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Tasa de recambio metabólico, actividad de enzimas digestivas y comunidades bacterianas en el camarón blanco Litopenaeus vannamei bajo crecimiento compensatorio

Tasa de recambio metabólico, actividad de enzimas digestivas y comunidades bacterianas en el camarón blanco Litopenaeus vannamei bajo crecimiento compensatorio

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Uno de los principales retos, para la expansión del cultivo del camarón, es asegurar el suministro de alimentos balanceados que, a su vez, pueden representar más del 50% de los costos de producción. De allí, la importancia de tener una mejor comprensión de los efectos fisiológicos producidos durante el crecimiento compensatorio en el camarón, con el fin de contribuir al desarrollo de mejores estrategias de alimentación en beneficio de la industria acuícola.

Uno de los principales retos, para la expansión del cultivo del camarón, es garantizar el suministro de alimentos equilibrados que, a su vez, pueden representar más del 50% de los costos de producción. Se han propuesto diferentes estrategias de gestión del alimento para reducir los costos de producción, como el uso de bandejas, las variaciones en la frecuencia de alimentación y la restricción temporal del alimento. La restricción temporal del alimento puede promover un aumento de la tasa de crecimiento cuando se restablecen las condiciones óptimas de alimentación (incluidos los crustáceos decápodos), respuesta biológica a la cual se le denomina crecimiento compensatorio.
“La respuesta compensatoria, tras la realimentación, está ligada a la duración y severidad de la restricción alimentaria previa y a la duración del periodo de realimentación.”
La promoción del crecimiento compensatorio para reducir los costos, durante la producción animal, es una estrategia bien documentada; sin embargo, aún queda información relevante por divulgar sobre los efectos fisiológicos que se producen en el camarón blanco Litopenaeus vannamei. En tal sentido, este artículo aborda nuevos conocimientos sobre las respuestas fisiológicas producidas durante el crecimiento compensatorio, mediante la evaluación de la tasa de recambio metabólico del nitrógeno en el músculo, la medición de la actividad de las enzimas digestivas y los cambios en las comunidades bacterianas del tracto digestivo de los juveniles de L. vannamei.

Materiales y métodos

Durante la investigación, se formularon dos dietas experimentales: (a) una dieta de preacondicionamiento y (b) una dieta de referencia. La dieta de preacondicionamiento se elaboró con harina de subproductos avícolas (55%), con el fin de promover una firma isotópica específica en los camarones antes del ensayo de restricción de alimentos. La dieta de referencia se basó en harina de pescado, como ingrediente principal (56%), con una firma isotópica diferente para el nitrógeno. De este modo, el cambio de dieta tuvo como objetivo promover cambios isotópicos claros y exponenciales que permitieran, finalmente, estimar la tasa de recambio metabólico del nitrógeno. Los camarones se recibieron en el Laboratorio de Nutrición Acuícola del CIBNOR, y su proceso de aclimatación fue de 30 días en un tanque de fibra de vidrio de 800 L bajo condiciones controladas.

Resultados

La supervivencia de los camarones, durante el experimento, fue superior al 90% en todos los tratamientos. A los 7 y 14 días del periodo experimental, los camarones sometidos a una restricción del alimento del 70%, durante 3 (T3) y 6 (T6) días, mostraron un crecimiento significativamente menor en comparación con el grupo control. En el día 35 de bioensayo, los camarones bajo el tratamiento T3 mostraron el mayor peso final (3.47 ± 0.13 g) en comparación con los tratamientos Control (3.38 ± 0.14 g) y T6 (3.23 ± 0.04 g); sin embargo, no se observaron diferencias estadísticas (Tabla 1).
Tasa de recambio metabólico, actividad de enzimas digestivas y comunidades bacterianas en el camarón blanco Litopenaeus vannamei bajo crecimiento compensatorio
Considerando el crecimiento de los camarones, entre los días 1 y 7, el índice de crecimiento específico (SGR, por sus siglas en inglés) fue significativamente mayor para los camarones en el tratamiento Control en comparación con los camarones con restricción de alimento. Sin embargo, durante el periodo de recuperación, sin restricciones de alimento (del día 7 al 28), el SGR fue significativamente mayor para los tratamientos T3 y T6 en comparación con el Control. En la Figura 1 se muestra la actividad de las enzimas digestivas medidas en el hepatopáncreas de los camarones. La actividad de la tripsina en el día 9, durante la respuesta compensatoria, se mostró significativamente mayor en los camarones pertenecientes a los tratamientos T3 y T6, en comparación con los valores observados en los camarones del tratamiento Control (F2,11 = 9.24, p = 0.007).
Tasa de recambio metabólico, actividad de enzimas digestivas y comunidades bacterianas en el camarón blanco Litopenaeus vannamei bajo crecimiento compensatorio
No obstante, después del día 14, no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos (p > 0.05). En cuanto a la biota bacteriana digestiva, todas las muestras repetidas mostraron una media de 95,367 secuencias asignadas a 455 OTU (niveles de taxones de filo a género cuando era posible) diferentes. Según el índice de diversidad alfa de Shannon y el estimador de abundancia Chao1, la comunidad bacteriana del tracto digestivo de los camarones fue estadísticamente similar (p > 0.05) entre tratamientos y entre días de muestreo (14 y 35) (Figura 2).
Tasa de recambio metabólico, actividad de enzimas digestivas y comunidades bacterianas en el camarón blanco Litopenaeus vannamei bajo crecimiento compensatorio

Discusión

El crecimiento compensatorio es un mecanismo que permite a los organismos mejorar el uso de nutrientes y el crecimiento, cuando el alimento es abundante a lo largo de las fluctuaciones naturales, incluidos los medios acuáticos (Fraser et al., 2007; Buckup et al., 2008). Los resultados evidenciaron que los camarones sometidos a 3 y 6 días de restricción del 70% de alimento mostraron un crecimiento compensatorio con una recuperación total del crecimiento, tras el restablecimiento de la alimentación ad libitum.
“Al igual que en las postlarvas de L. vannamei de 40 días (116 ± 4 mg, peso medio) que permanecieron en ayunas durante 3 días, el crecimiento compensatorio completo se alcanzó tras 9 días de realimentación (Lin et al., 2008).”
Además, la determinación del índice de crecimiento específico (SGR) proporciona una valiosa herramienta para identificar períodos específicos de altas tasas de crecimiento (Ricker, 1975). En esta investigación, los camarones mostraron un SGR significativamente mayor durante el periodo de recuperación del alimento, lo que revela una respuesta compensatoria, como se ha observado en otros estudios realizados con la misma especie (Yu et al., 2008; Liu et al., 2022). En el presente trabajo, los tratamientos con restricción de alimento promovieron entre un 5% y un 12% de ahorro de alimento en comparación con el camarón Control. Así mismo, cuando las fuentes naturales de alimento están disponibles en los sistemas de cultivo, como en los sistemas biofloc, el ahorro de alimento podría representar entre el 25% y el 50%. Al final del periodo experimental, los camarones bajo todos los tratamientos se acercaron al equilibrio con valores isotópicos del nitrógeno de δ15N = 14.31 ± 0.26‰, lo que refleja no solo el rápido crecimiento, sino también una alta asimilación y utilización de los nutrientes suministrados por la dieta de referencia.
“Aunque las restricciones de alimento causaron una reducción significativa de las tasas de recambio de nitrógeno, en el tejido muscular, se alcanzó un equilibrio isotópico que fue promovido principalmente por la regeneración del tejido.”
Estudios previos en crustáceos y peces indican que la inanición puede promover cambios en la estructura de la comunidad bacteriana con pérdida de diversidad (Xia et al., 2014; Foysal et al., 2020; Sakyi et al., 2020). En los resultados mostrados, en el día 14 durante el crecimiento compensatorio, la diversidad bacteriana fue similar entre los tratamientos y se encontraron pocas diferencias dentro de los niveles taxonómicos. Es posible que una restricción parcial del alimento, aplicada en períodos cortos (3 y 6 días), tenga un menor impacto en la estructura de la comunidad bacteriana en el intestino del camarón, o que el período (en el día 14) fuera lo suficientemente largo como para restablecer el cambio potencial de la diversidad bacteriana perdida durante la restricción del alimento.

Conclusiones

Los camarones sometidos a 3 y 6 días de restricción alimentaria alcanzaron un crecimiento compensatorio completo, lo que permitió ahorrar hasta un 12% de alimento tras 35 días de experimento. Durante el periodo de recuperación de la alimentación, la tasa de recambio metabólico del nitrógeno fue menor en los camarones sometidos a crecimiento compensatorio que en el grupo de control, lo que refleja un mayor uso del nitrógeno alimentario destinado al crecimiento. La comunidad bacteriana en el intestino de los camarones también se modificó durante el crecimiento compensatorio, con abundancias bacterianas que apuntan a beneficios potenciales en el metabolismo y la asimilación de nutrientes. Cuando se alcanzó el crecimiento compensatorio completo al final del periodo experimental, los parámetros evaluados mostraron resultados similares a los determinados en el tratamiento Control, sugiriendo una normalización del metabolismo y del estado fisiológico.

La versión informativa del artículo original está patrocinada por: GRUPO GAM

GAM

Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “METABOLIC TURNOVER RATE, DIGESTIVE ENZYME ACTIVITIES, AND BACTERIAL COMMUNITIES IN THE WHITE SHRIMP LITOPENAEUS VANNAMEI UNDER COMPENSATORY GROWTH)” escrito por QUINTINO-RIVERA, J. – Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR), ELIZONDO-GONZÁLEZ, R. – Conacyt–CIBNOR, GAMBOA-DELGADO, J. – Universidad Autónoma de Nuevo León, GUZMÁN-VILLANUEVA, L., y PEÑA-RODRIGUEZ, A. – Conacyt– CIBNOR. La versión original, incluyendo tablas y figuras, fue publicada en FEBRERO de 2023 en PEELJ. Se puede acceder a la versión completa a través de DOI 10.7717/peerj.14747

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