reversibilidad de los efectos tóxicos de la exposición al amoníaco en el camarón blanco L. vannamei y brindó información sobre los mecanismos de adaptación de los camarones a la exposición al amoníaco. Los hallazgos de este estudio tienen implicaciones para el desarrollo de estrategias para mejorar la tolerancia de los camarones a la exposición al amoníaco y mejorar su capacidad para recuperarse del daño causado por el amoníaco.
Contacto
Jianyong Liu
College of Fisheries, Guangdong Ocean University
Zhanjiang, 524088, China
Email: liujy70@126.com
Referencia
Lin, L., Zhuo, H., Zhang, Y., Li, J., Zhou, X., Wu, G., Guo, C., & Liu, J. (2024). Effects of ammonia exposure and post-exposure recovery in pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei: Histological, physiological and molecular responses. Aquatic Toxicology, 277, 107133. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2024.107133
