Los sistemas de acuicultura de recirculación (RAS) han surgido como una solución prometedora para abordar los desafíos asociados con la cría tradicional en redes abiertas, como la imprevisibilidad ambiental, los brotes de enfermedades y los ejemplares fugitivos. Sin embargo, una de las principales preocupaciones en los RAS es la producción de sulfuro de hidrógeno (H2S), un gas altamente tóxico que puede provocar eventos de mortalidad masiva en las poblaciones de salmón.
Un estudio publicado en la revista Ecotoxicology and Environmental Safety, por científicos de NOFIMA (Noruega), de la Technical University of Denmark y de la Universidad de Murcia (España) tiene como objetivo investigar las consecuencias de la exposición prolongada a niveles subletales de H2S en las defensas mucosas del salmón del Atlántico. Al examinar los cambios moleculares e histológicos en las branquias, la piel y la roseta olfativa, los investigadores pueden obtener una comprensión más profunda de cómo responde el salmón a este gas tóxico e identificar posibles estrategias de prevención y mitigación.
La amenaza del sulfuro de hidrógeno
El sulfuro de hidrógeno (H2S), un gas tóxico que se produce naturalmente en los ambientes acuáticos, puede afectar significativamente la salud y el bienestar de los organismos acuáticos.
El H2S se produce como un subproducto de la actividad bacteriana en condiciones anaeróbicas, en particular por las bacterias reductoras de azufre (SRB). Estas bacterias utilizan el sulfato como un aceptor terminal de electrones, descomponiendo la materia orgánica y liberando H2S. El gas representa una grave amenaza para la salud del salmón debido a su capacidad para inhibir la citocromo c oxidasa, una enzima crucial involucrada en la respiración celular. Esta inhibición altera la cadena de transporte de electrones, lo que provoca disfunción celular y, en última instancia, la muerte.
Si bien investigaciones anteriores han explorado los efectos de los altos niveles de H2S, sigue habiendo una importante brecha de conocimiento con respecto al impacto de la exposición prolongada a concentraciones subletales en las defensas de las mucosas de los peces.
Defensas de las mucosas y H2S
Los órganos mucosos, incluidas las branquias, la piel, el intestino y la nariz, sirven como primera línea de defensa contra las amenazas ambientales en los peces. Estos órganos están equipados con una serie de mecanismos de defensa, incluido el tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT) y la producción de moco, para proteger contra sustancias nocivas.
Estudios anteriores han demostrado la sensibilidad de los órganos mucosos del salmón al H2S. La exposición al gas puede provocar irritación, cambios estructurales y deterioro de la función inmunológica. El moco, un componente crucial de la defensa de las mucosas, puede verse afectado negativamente por el H2S, lo que compromete la capacidad del pez para protegerse de sustancias nocivas.
El estudio
Los investigadores expusieron al salmón del Atlántico a dos concentraciones subletales de H2S (0,05 µM y 0,12 µM) durante 12 días, y sus respuestas se compararon con las de un grupo de control. El estudio se centró en la piel, las branquias y la roseta olfativa, analizando los cambios moleculares, histológicos, metabolómicos y proteómicos.
Resultados
- Sensibilidad tisular: Se encontró que las branquias y la roseta olfativa eran más sensibles al H2S que la piel.
- Expresión genética: La exposición al H2S desencadenó respuestas de estrés e inflamación, particularmente en las branquias.
- Desintoxicación: Todos los órganos mucosos exhibieron las herramientas moleculares necesarias para la desintoxicación de sulfuro, pero sus patrones de expresión no se alteraron sustancialmente por niveles subletales de H2S.
- Integridad de la barrera: La integridad de la barrera mucosa permaneció relativamente inafectada por la exposición al H2S.
- Metabolómica: Si bien los metabolomas generales de la piel y el moco branquial no se vieron afectados significativamente, las vías metabólicas específicas, como la biosíntesis y el metabolismo de aminoácidos, se alteraron en el grupo de alta concentración.
- Proteómica: Tanto la piel como el moco branquial exhibieron perfiles proteómicos distintos, y las proteínas relacionadas con la inmunidad y el metabolismo se vieron afectadas.
«Nuestros hallazgos sugieren que el salmón puede adaptarse en gran medida a los bajos niveles de H2S que probamos, sin efectos negativos graves para la salud», dice el líder del proyecto Carlo C. Lazado de Nofima, y agrega: «Esta es una buena noticia para la industria de la acuicultura, pero también subraya la importancia de un seguimiento y control cuidadosos de los niveles de H2S en las instalaciones RAS».
Aplicaciones en la industria salmonera
Los resultados pueden contribuir a una mejor cría del salmón del Atlántico de varias maneras. Uno de los puntos más importantes que los investigadores destacan en el informe es la mejora de la evaluación de riesgos y el establecimiento de valores límite para el H2S en las instalaciones RAS. En este sentido, existe la posibilidad de desarrollar nuevos estándares para fortalecer la resistencia del salmón a la exposición al H2S.
El estudio representa un paso importante hacia una cría de salmón en tierra más sostenible y eficiente, con un enfoque en el bienestar de los peces y la calidad de la producción. Los hallazgos son particularmente relevantes para las piscifactorías terrestres, donde los niveles de H2S pueden ser más altos que en las instalaciones en mar abierto. Mediante el monitoreo y control de los niveles de H2S, así como la implementación de medidas para fortalecer las defensas naturales de los peces, los piscicultores pueden garantizar peces más saludables y productivos.
El estudio fue financiado por el Research Council of Norway.
Contacto
Carlo C. Lazado
Nofima, The Norwegian Institute of Food, Fisheries and Aquaculture Research
Ås 1433, Norway
Email: carlolazado@nofima.no
Referencia (acceso abierto)
Ara-Díaz, J. B., Bergstedt, J. H., Albaladejo-Riad, N., Malik, M. S., Andersen, Ø., & Lazado, C. C. (2024). Mucosal organs exhibit distinct response signatures to hydrogen sulphide in Atlantic salmon (Salmo salar). Ecotoxicology and Environmental Safety, 281, 116617. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.116617
Nota – El artículo ha sido elaborado con información de la nota de prensa «New findings on salmon’s response to H2S in land-based fish farms» y del artículo científico.
