La nutrición, una alternativa para mitigar el impacto del estrés por temperatura y oxígeno en el desempeño de los peces de cultivo

Autor: Agustín Adasme, Ingeniero Agrónomo de la Universidad Católica de Chile con especialidad en Nutrición Animal; actual Product Manager de Dietas de Engorda, Área Técnica, Skretting Chile.

El avance en conocimiento en la producción de peces y el desarrollo de nuevas técnicas de investigación, han permitido en los últimos años evaluar, comprender y cuantificar de mejor manera el real impacto que tienen las variables ambientales –como temperatura y oxígeno- sobre el desempeño de los peces de cultivo. Con ello ha sido posible identificar cambios que ocurren en la fisiología de los peces, en sus diferentes etapas de desarrollo, producto de variaciones naturales de estos parámetros en las aguas donde se desarrolla su crianza. Los peces responden a una serie de variables ambientales, principalmente la luz, fotoperiodo, temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y corrientes. Algunas de éstas suelen ser muy variables tanto espacial como temporalmente. Un centro de cultivo puede presentar condiciones bastante particulares de perfiles de temperatura y oxígeno. Por ello es muy relevante conocer la caracterización de las principales variables ambientales de las áreas de cultivo, para posteriormente determinar el alcance de su efecto en la producción de peces y así lograr un mejor uso de las concesiones. Tras amplias pruebas y ensayos en torno a estas variables ambientales, Skretting Aquaculture Research Centre (ARC) junto a los equipos técnicos de las unidades de negocios de Skretting en diferentes áreas geográficas del mundo está contribuyendo a la generación de soluciones nutricionales que permitan paliar el negativo efecto causado por alteraciones de las variables ambientales en los peces.

Altas temperaturas Globalmente la temperatura del planeta está aumentando y el mundo científico coincide que subirá unos 4 grados hacia el año 2100, y que cada vez con mayor frecuencia, se producirán eventos caracterizados por temperaturas extremas. En general, cada centro de cultivo, cada fiordo y estuario en Chile tiene su propio perfil y variabilidad en cuanto a temperaturas, salinidad y oxígeno, pudiendo afectar el comportamiento de los peces. A modo de ejemplo, los centros en la Región de Los Lagos pueden experimentar variaciones estacionales de temperatura promedio entre los 9 y 16 °C (Ver Gráfico N° 1).

Si bien, claramente, el crecimiento de los peces está asociado con la temperatura en una determinada zona de confort térmico, existe un punto en que el incremento de la temperatura no genera una respuesta positiva, área a la que se denomina de estrés térmico. ARC midió el efecto del aumento de temperatura o estrés término sobre el desempeño (crecimiento o SGR y Factor de Conversión) del salmón del Atlántico. El ensayo analizó el comportamiento a 8, 12 y 18 °C. Los resultados indicaron que se redujo el crecimiento en valores en torno al 40 y 50% y que aumentó el Factor de Conversión alrededor de un 20% cuando la temperatura ascendía al valor más alto (Ver gráfico N° 2). Las causas y/o mecanismos por los cuales las altas temperaturas tienen un efecto negativo en el desempeño de los peces no se han logrado establecer claramente. Sin embargo, existen algunos antecedentes que han hecho posible lograr identificar algunos efectos del estrés térmico en los peces, entre los cuales se destacan la disminución de su capacidad antioxidante, la alteración de la microbiota del tracto Gastrointestinal (TGI) y cambios en la pared intestinal. Las pruebas relacionadas con las altas temperaturas y la capacidad antioxidante, mostraron una disminución en los niveles de los antioxidantes α-tocopherol como también de γ-tocopherol en el hígado de los peces después de 56 días de alimentación con cambios de temperatura que variaron entre 14 y 19 °C. Por su parte, el análisis de la microbiota consideró preliminarmente la toma de muestras de TGI a peces de cultivo, las cuales mostraron alteraciones en la microbiota intestinal de acuerdo a los meses del año. Posteriormente, se logró precisar que estas alteraciones también se presentaban en pruebas realizadas en condiciones controladas a diferentes temperaturas, 13, 15, 17 y 19 °C. A nivel histológico, se ha observado un claro efecto inflamatorio en el intestino cuando el pez es sometido a temperaturas de 18 °C en comparación con su control a 12 °C (Ver Figura N °3) exhibiendo un aumento progresivo de células granulares (indicador de procesos inflamatorios) en la medida que se incrementaba la temperatura. También han sido descritos posibles efectos inflamatorios asociados con altas temperaturas, en otros órganos, como el músculo dorsal de los peces y la posterior presencia de melanosis. Esta última se refiere a la presencia de melanina -pigmento oscuro a nivel intracelular- en lugares diferentes de la piel.

Bajas de oxígeno El oxígeno es uno de los principales factores limitantes en el metabolismo de los peces y, por lo tanto, necesario para todos los procesos de consumo energético, tales como el metabolismo basal y crecimiento. Al igual como la temperatura y salinidad, los niveles de oxígeno varían considerablemente en los centros y jaulas de cultivos. En los últimos años, se ha logrado determinar y evaluar el efecto del oxígeno en el desempeño de los peces y cómo las fluctuaciones en los niveles de oxígeno afectan su crecimiento y fisiología. Investigadores de la Universidad de Bergen, del Institute of Marine Research, ambos de Noruega y Akvaplan-Niva Iceland office, de Islandia (Remen, Oppedal, Rorgersden, Imsland y Olsen) investigaron los efectos de la hipoxia ambiental cíclica sobre la fisiología y el consumo de alimento en un post-smolt. Por su parte, otro grupo de científicos de la Universidad de Gotenburgo, Suecia; Pharmaq y el Instituto of Marine Research, ambos de Noruega (Niklasson, Sundh, Fridell, Taranger y Sundell), publicaron la investigación denominada “Perturbación a nivel intestinal de la mucosa del sistema inmune del Salmón del Atlántico en respuesta a condiciones de hipoxia de largo plazo. En resumen, las investigaciones coinciden en que el nivel de oxígeno tiene un efecto en el desempeño de los peces, y específicamente, en que bajos niveles de oxígeno disuelto (OD) generan un proceso de inflamación en el intestino. Es importante destacar también, que el efecto de un bajo nivel de OD se ve potenciado cuando se presenta combinado con altas temperaturas. A nivel fisiológico, las altas temperaturas (junto con disminuir el oxígeno disuelto en el agua), reducen la capacidad de transporte de oxígeno al interior de los peces. El transporte de oxígeno en los tejidos puede ser afectado por cambios en la tensión/presión oxígeno arterial y por modificaciones en la afinidad del oxígeno con la hemoglobina. Vibeke Vikeså, de Skretting ARC, investigó los efectos de los niveles bajos y variables de oxígeno en salmón del Atlántico entre los 1,3 kg a 3,6 kg. Los resultados de sus análisis mostraron una reducción en la tasa de crecimiento de 12%, una reducción del consumo de alimento de 10% y un aumento del FCR en un 5%. Además se observó una disminución tanto en la retención de la proteína como la de los lípidos. El equilibrio fisiológico también se vio afectado. La investigadora continúa ahora sus estudios, con un proyecto de doctorado en colaboración con NIFES de Noruega, donde se analizará cómo los nutrientes son utilizados por el salmón del Atlántico bajo los efectos combinados de condiciones de bajo oxígeno y alta temperatura. Para el investigador Guido Riesen de ARC, los ambientes bajos de oxígeno disuelto se presentan en una amplia gama de sistemas de acuicultura y el cambio puede ser muy repentino. Se estima que la actual fase de cambio climático aumentará la frecuencia de las condiciones de bajo oxígeno, especialmente en las zonas costeras semi cerradas, a menudo utilizadas para la acuicultura. Se sabe que los peces en entornos bajos de oxígeno pierden el apetito, lo que conduce a un menor crecimiento, impactando la rentabilidad. Si bien, dichos efectos están bien descritos en la literatura de investigación, existe escasa información sobre lo que se debe hacer al respecto. Por ello, el trabajo de ARC se ha concentrado en analizar estas variables ambientales en todo el ciclo de engorda de los peces, realizando inversiones en control ambiental en sus unidades de pruebas con agua de mar e investigando las formas de contrarrestar los efectos de los cambios ambientales bruscos, con el objetivo de desarrollar soluciones nutricionales aplicables a diversas especies de peces. Ya se han identificado opciones para minimizar estos impactos a través de regímenes de alimentación y formulaciones de dietas.

Soluciones nutricionales Los alimentos para peces pueden ser una herramienta útil en la respuesta y adaptación de los peces a los diferentes cambios que se producen en el ambiente durante el ciclo de engorda en el mar. Los peces, de acuerdo a su especie y peso, tienen un rango óptimo de temperatura, por lo que perderán el apetito y disminuirán su crecimiento cuando esas condiciones superen ampliamente dicho rango. La investigación en soluciones nutricionales se inició en el 2010, a través de un proyecto conjunto financiado por el Consejo de Investigación de Noruega. El proyecto fue realizado para prevenir los posibles problemas derivados del cambio climático que traen las aguas más cálidas de la costa, especialmente en el sur de Noruega, pero también se ha desarrollado teniendo en cuenta los desafíos anuales que enfrentan los salmonicultores de diferentes zonas geográficas, tan diversas como Tasmania, Australia, y Puerto Montt, Chile. Skretting se unió en este proyecto al Instituto Noruego de Investigación en Nutrición y Productos del Mar (Nifes) y al Instituto de Investigaciones Marinas de Noruega (Nofima). Uno de los enfoques del estudio fue la investigación de los efectos de la alta temperatura sobre la integridad intestinal. Previamente, el proyecto financiado por la UE denominado AquaMax había demostrado que la pared intestinal es más permeable a temperaturas más altas, por lo que los peces se tornan más vulnerables a la invasión de patógenos. El proyecto noruego mostró que las temperaturas más altas aceleran el metabolismo de los antioxidantes y que la interrupción de la pared del intestino conduce a la pérdida de apetito. Esto llevó al equipo de ARC a estudiar la forma de contrarrestar estos efectos a través de una modificación de las dietas. Ingunn Stubhaug dirigió el proyecto de investigación en ARC. Si bien podrían haber contrarrestado la pérdida de antioxidantes mediante la adición de un antioxidante específico adecuado, el proyecto se enfocó hacia la identificación de microingredientes que estabilizaran el intestino. ARC realizó pruebas de alta temperatura con diferentes mezclas de microingredientes en la Unidad de Investigación en Lerang, Noruega. Y en enero del 2011, una combinación de microingredientes realmente se destacó entre los resultados. Los peces estaban más saludables, aumentaron el consumo de alimento, registraron un crecimiento mayor y un índice de conversión inferior. Luego, utilizando nuevos equipos de histología digitalizada (ver Figura N°3), Charles McGurk, Jefe del equipo de Salud de Peces de ARC, reveló que esta mezcla reducía las perturbaciones de la pared del intestino, lo que explicaba los efectos positivos observados en el ensayo. La combinación de microingredientes específicos se ha probado en Australia en salmón del Atlántico con temperaturas del agua de 19 a 20 °C en gran parte de las áreas de cultivo, registrando una mejora del 8% en el crecimiento, así como una reducción de FCR y un aumento de la ingesta de alimento. También en Italia –donde las aguas pueden superar los 26 °C- con especies como lubina y trucha arcoíris. Los ensayos realizados con esta última especie mostraron una tasa de crecimiento específico 18% mayor y un índice de conversión económica 14% menor que con la dieta convencional. Un beneficio adicional se observó con los brotes de RTGE (gastroenteritis de la trucha arcoíris), aumentando significativamente el intervalo entre los brotes de esta enfermedad desde 25 días a 40 días; y con una reducción de la mortalidad. En la actualidad, existen nuevas investigaciones en marcha en torno a las variables ambientales y su interrelación con los peces de cultivo, las que permitirán aumentar el nivel de conocimiento existente. Sin embargo, los avances logrados hasta el momento ya permiten revelar un impacto no menor en la fisiología de los peces con significativos efectos sobre su rendimiento y con ello, sobre la eficiencia de los centros de cultivo. En este contexto, las soluciones nutricionales se convierten en una herramienta más en la gestión productiva de los acuicultores.