TESIS
EVALUACIÓN DEL CRECIMIENTO Y DEL CONTENIDO DE HEMOCITOS CIRCULANTES TOTALES EN JUVENILES DE CAMARÓN BLANCO, LITOPENAEUS VANNAMEI, EXPUESTOS A DIETAS EXPERIMENTALES CON DIFERENTES NIVELES DE PROTEÍNA Y PROBIÓTICOS.
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRO EN CIENCIAS MARINAS Y COSTERAS ORIENTACIÓN EN ACUACULTURA
PRESENTA:
YENNI MORALES CRISTOBAL
DIRECTORES:
DR. ANGEL I. CAMPA CORDOVA DR. MARCO CADENA ROA
LA PAZ, B.C.S. NOVIEMBRE DE 2012 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA SUR
AREA INTERDICIPLINARIA DE CIENCIAS DEL MAR DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA MARINA
DEDICATORIA
A mis padres (Margarita y Erasto) por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, porque creyeron en mi y por su incondicional apoyo, porque en gran parte gracias a ustedes, hoy puedo ver alcanzada mi meta, ya que siempre estuvieron impulsándome en los momentos más difíciles. Va por ustedes, por lo que valen, porque admiro su fortaleza y por lo que han hecho de mí.
A ustedes mis princesitas hermosas (Dasha aileen y Karolay) que son mi razón de ser ¡las amo!
A mis hermanos y toda mi familia que de una u otra forma me han apoyado y animado a concluir este presente.
Mil palabras no bastarían para agradecerles su apoyo, su comprensión
y sus consejos en los momentos difíciles.
AGRADECIMIENTOS
Al Dr. Ángel I. Campa Córdova, por su gran apoyo y paciencia, que hicieron posible la realización de este trabajo, también por sus enseñanzas y consejos que aportaron a mi formación profesional y personal.
Al Dr. M. Martin terrazas Fierro, por la orientación, aporte de idea al trabajo, sin duda fue un gran apoyo.
Al CONACYT por otorgarme la beca de maestría.
A la M. C. Irasema Luis por su apoyo y su dedicación en la capacitación y compartir parte del conocimiento como profesionista, en el desarrollo de los experimentos y la parte microbiológica que se realizo, muchas gracias y por la amistad que me brindo, sinceramente mi respeto para usted.
A la Chula por el asesoramiento en el laboratorio de patogénesis.
A Sandra de la Paz Reyes del laboratorio de nutrición experimental, quien tuvo la disposición de auxiliarme y apoyarme durante el desarrollo de los bioensayos.
A Wilberth Serrano por el apoyo en los bioensayos experimentales como olvidar esas caminatas de los fines de semana.
A norma angélica y Víctor Manuel del laboratorio de diagnostico microbiológico por las enseñanzas de las técnicas de tinción e identificación bacteriana.
Al Dr. Jaime Holguín, por brindarme un espacio en el laboratorio de fitopatología.
A Ernesto Goytortua por enseñarme a usar equipo de la planta de alimento y asesoramiento en nutrición.
A todos los compañeros del laboratorio de patologia.
A todos mis compañeros y amigos de CIMACO (Claudia, karlita, Ruth, edwin), por el cariño y apoyo moral que siempre he recibido de ustedes, en especial a ti Ruth que fuiste mi asesora en la escritura y por aclarar mis dudas de este trabajo.
Y por aquellas personas que me ofrecieron su ayuda, y por si se me olvido alguien mil gracias a todos.
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN 2. ANTECEDENTES
2.1. Generalidades de la biología de camarones peneidos 2.1.1. Ciclo de vida de los camarones
2.2. La camaronicultura
2.2.1. Importancia económica
2.3. Nutrición general y hábitos alimenticios del camarón 2.3.1. Detección del alimento
2.3.2. Fuentes de proteínas para camarón 2.3.3. Proteínas y aminoácidos
2.3.4. Carbohidratos 2.3.5. Lípidos
2.3.6. Minerales y vitaminas 2.4. Sistema de defensa
2.4.1. Mecanismos de defensa
2.5. Microorganismos benéficos; probióticos 2.5.1. Uso de probióticos en acuacultura 2.5.2. Beneficios de los probióticos
2.5.3. Efectos beneficiosos del uso de los Bacillus como probióticos 2.5.4. Uso de levaduras en acuacultura
3. JUSTIFICACIÓN 4. OBJETIVOS
5. MATERIALES Y METÓDOS 5.1. Bioensayo I
5.1.1. Determinacion del efecto de tres niveles de inclusión de proteína cruda en el alimento sobre el crecimiento y utilización del alimento en juveniles de camarón L. vannamei
5.1.2. Organismos
5.2. Preparacion de los alimentos experimentales 5.2.1. Ingredientes
5.2.2. Formulación de los alimentos 5.2.3. Fabricación de alimentos 5.2.4. Alimentos experimentales
5.2.5. Analisis químico proximal de los ingredientes y alimentos 5.3. Sistema experimental
5.3.1.Diseño experimental 5.4. Bioensayo II
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5.4.1. Determinacion de crecimiento, supervivencia y CTH en juveniles de camarón blanco alimentados con un nivel de proteína en el alimento, con y sin mezcla probiótica
5.4.2. Organismo
5.4.3. Cepas probióticas
5.4.4.Preparacion de las mezclas probióticas 5.5. Alimento experimental
5.5.1. Sistema experimental
5.5.2. Obtencion y conteo total de hemocitos circulantes (CTH) 5.5.3. Evaluacion de parámetros zootécnicos
5.5.4. Análisis estadísticos 6.RESULTADOS
6.1. Bioensayo I
6.1.1. Parámetros físico químicos
6.1.2. Análisis químico proximal de los ingredientes
6.1.3. Composición química proximal de los alimentos experimentales 6.1.4. resultados zootécnicos
6.1.5. Supervivencia
6.1.6. Conteo total de hemocitos (CTH) 6.2. Bioensayo II
6.2.1. Parámetros físico químicos
6.2.2. Análisis químico proximal de los ingredientes y alimento 6.2.3. Resultados zootécnicos
6.2.4. Conteo total de hemocitos 7. DISCUSIÓN
7.1. Crecimiento de camarones juveniles de L. vannamei alimentados con tres niveles de proteína
7.2. Crecimiento de camarones juveniles de L. vannamei, alimentados con un nivel de proteína, adicionado con mezclas probióticas
7.3. Conteo total de hemocitos circulantes en juveniles de camarón blanco L. vannamei
8. CONCLUSIONES 9. RECOMENDACIONES 10. BIBLIOGRAFIA
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla I. Composición de los alimentos utilizados durante el primer bioensayo de crecimiento en juveniles de camarón blanco L vannamei
Tabla II. Valores promedios de los parámetros físicos químicos del agua de cultivo durante los 40 días de experimento
Tabla III. Composición proximal de los ingredientes utilizados para la preparación de las dietas experimentales
Tabla IV. composición química proximal de los tres alimentos usados en el primer bioensayo de crecimiento para juveniles de L. vannamei
Tabla V. Variables de peso final, consumo aparente de alimento, conversión alimenticia y supervivencia de juveniles de L. vannamei, alimentados durante 40 días con tres niveles de proteína
Tabla VI. Valores promedios de los parámetros físicos químicos de la calidad del agua durante el desarrollo del segundo experimento
Tabla VII. Resultados de las variables medidas durante el bioensayo II de crecimiento
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Vista lateral de la morfología de los camarones peneidos
Figura 2. .Sistema de cultivo utilizado para la evaluación de los alimentos experimentales en el laboratorio de Nutrición Experimental
Figura 3. peso de L. vannamei alimentados con distintos niveles de proteina (38, 41 y 44% PC) durante 40 dias de cultivo
Figura 4. pesos promedios de camarones juveniles de L. vannamei despues de haber sido tratados con tres alimentos con distintos nivele de proteina (38, 41 y 44% PC) durante 40 dias de cultivo
Figura 5. Consumo aparente de alimento, en juveniles de camarón cultivados durante 40 días
Figura 6. .Supervivencia de juveniles de L. vannamei tratados con 38, 41 y 44% de PC durante 40 días de cultivo
Figura 7. Conteo Total de Hemocitos Circulares (CTH) en juveniles de camarón blanco L. vannamei alimentados durante 40 días con alimentos conteniendo 38, 41 y 44% PC
Figura 8. Peso de juveniles de camarón blanco L. vannamei, durante 45 días de cultivo, alimentados con tres diferentes tratamientos: Trat.1) 38% PC;
Trat.2) 38%PC+ mix bacilos; 1x106 UFC/ml); Trat.3) 38%PC + mix levaduras;
1x106 UFC/ml y un control
Figura 9. .Peso promedio de los 3 diferentes tratamientos utilizados en juveniles de L. vannamei cultivados durante 45 días
Figura 10. Consumo aparente de alimento en juveniles de L. vannamei cultivados durante 45 días alimentados con 3 distintos tratamientos: Trat.1)
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38% PC; Trat.2) 38%PC+ mix bacilos; 1x106 UFC/ml); Trat.3) 38%PC + mix levaduras; 1x106 UFC/ml y un grupo control
Figura 11. Supervivencia de juveniles de camarón L. vannamei alimentados con tres distintos tratamientos: a) control; b) 38%PC (t1); c) 38%PC+ mix bacilos; 1x106 UFC/ml (t2); d) 38%PC + mix levaduras; 1x106 UFC/ml (t3) Figura 12. Conteo Total de Hemocitos (CTH), en juveniles de camarón L.
vannamei alimentados con los siguientes tratamientos: a) control; b) 38% PC (Trat.1), c) 38% PC+ mix bacilos (Trat. 2); d) 38% PC + mix levaduras (Trat.
3), durante 45 días de cultivo experimental
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RESUMEN
El cultivo de camarón representa el arte acuícola más tecnificado de las últimas décadas, la producción se ha expandido debido al incremento en la población. El alimento es un factor que influye en la calidad y desarrollo de los camarones, la calidad nutricional del alimento y su manejo en los estanques son sumamente importantes en el cultivo, ya que tienen gran influencia sobre los factores que determinan el resultado final. Se ha demostrado ampliamente que las proteínas son el principal factor del cual depende el crecimiento del camarón. Por otra parte, el cultivo sigue siendo afectado en diferentes partes del mundo por la diseminación de diversas enfermedades infecciosas, provocadas por bacterias y virus las cuales han provocado importantes pérdidas, por tal razón desde tiempos atrás se han venido realizando estudios relacionados con la inmunología del camarón y compuestos que pudieran favorecer el sistema inmune del mismo. En el presente trabajo se evaluó el crecimiento, factor de conversión alimenticia, supervivencia, y el conteo total de hemocitos (CTH) como un parámetro para determinar inmunidad en juveniles de camarón blanco L. vannamei alimentados con distintos niveles de proteína y probióticos. En la primera parte del estudio, se evalúo el efecto de tres dietas con 38%, 41% y 44% de proteína durante 40 días, alimentando tres veces al día, suministrándo el 10% de la biomasa de cada acuario, realizando monitoreo diarios de los parámetros fisicoquímicos, conteo de organismos, conteo de alimento residual, así como también biometrías cada 15 días, luego de cada biometría se hicieron los ajustes correspondientes de la ración de alimento diario para cada acuario. Al final del primer bioensayo se seleccionó una dieta. Posteriormente, se llevó a cabo un segundo bioensayo, donde se evaluó la dieta seleccionada en el primer bioensayo la cual consistió en el alimento con 38% de proteína, además se evaluó un mix de Bacillus como segundo tratamiento (38% + mix Bac 1x106 cel/g de alimento), un mix de levaduras como tercer tratamiento (38% + mix Leva 1x106 cel/g de alimento) y un control, utilizando alimento comercial marca PIASA (35% de proteína). Para ambos bioensayos se determinó el porcentaje de supervivencia, crecimiento, consumo de alimento, factor de conversión alimenticia y el conteo total de hemocitos como parámetro de inmunidad. Dentro de los resultados obtenidos, el comportamiento de los parámetros físico químicos del agua (oxigeno disuelto, temperatura y salinidad) registrados durante los dos periodos experimentales, no presentaron variaciones significativas en los cultivos, comportándose dentro de los rangos normales recomendados para camarones peneidos. Los resultados obtenidos de crecimiento, en el primer bioensayo, se observaron diferencias significativas entre los tratamientos y el grupo control favoreciendo el incremento en el peso desde la etapa inicial, no mostrando diferencias significativas entre los tratamientos utilizados (38, 41 y 44% de proteína). Se observó que con niveles de 38% de proteína o superiores, los camarones presentaron mejor comportamiento, además tomando en cuenta el aspecto económico, el tratamiento con 38% de proteína fue el que reunió las mejores condiciones, debido a que resulto un buen alimento para
el crecimiento del camarón, lográndose de esta forma disminuir el nivel de proteína en la dieta comercial. Los valores de conversión alimenticia fueron mayores en los tres niveles de proteína experimentales en comparación con los del grupo control. No se encontraron diferencias entre los tres niveles evaluados considerándose como buenos valores de conversión alimenticia. La supervivencia obtenida en todos los tratamientos se registro entre el 90 y 100 %, no encontrando diferencias significativas entre los tratamientos y el grupo control. En el segundo bioensayo se agregaron mezclas probióticas en el alimento conteniendo 38% de proteína, obteniendo diferencias significativas en las variables de crecimiento respecto al grupo control (sin probióticos) pero no entre los tratamientos, indicando con estos resultados que un alimento con calidad nutricional se refleja en un rápido crecimiento y mejor salud del camarón. La determinación del factor de conversión alimenticia presentó valores mayores promedios en los tres tratamientos respecto al control. Se obtuvieron supervivencias entre el 80% y el 93% en los tratamientos y un 63.33% en el grupo control sin embargo, no hubo diferencias significativas entre los grupos tratados y el control. En los resultados del conteo total de hemocitos para el primer experimento, se observaron incrementos en los camarones alimentados con 38, 41 y 44% de proteína, no habiendo diferencias significativas entre los tratamientos pero sí entre los camarones tratados con el alimento de 41% de proteína y el grupo control. El conteo total de hemocitos circulantes en el segundo bioensayo no mostro diferencias entre los tres tratamientos, pero el tratamiento tres (38% + mix Leva 1x106 cel/g de alimento) registro un incremento significativo de hemocitos circulantes en comparación con grupo control. Con relación al CTH, se concluye que los niveles de proteína y la inclusión de probióticos influyen en el contenido de hemocitos circulantes en los camarones, resultando indicadores importantes ya que son las principales células efectoras del sistema inmune. El adicionar mezclas probióticas en el alimento, se demostró que sirven como aditivos en el alimento para camarón blanco, incrementando el número total de hemocitos.
1 I. Introducción
En México una de las actividades que ha adquirido mayor importancia en los últimos años es la acuacultura, arrojando beneficios sociales y económicos los cuales a su vez se han traducido en una fuente de alimentación con un elevado valor nutricional. En forma radical el cultivo de crustáceos, particularmente de camarón ocupa un lugar importante, debido a la importancia en términos económicos que este recurso representa para la región del Noroeste del Pacífico Mexicano. El cultivo de camarón representa el cultivo más tecnificado siendo además un producto con calidad de exportación (Alvarez y Avilés, 1995). La calidad nutricional del alimento y su manejo en la estanquería son sumamente importantes en el cultivo de camarón, ya que tienen gran influencia sobre los factores que determinan el resultado final. Es necesaria la formulación de dietas efectivas, nutricionalmente adecuadas y con costos bajos, para lo cual es imprescindible el estudio de diversos aspectos nutricionales (Galindo et al, 2002).
Las proteínas son los nutrimentos más importantes en el alimento del camarón, ya que son esenciales para la síntesis de enzimas, hormonas y hemocianina, constituyen el sustento del sistema inmune, participan en la construcción de tejidos, su reparación y mantenimiento, siendo además una fuente importante de energía catabólica para el camarón (Pascual et al, 2003; Guo et al, 2006; Pascual et al, 2006). Se ha demostrado ampliamente que, las proteínas son el principal factor del cual depende la velocidad de crecimiento del camarón, pero hasta ahora poco se ha investigado sobre la formulación de alimentos balanceados sustentada en la calidad de la proteína (aminoácidos esenciales) en sustitución de la cantidad (Forster y Dominy, 2006).
La proteína es el componente principal de la hemolinfa y se ha demostrado que una deficiencia proteica en el alimento repercute de manera directa en la concentración del nutrimento en ese fluido corporal (Pascual et al, 2006). Lo
2 anterior es importante en virtud de que la hemocianina contenida en la hemolinfa es también un reservorio de proteína para el camarón y juega un papel en el control de la precisión osmótica dependiendo de las condiciones de salinidad en el agua, actuando como molécula adaptativa de acuerdo a los cambios ambientales (Cuzon et al, 2004).
El desarrollo de la industria camaronera, ha estado caracterizado por el surgimiento de muchas restricciones en la producción, entre ellas la más importante es la ocurrencia de enfermedades infecciosas.
La resistencia de los camarones contra organismos invasores es fuertemente influenciada por su estado inmunológico. Los crustáceos tienen un sistema de defensa menos desarrollado que en peces u otros vertebrados; más específicamente, estos carecen de memoria adaptativa; es decir que no son capaces de producir inmunoglobulinas y dependen aparentemente de sistemas innatos de defensa. El entendimiento de los mecanismos de defensa de los camarones en combinación con diferentes estrategias puede contribuir a un mejor manejo de las enfermedades. De hecho, existen diferentes métodos para conocer el estado de salud o enfermedad de los animales. Entre ellos, la evaluación de parámetros inmunológicos y fisiológicos incluyendo concentración de proteína en la hemolinfa, conteo total de hemocitos, actividad fenoloxidasa, producción de radicales libres, actividad fagocítica o variables de campo como pueden ser pruebas de estrés, sobrevivencia, y crecimiento pueden ser utilizados como indicadores del estado de salud de los camarones (Rodríguez y Le Moullac, 2000).
La función básica de un sistema de defensa es el mantenimiento de la integridad biológica del individuo, lo cual se logra por una adecuada capacidad para diferenciar lo propio de lo extraño. Esta característica permite eliminar partículas, parásitos e incluso células propias alteradas o envejecidas. El fenómeno parece ser dependiente del reconocimiento de diferencias física, química, fisicoquímicas y biológicas en las células (Lackie, 1980) y un proceso de defensa es iniciado por una célula o molécula que reconoce un determinado patrón de no propiedad. El
3 camarón al igual que los otros invertebrados, posee factores celulares y factores humorales (Vargas-Albores, 1996), los cuales constituyen un sistema de defensa eficiente. La respuesta celular es un conjunto de mecanismos de defensa donde se requiere la presencia de las células sanguíneas, hemocitos que son los responsables de la fagocitosis, la encapsulación y la formación de nódulos.
El uso de probióticos como suplementos de la alimentación animal de granja, originalmente fueron incorporados en alimentos para aumentar el crecimiento del animal y mejorar su salud aumentando su resistencia a las enfermedades. Los resultados obtenidos en muchos países han indicado que algunas de las bacterias utilizadas en los probióticos son capaces de estimular el sistema inmune (Fuller, 1992). Las bacterias son adicionadas a los sistemas de producción acuícola para mejorar o manipular las comunidades microbianas en el agua y sedimento, para reducir o eliminar a las especies patógenas seleccionadas, y para mejorar el crecimiento y supervivencia, de las especies acuáticas en cultivo (Irianto y Austin, 2002). Los probióticos utilizados en estudios acuícolas incluyen bacterias Gram-positivas y Gram-negativas, bacteriófagos, levaduras y algas unicelulares (Irianto y Austin, 2002). Por otro lado, Los probióticos tienen un efecto benéfico en los procesos de digestión en animales acuáticos y contribuyen a la nutrición del hospedero, especialmente por ácidos grasos y vitaminas (Venkat et al, 2004). También existen antecedentes que demuestran que existe una clara relación de la cantidad de proteína en el alimento sobre la respuesta inmune del camarón blanco, ya que existe una reducción en los hemocitos (sistema profenol- oxidasa) y en su actividad (fagocitosis) en dietas con un menor nivel de proteína (Kureshy y Davis, 2002), pero hasta ahora no hay información sobre el efecto de dietas formuladas en base a calidad de proteína y su relación con el sistema inmune del camarón blanco, la cual es uno de los objetivos del presente trabajo de tesis. Al tomar en cuenta la alimentación del camarón como factor primordial durante su cultivo, es indispensable encontrar los medios para obtener un alimento eficiente, de calidad y que estimule un rápido crecimiento lo que
4 disminuye el costo de producción. Se puede lograr un crecimiento importante en la acuacultura si se obtienen dietas bien balaceadas de buena calidad y que cubran los requerimientos nutricionales de la especie cultivada. La eficiencia de un alimento balanceado depende mucho del valor nutricional de sus ingredientes y principalmente de las fuentes proteicas que poseen tales como la harina de pescado, harina de soya, levadura, etc. (Espinoza, 1992).
2. Antecedentes
2.1. Generalidades de la biología de camarones peneidos
Los camarones penaeidea forman parte del antiguo grupo de los Natantia, en el cual fueron ubicados por, Boas (1880), como los peneidea. Dentro de esta familia
Figura 1. Vista lateral de la morfología de los camarones peneidos.
se encuentra el camarón blanco Litopenaeus vannamei es un invertebrado marino que se encuentra agrupado dentro de los artrópodos, subfilo crustáceo y pertenece a la familia penaeus, clase; malacostraca, orden; decápoda. Se
5 caracteriza por tener un tronco compuesto por 14 segmentos más el telson de los cuales los ocho primeros forman el tórax y los últimos seis el abdomen; todos los segmentos portan apéndices, los que se encuentran en el abdomen anterior son llamados pleópodos y son usados para nadar y los posteriores son llamados periopódos y son usados para caminar en el fondo. El cuerpo tiende a ser cilíndrico o comprimido lateralmente, tiene un cefalotórax definido y porta un rostro aserrado con forma de quilla. Posee un exoesqueleto conformado por quitina que suele ser delgado y flexible. El cordón nervioso se extiende a lo largo del vientre, su órgano excretor es la glándula antenal que lanza al medio sustancias de desechos. El sistema circulatorio es abierto, el corazón se encuentra localizado dorsalmente en el cefalotórax y compuesto por vasos sanguíneos que transportan la hemolinfa la cual posee cobre y acarrea oxigeno, por lo que desarrolla un color azuloso, el oxigeno y el dióxido de carbono es transportado desde y hasta las branquias de donde se realiza el intercambio gaseoso (Ruppert et al, 1996).
Los camarones se alimentan por medio de filtración en el fondo, presentan una boca en posición ventral y el aparato digestivo se ensancha a lo largo del dorso para formar una glándula digestiva grande llamada hepatopáncreas que excreta enzimas digestivas, esta glándula digestiva se compone de los divertículos del intestino, los espacios entre estos túbulos hepatopancreaticos son los senos o lagunas tisulares y su principal función es la absorción de nutrientes, almacenamiento de lípidos y producción de enzimas digestivas (Johnson, 1980).
6 2.1.1. Ciclo de vida de los camarones
El ciclo de vida del camarón inicia en la plataforma continental, cuando los adultos se reproducen, los huevos fecundados son liberados al océano y quedan a merced de las corrientes marinas donde eclosionan como larvas nauplio. Todos los estadios larvarios son de vida planctónica, por lo que son arrastrados por las corrientes hacia la zona costera. Durante la fase de postlarva, estas migran hacia las lagunas estuarinas en busca de zonas de refugio y alimentación, los camarones permanecen en estas áreas salobres con vegetación sumergida y son utilizadas como áreas de crecimiento durante 7 a 9 meses, antes de migrar nuevamente al mar a donde llegan como adultos (Alpuche et al, 2005).
2.2. La camaronicultura
La acuacultura de camarón se ha expandido significativamente a lo largo de América latina y Asia durante la década de los 80´s (Moss, 2002). Actualmente la producción acuícola del camarón a nivel global se encuentra alrededor de 1, 568,386 mt (Rosenberry, 2005). Casi el 84% del camarón cultivado proviene de Asia, destacando como productores principales Tailandia, china, Vietnam e india.
En occidente, ecuador es el mayor productor de camarón.
Dentro de la explotación de los recursos marinos, la captura y comercialización del camarón es una de las actividades económicas más rentables en varios países. En el pacifico, mexicano habitan tres especies de peneidos que se explotan comercialmente: Litopenaeus vannamei, L.stylirostris y farfantepanaeus californiensis, siendo la más importante L. vannamei, que se cultiva principalmente en Sinaloa, sonora, Nayarit y Baja California Sur, la cual se caracteriza por preferir salinidad baja.
7 En forma radical el cultivo de crustáceos, particularmente de camarón ocupa un lugar importante, debido a la importancia en términos económicos que este recurso representa para la región del Noroeste del Pacífico Mexicano. El cultivo de camarón representa el cultivo más tecnificado siendo además un producto con calidad de exportación (Álvarez y Avilés, 1995). La FAO (2003) menciona que en los últimos años la producción de camarón se ha expandido debido al incremento en la población y la demanda por los productos del mar que cada vez es mayor.
En el 2001, el camarón fue la segunda especie más importante en acuacultura, con un valor estimado de 4.8 billones de dólares (FAO, 2003).
2.2.1. Importancia económica
La camaronicultura es una actividad relevante y de gran importancia económica, se ha vuelto una actividad de riesgo que requiere de fuertes inversiones y eficiente administración. En general la actividad está dejando de ser una práctica familiar con escaso componente técnico y girando rápidamente hacia comportamientos industriales y empresariales. Actualmente la acuicultura es la actividad agroindustrial de mayor desarrollo a nivel mundial, con un volumen global superior a los 60 millones de toneladas y un valor de alrededor de 15 mil millones de dólares, con lo que contribuye en más de 40 % a la producción de organismos acuáticos. Dentro de la actividad, la camaronicultura es una de las que ha mostrado un desarrollo más explosivo tanto a nivel mundial como en nuestro país.
Asia es la región con el mayor desarrollo en el cultivo de la mayoría de las especies, siendo China, el país líder en esta actividad. Sin embargo, en términos de crecimiento, algunos países de América Latina, incluyendo México, están ahora en el escenario mundial. La camaronicultura mexicana creció alrededor de 17 % en sólo dos años y se espera un crecimiento sostenido en los próximos años (Martinez-Cordova et al, 2008 ). En México, el camarón fue la especie pesquera
8 que mayor actividad económica generó durante el año 2009, se pescaron y cultivaron un poco más de 162 mil toneladas de camarones, con un valor comercial total de 8 mil millones de pesos esta suma representó 46.8% de los ingresos pesqueros totales en el país (Conapesca, 2009).
2.3. Nutrición general y hábitos alimenticios del camarón
El camarón presenta deferentes hábitos alimenticios durante su ciclo de vida. En condiciones naturales, los camarones peneidos juveniles son considerados omnívoros o detritívoros. En estudios de contenido estomacal, que se han hecho en diferentes especies se han encontrado; pequeños crustáceos, poliquetos, algas y detritos. (Wikins, 1976).
En general, el crecimiento y sobrevivencia del camarón silvestre depende de factores como la calidad del agua, alimento natural y un hábitat protector. Existen evidencias que las preferencias alimenticias cambian con la edad y el estado fisiológico (Marte, 1980). El objetivo del cultivo es proveerle adecuada calidad de agua, ambiente y nutrición para un rápido crecimiento o densidades mucho mayores que las encontradas en ambientes naturales.
La nutrición es una rama de la fisiología que estudia el conjunto de procesos involucrados en la obtención de energía y nutrimentos para realizar las funciones vitales del organismo tales como mantenimiento, crecimiento y reproducción, por lo tanto, involucra la ingestión, la digestión, la absorción y el transporte de nutrientes, así como la remoción de productos de desecho (Akiyama et al, 1991).
Los nutrimentos principalmente proteínas, glúsidos y lípidos son los intermediarios entre la alimentación y el metabolismo (Guillaume y Ceccaldi, 1999). Los camarones peneidos están entre los organismos más importantes y extensamente
9 cultivados en el mundo. En un principio, los requerimientos nutricionales de camarones peneidos fueron definidos en los años 70s (Kanazawa, 1989 y Deshimaru et al, 1985). Existen diferencias entre los requerimientos nutricionales de especies de camarones peneidos sin embargo los requerimientos para Litopenaeus vannamei siguen siendo estudiados.
La nutrición del camarón es un asunto complejo porque sus requerimientos cambian a lo largo de sus ciclos de vida, por lo que las fórmulas deben ser específicas para cada ciclo. Más aún, los alimentos naturales suplementan a los manufacturados y los granjeros deben manejar los estanques como un ecosistema, y maximizar los beneficios de los alimentos naturales y manufacturados.
Las fuentes de nutrientes pueden variar, pero ciertos nutrientes son requeridos por todos los animales en crecimiento, y son conocidos como nutrientes esenciales o indispensables. Un nutriente esencial es aquel que no puede ser sintetizado a un nivel requerido para un normal crecimiento y mantenimiento. La proteína es requerida para el crecimiento, no hay proteínas esenciales, sino aminoácidos esenciales (las proteínas están compuestos por aminoácidos). A pesar de que los carbohidratos (ej. harina de trigo) son fuentes de energía, no son carbohidratos esenciales, porque pueden ser derivados de varios ingredientes, almacenados y liberados a través de varios procesos metabólicos; además los lípidos de la dieta son otra fuente de energía. Finalmente, están los ácidos grasos esenciales (componentes de lípidos), vitaminas y minerales.
Los nutrientes esenciales pueden ser muy bien diferenciados en términos cuantitativos. Las proteínas, lípidos y carbohidratos son referidos frecuentemente como macronutrientes. Su presencia en el alimento comprende una porción substancial del espacio disponible o peso de la dieta. Los micronutrientes (ej.
minerales y vitaminas) son requeridos, relativamente en poca cantidad por el camarón. El término "micro", sin embargo, no debe ser interpretado como implicando que ciertos nutrientes son menos importantes. Algunas vitaminas son
10 requeridas en muy pocas concentraciones para la producción comercial de alimentos (ej. ácido ascórbico, alrededor de 100 mg/kg. de materia seca), sin embargo, su inclusión es absolutamente requerida para un adecuado mantenimiento y crecimiento.
2.3.1. Detección del alimento
Las antenas y anténulas intervienen en la quimio-recepción, búsqueda y reconocimiento del alimento, a través de quimiorreceptores llamados astetascos que se encuentran en el flagelo lateral de las anténulas. Los movimientos de las antenas tienen como función aumentar la exposición de los estetascos a los químicos propiciando la circulación del agua.
El camarón tiene la capacidad de detectar el alimento a distancia, mediante los receptores antenales, y una vez que sea dirigido a él, por contacto lo degusta, utilizando los receptores presentes en periópodos y apéndices bucales, dando como respuesta la aceptación o el rechazo del alimento (Mendoza et al, 1996).
La capacidad de percibir la presencia y detectar el sabor del alimento, representa una estrategia energética, que permite minimizar el tiempo de búsqueda y maximizar la proporción neta de energía o de ingredientes ingeridos, estrategia que puede ser utilizada eficazmente tanto en el diseño de los alimentos balanceados como en la forma de distribución.
El uso de sustancias atractantes permite que los alimentos sean localizados y consumidos más rápido por los animales. Estos compuestos son generalmente extraídos de organismos marinos, también moléculas orgánicas como aminoácidos libres o bases nitrogenadas. Extractos solubles de diferentes organismos marinos: calamar, krill, pescado incluyendo aceite de pescado y de calamar. La manera de aplicar estos atractantes en los alimentos balanceados
11 puede ser mezclado como aditivo con los demás ingredientes de la fórmula, o por aspersión sobre los pellets terminados (Cruz-Suarez, 1996).
2.3.2. Fuentes de proteínas para camarón
Las proteínas se clasifican de acuerdo a su origen: animal, vegetal y microbiana. Las proteínas más utilizadas comercialmente en la preparación de alimentos para camarón se presentan como harinas y principalmente son de origen animal marino.
Tacón, (1989) resume experiencias en juveniles de peces y camarones alimentados con raciones en las que una porción significativa de la proteína dietética es suministrada en forma de aminoácidos “libres” dando como resultado un crecimiento subóptimo y una eficiencia de conversión alimenticia baja, comparada con animales alimentados con proteína entera o con proteínas en las que los aminoácidos son elementos constitutivos de estas. Sin embargo también menciona que en general, los aminoácidos incorporados a la dieta en forma libre, son asimilados más rápidamente por los peces, en comparación con los aminoácidos que integran la proteína.
Una buena fuente de proteínas son los vegetales que son usadas en menor grado en las dietas para camarón porque son menos atractantes, su composición en aminoácidos es menos balanceada y muchas contienen productos tóxicos como el factor anti trípsico de la soya, el algodón etc.; aflatoxinas u otros hongos muy tóxicos. En la práctica solo las mejores proteínas vegetales son utilizadas; como la harina de pasta de soya. También están las proteínas de origen microbiológico como las levaduras desprovistas de factores antinutricionales y las bacterias fermentadoras de alcoholes. Substituciones de hasta un 30% se han revelado
12 eficaces, mientras que porcentajes mayores requieren suplementación con aminoácidos libres.
La elaboración de alimentos de alta calidad es una necesidad vital para el desarrollo de la industria acuícola (Campabadal y Celis, 1996). La calidad de estos alimentos está determinada por el tipo, calidad y composición de ingredientes que se utilicen, la formulación de la dieta y los métodos de procesamiento empleados en su elaboración, ya que pueden influir en la palatabilidad y disponibilidad de nutrientes (Campabadal y Celis, 1996). La calidad de proteína se resume esencialmente en dos características: coeficiente de utilización digestiva y valor biológico (equilibrio de aminoácidos esenciales y principalmente del valor relativo del aminoácido esencial menos abundante con respecto a los requerimientos:
aminoácido limitante).
Las harinas de pescado son un ingrediente comúnmente utilizado en las dietas de animales domésticos, ya que son una fuente rica en proteína cruda y lípidos, las harinas de pescado pueden ser elaboradas de diferentes especies de pescados, incluso existen harinas de pescado que son elaboradas con subproductos de pescado (desechos del fileteo, vísceras, etc.) estos factores afectan variando el contenido y digestibilidad de los nutrientes (mayor o menos contenido de huesos
“contenido de cenizas” y aceite) en el producto final (Miles y Chapman, 2006).
Adicionalmente el proceso de elaboración de las harinas afecta la digestibilidad de la proteína (Opstvedt et al, 2003).
La soya tiene el mejor perfil proteico nutricional de todas las plantas. A partir del fríjol de soya se pueden obtener varios productos de soya como lo son: La harina o pasta de soya, la cual se obtiene como un subproducto durante el proceso de extracción del aceite del fríjol de soya, las hojuelas de soya delipidadas son sometidas a un proceso de calentamiento y posteriormente convertidas en harina (el contenido de fibra y proteína de este ingrediente es de alrededor de 7 y 44%
respectivamente, aunque, el nivel de proteína de este ingrediente se puede
13 incrementar hasta un 48% eliminando la cascarilla de soya antes de la extracción del aceite). La soya integral se obtiene a partir del grano de soya descascarillado (extrusión, tostado o micronizado) lográndose un producto rico en proteína y lípidos. Este ingrediente se caracteriza por contener un alto contenido de lípidos y fibra. Mediante la eliminación de los carbohidratos presentes en la harina de soya se pueden elaborar otros productos con un nivel mayor de proteína tal como el concentrado de soya. El aislado de proteína se obtiene por extracción de la proteína a partir de las hojuelas delipidadas (Peisker, 2001).
Los productos de trigo son utilizados como fuente de energía, su proteína es altamente digestible en especies acuícolas y adicionalmente son utilizados como aglutinantes naturales que mejoran la estabilidad de los alimentos en el agua (Gatlin III et al, 2007; Hertrampf, 2007). Cerca del 90 al 95% del trigo producido en el mundo es trigo común
2.3.3. Proteínas y aminoácidos.
Las proteínas, carbohidratos y lípidos son los principales nutrimentos y son los intermediarios entre la alimentación y el metabolismo. La cantidad y calidad de la proteína en la dieta son los principales factores que influyen sobre el crecimiento de los camarones (Gutiérrez, 2002). Se ha demostrado que las proteínas son el principal componente de los ecosistemas bentónicos donde habitan los camarones penaeidos (Rosa et al, 2000) y el componente más importante en una dieta para acuacultura, debido al costo y el requisito nutricional de los organismos (García et al, 1996).
Las proteínas son los componentes más importantes del cuerpo de los animales, representan aproximadamente el 70 % del peso seco del camarón. La proteína es
14 usualmente el nutriente más costoso y el rango de contenido proteico (referido como proteína cruda) en los alimentos va desde 18% hasta 45%.
Los elevados requerimientos proteicos en las dietas de los camarones se atribuyen a sus hábitos alimenticios carnívoros/omnívoros y al uso preferencial de la proteína dietética sobre los carbohidratos como fuente de energía.
Las proteínas son compuestos orgánicos nitrogenados complejos, constituidos por aminoácidos (Schneider, 1985). Las proteínas son nutrientes indispensables para la estructura y funcionamiento de los camarones y son utilizadas continuamente para el crecimiento basal y reparación de los tejidos. El requerimiento proteico, varía en función de la edad del organismo (Guillaume, 1999).
Los aminoácidos se dividen en esenciales y no esenciales. Los esenciales son aquellos que el organismo no puede sintetizar o al menos no en cantidades suficientes. Se ha sugerido que la composición de aminoácidos de los alimentos debería ser muy similar al de los animales a alimentar (Mente et al, 2002). Tacón (2002) menciona que en las dietas se recomienda que incluyan a los diez aminoácidos considerados como esenciales para los crustáceos: treonina, valina, metionina, isoleusina, leucina, fenilalanina, lisina, triptófano, histidina y arginina.
Varios autores reportan distintos niveles óptimos de proteína en dietas, pero en general los valores están alrededor del 35%(Tacon 1989; Kureshy y Allen 2000).
Aunque muchos alimentos comerciales para camarón usados en México rondan el 35% y hay algunos que llegan a contener hasta 40% de proteína cruda (Cruz et al, 2002).
En el caso de los crustáceos y especialmente en los estadios larvarios y de juveniles, es ampliamente reconocido que los aminoácidos esenciales (AAE) deben ser aportados por el alimento para mejorar el crecimiento y sobrevivencia de los organismos en cultivo (Gutiérrez, 2002). En general, entre mas se aproxime
15 el patrón de AAE de la proteína a los requerimientos dietéticos de AAE de la especie en cuestión, mayor será su valor nutricional y utilización (Tacón, 1989).
2.3.4. Carbohidratos
Los carbohidratos son compuestos químicos que contienen carbono hidrógeno y oxígeno dispuestos en determinada manera (Schneider, 1985). Los carbohidratos pueden usarse como fuente de energía como reserva de glucógeno en la síntesis de quitina, ácidos nucléicos y en la formación de esteroides y de ácidos grasos (Cruz Suarez et al, 1994). Pueden ser utilizados como una fuente de energía con mezclas de proteínas y lípidos. Los azúcares complejos y polisacáridos pueden ser usados mas efectivamente que los azúcares simples (Deshimura et al, 1985).
Los almidones son frecuentemente usados como una fuente excelente de carbohidratos y para ligar los ingredientes de las formulaciones.
2.3.5. Lípidos
Los lípidos se agrupan en grasas, esteroides y fosfolípidos y son una combinación especial de carbono, hidrógeno y oxígeno (Schneider, 1985). Con respecto a la nutrición lipídica, son los principales vehículos de las vitaminas liposolubles y proveen otros compuestos como esteroles y fosfolípidos. Los requerimientos cuantitativos de lípidos varían según las especies, en general se recomiendan valores entre 6 y 7.5% (Akiyama, 1991; Tacón, 1987), recomiendan un mínimo de 10% de lípidos y una relación 5:1 de lípidos de origen marino y vegetal. La provisión de suficientes lípidos está basada en la satisfacción de los requerimientos de ácidos grasos altamente insaturados (HUFA). Los fosfolípidos (FL) son requeridos por el camarón para un adecuado crecimiento y sobrevivencia. Las lecitinas de soya han sido ampliamente utilizadas para la suplementación dietaria de poslarvas de camarón debido a su importancia
16 comercial y a los componentes activos principalmente (FL). Basados en recientes estudios, se recomiendan niveles de 1.25 a 6.5% dependiendo de las especies de camarón, estadio de desarrollo y la pureza de la lecitina (Cotteau et al, 1997).
2.3.6. Minerales y vitaminas
Con frecuencia, el fósforo y calcio son los minerales más limitantes en la formulación de alimentos comerciales para la producción de camarones. El fósforo es único ya que se encuentra únicamente como un sólido y no se solubiliza en agua. Puede encontrarse en muchas plantas verdes o granos en forma indigerible conocido como fitato o ácido fítico.
Por esta razón, al analizar su digestibilidad, solo un tercio a un cuarto del fósforo en alimentos a base de soja es considerado disponible para el camarón. Para proveer una adecuada dieta en fósforo, se debe incluir en una forma purificada (ej., fósforo monobásico, dibásico, tribásico). Estas formas purificadas también tienen digestibilidad variable. El contenido de fósforo total de alimentos para camarón usualmente es de 1.5-2.5% (como base alimenticia), pero solo alrededor de 50% de ello está disponible para el crecimiento del camarón. Los paquetes vitamínicos (con suplementos minerales) son componentes necesarios de los alimentos comerciales para camarón solo cuando la productividad natural del estanque no es adecuada (muy altas densidades de siembra). Muchos alimentos para camarón son frecuentemente suplementados con paquetes de premix de vitaminas o precursores de vitaminas. Estos son generalmente incluidos de una forma preventiva contra infecciones de virus y bacterias patógenas.
17 2.4. Sistema de defensa
Los invertebrados a lo largo del tiempo han desarrollado un sistema inmune o de defensa para protegerse de agentes extraños y mantener su integridad biológica.
El sistema inmune de los invertebrados se caracteriza por la ausencia de moléculas del tipo de inmunoglobulinas y células linfoides, estos organismos no poseen un sistema inmunológico específico y son considerados organismos de poca memoria inmunológica. Tienen mecanismos de defensa innata que está basado en componentes celulares y humorales que cooperan entre ellos, lo que esta interrelacionado con la detección y eliminación de patógenos extraños. En la mayoría de los invertebrados los componentes humorales están representados por péptidos antimicrobianos, especies reactivas de oxigeno y de nitrógeno, enzimas que regulan los procesos inmunes y moléculas asociadas al reconocimiento de agentes extraños. El componente celular está formado por hemocitos, que son las células sanguíneas. El hemocele de los crustáceos tiene circulación abierta y las células sanguíneas que se encuentran en este sistema denominadas hemocitos son análogas a los glóbulos blancos de los vertebrados.
(Vargas, 2002, Maldonado et al, 2003, Zarain-Herzberg y Pacheco- Marges, 2007).
La hemolinfa, es el tejido de transporte y uno de los principales tejidos de reserva de nutrientes. Ahí se encuentran las moléculas nutricionales que son transportadas a los distintos tejidos internos por lo que pueden ser utilizadas como indicadoras del estado nutricional (Pascual, et al. 2003).
18 2.4.1. Mecanismos de defensa
Las reacciones de respuesta celular son llevadas a cabo directamente por los hemocitos. Esta células sanguíneas se cree pueden ser análogas a los leucocitos de vertebrados y están clasificados en tres tipos dependiendo de la presencia y tamaño de gránulos citoplasmáticos: hialinos, semi-granulares y granulares (Holmblad y Söderhäll, 1999). Aunque la proporción y la función de los hemocitos puede variar de una especie a otra, en general se considera que los hemocitos granulares y semi-granulares son capaces de producir melanina por medio del sistema pro-fenoloxidasa (Johansson y Söderhäll, 1988), en cambio los hemocitos hialinos y en menor proporción los semi-granulares son responsables de realizar el proceso de fagocitosis (Giulianini et al, 2007).
La fagocitosis es la más común de las reacciones de defensa celular, proceso durante el cual células fagocíticas reconocen y se unen a partículas extrañas como bacterias, esporas, virus o células envejecidas del propio organismo y posteriormente son internalizadas en una vacuola llamada fagosoma donde son destruidas (Vázquez et al, 1998; Kim, 2006). La formación de nódulos y la encapsulación son respuestas multicelulares para eliminar las partículas extrañas, que por su tamaño, no pueden ser fagocitadas por células individualmente (Vázquez et al., 1998). Cuando la invasión se produce por una excesiva cantidad de microorganismos, que no pueden ser fagocitados, los hemocitos proceden a formar nódulos o bien encapsularlos (Bayne, 1990).
El sistema profenoloxidasa, se encuentra asociado con varios procesos fisiológicos tales como la esclerosis, la pigmentación de cutícula y la cicatrización de las heridas. Se encuentra ubicado dentro de vesículas en los hemocitos granulares y semigranulares. El componente principal del sistema es la enzima profenoloxidasa que en su forma activa oxida fenoles a quinonas y
19 espontáneamente se forma melanina. En la formación de esta última los intermediarios previenen el crecimiento de microorganismos inhibiendo las proteinasas y las quitinasas de patógeno. Existen otros factores de respuesta como la producción de enzimas líticas, proteasas y péptidos antimicrobianos (Ceniacua, 1997)
2.5. Microorganismos benéficos; probióticos
Durante los últimos años, algunos organismos unicelulares han llamado la atención de los investigadores en cuanto a la posibilidad de usarlos en la alimentación de especies acuícolas cultivadas. Diversos tipos de levaduras, distintas algas unicelulares y algunas bacterias han sido los protagonistas principales de una serie de estudios encaminados a comprobar su papel nutritivo y la posibilidad de incluirlos en las dietas de organismos marinos.
El concepto de ingerir microorganismos vivos con el propósito de manipular la microflora y mejorar la salud intestinal y el bienestar general de un organismo, tiene sus primeras raíces a inicios del siglo XX. La palabra probiótico fue acuñada por Parker, derivada de dos vocablos griego que significa para la vida, de acuerdo con esta definición son microorganismos o sustancias provenientes de microorganismos que contribuyen al equilibrio microbiano intestinal. Esta definición incluye cultivos, células y metabolitos microbianos. El uso de probioticos y el efecto de manipular la micro flora intestinal fue inicialmente observado por Mechnikoff (1907), quien reportó los efectos benéficos de las bacterias productoras de acido láctico en la prevención y tratamiento de enfermedades intestinales.
20 Esta práctica actualmente se encuentra sujeta a mucha investigación con la finalidad de obtener bacterias efectivas contra microorganismos patógenos, así como para establecer los beneficios generales en el huésped. La mayoría de productos que se han propuesto para uso en la acuicultura son los probióticos, entre ellos existen diferentes grupos como las bacterias ácidos lácticas y géneros como Vibrio, Bacillus y Pseudomonas, principalmente (Austin et al.1995; Garriques y Arévalo, 1995; Ringo y Gatesoupe, 1998; Verschuerer et al, 2000; Sullivan, 2001).
Se considera probiótico aquel que contiene bacterias vivas que permanecen activas en el intestino y ejercen importantes efectos fisiológicos al ser ingeridos en cantidades suficientes, tienen efecto muy beneficioso, como contribuir al equilibrio de la flora intestinal y potenciar el sistema inmunológico (Seh-lelha, 2008), dando como resultado un rápido crecimiento y mejor salud del animal.
La interacción entre la cepa probiotica y la microflora intestinal puede basarse en la competición con bacterias patógenas por sitios de adhesión a los receptores epiteliales, por nutrientes y a la producción de sustancias especificas como son las bacteriocinas (Rodriguez y Le Moullac, 2000; Rengpipat et al, 2000; Simon, 2005; Vazquez et al, 2005).
2.5.1. Uso de probióticos en acuacultura
Gatesoupe, (1991) Presenta a los probióticos como una alternativa para eliminar los riesgos de proliferación de vibrios oportunistas y mejorar la tasa de sobrevivencia y de crecimiento de las larvas de peces.
Los probioticos son una alternativa prometedora al uso de antibióticos, reduciendo las posibilidades de colonización y desarrollo de potenciales bacterias patógenas;
21 bajo el principio de exclusión competitiva y la estimulación del sistema inmune (Fuller, 1989; Gatesoupe, 1999).
Los beneficios que han sido observados son: mejora la tasa de producción de rotíferos y evita la proliferación de vibrios dominantes, lo que permite el desarrollo de una flora más diversa. Los probióticos usados mejoran el peso de los peces y las esporas de bacilo mejoran la tasa de sobrevivencia de las larvas de peces, en caso de infección experimental o accidental con vibrios oportunistas, todos estos efectos pueden ser debido a sustancias antibióticas provenientes de los probióticos.
La compañía Diamond V de E.U.A recomienda el uso de la levadura en alimentos para trucha, bagre, anguila y camarón, en un nivel de 0.5 y 1% en la dieta, ya que provee de metabolitos y otros factores. Al someter su levadura y el de otras compañías al proceso de peletizado, ello indican que aun las encapsuladas o protegidas, mueren a causa del peletizado o presentan una desactivación del 86 al 99.9%, sin embargo los metabolitos no sufren variaciones y son estos, los que mejoran el crecimiento de los animales.
Moriarty (1999), señala que con el uso de probióticos en acuicultura; la salud de los animales mejora por la remoción o disminución de la densidad de población de patógenos, mejorando la calidad del agua a través de una degradación más rápida de la materia orgánica. Por otra parte en el caso de ciertas cepas (Bacillus sp. V.
alginolyticus) ha permitido tener en los animales un índice inmunitario mayor respecto al tratamiento control (Gullian, et al. 2003).
22 2.5.2. Beneficios de los probióticos
Estos microorganismos pueden ser añadidos al agua o al alimento, en el manejo del sistema de cultivo para el control de enfermedades.
El efecto benéfico de los probióticos se atribuye en general a tres mecanismos diferentes (Wang et al, 2000, Verschuere et al, 2000), que a su vez pueden deberse a varias causas:
Mejoramiento de la calidad del agua; Ya sea por metabolización de la materia orgánica o por interacción con algunas algas.
Exclusión competitiva de bacterias nocivas; Competencia por nutrientes, por sitios de fijación en el intestino o fuentes de energía disponible. Aumento de la respuesta inmunológica del hospedero.
Aportes benéficos al proceso digestivo del hospedero; Aporte de macro y micronutrientes para el hospedero o aporte de enzimas digestivas y por ende se incrementa la tasa de crecimiento. Producción de componentes inhibidores como antibióticos, bacteriocinas y quelantes que disminuyen el crecimiento del patógeno.
El uso de mezclas probióticas son más efectivas que las cepas independientes en el control de patógenos, y en el mejor establecimiento de poblaciones probióticas, observándose procesos sinérgicos entre cepas que han potenciado los resultados deseados (Douillet, 2000).
2.5.3. Efectos beneficiosos del uso de los Bacillus como probióticos.
Las bacterias del género Bacillus microbiológicamente son consideradas como Gram positivas en forma de bastoncillo, agrupadas en cadenas, motiles y flagelación perítrica, formadoras de endosporas, anaerobias estrictas o
23 facultativas, no son adherentes, y son productoras de sustancias antimicrobianas y enzimas hidrolasas.
Entre las especies de mayor importancia como probióticos pertenecientes a este género están Bacillus cereus, B. licheniformis, B. subtilis y B. natto (Jawets, 1996).
Anon (1998), da a conocer que la producción de endosporas es una característica típica de todas las bacterias de los géneros Bacillus y Clostridium. Estas son pequeñas estructuras ovoides o esféricas, en las que pueden transformarse estas bacterias y constituyen formas celulares muy resistentes al calor y al medio adverso. Otros de los elementos que caracteriza a los Bacillus sp. Es la producción de enzimas hidrolíticas que ayudan a mejorar la utilización de los alimentos. Dentro de estas se encuentran las proteasas, amilasas y las glicosidasas que descomponen las complejas moléculas de los alimentos y las transforman en nutrientes más simples. Estos compuestos son absorbidos más rápidamente por el animal o pueden ser empleados por otras bacterias beneficiosas para el establecimiento de una microflora intestinal balanceada. El empleo de las bacterias del género Bacillus y sus endosporas también viene dado por su capacidad de producción de enzimas, estas además de mejorar la digestión en el hospedero, son capaces de inhibir el crecimiento microbiano de bacterias dañinas. Las endosporas por su parte, estimulan el sistema inmune contribuyendo a la resistencia contra el desafío de patógenos ambientales (Lopez-Villagomez y Cruz-Benavides, 2011).
El empleo de endosporas de bacillus sp. Puede contribuir a una disminución de la acidez del intestino, favoreciendo el crecimiento de Lactobacillus en el tracto gastrointestinal, estimulando el sistema inmune, contribuyendo a la resistencia contra el desafío de patógenos ambientales, inhibiendo y controlando el crecimiento microbiano de bacterias dañinas y favoreciendo al proceso digestivo.
24 2.5.4. Uso de levaduras en acuacultura
Al tomar en cuenta la alimentación del camarón como factor primordial durante su cultivo, es indispensable encontrar los medios para obtener un alimento eficiente, de calidad y que estimule un rápido crecimiento lo que disminuye los costos de producción. La eficiencia de un alimento balanceado depende mucho del valor nutricional de sus ingredientes y principalmente de las fuentes proteicas que poseen tales como , harina de pescado, camarón, pasta de soya, levadura, etc.(Espinoza, 1992).
Quiñonez (2008), indica que los hongos unicelulares, usualmente de forma ovalada, con estados vegetativos que se reproducen predominantemente por gemación o fisión, dando por resultado un crecimiento unicelular, aunque algunas pueden ser dimórficas o bifásicas y crecer como micelio bajo condiciones ambientales apropiadas. Este grupo de microorganismos está incluido taxonómicamente en la división Eumycota y dadas sus características de reproducción sexual, se pueden ubicar en tres subdivisiones: Ascomycota, que comprende a levaduras que pueden formar esporas contenidas dentro de un asca;
Basidiomycota, en donde los representantes forman esporas externas localizadas sobre basidios o esterigmas y Deuteromycota en donde se incluyen todas aquellas levaduras para las que no ha sido posible demostrar que presentan una fase sexual en su ciclo de vida. Las levaduras registran una amplia distribución en un variado tipo de hábitats terrestres. Sin embargo, es poco lo que se sabe de las levaduras de ecosistemas acuáticos, particularmente del marino. También hay algunas levaduras que son capaces de distribuirse en ambientes salinos no marinos y son altamente halofílicas o halotolerantes (Ochoa y Vásquez-Juárez, 2004).
En los últimos años el uso de levaduras dentro de la acuacultura ha venido creciendo, han llamado mucha la atención, en cuanto a la posibilidad de usarlos
25 en la alimentación de especies acuícolas cultivadas. Diversos tipos de levaduras (Candida lipolytica, torula, S. cerevisiae y Tetraselmis sp.). La elección de estos microorganismos se debe a diversas ventajas, entre las cuales destaca las siguientes: el contenido proteico suele ser muy elevado (entre el 40 y 70% de proteína de la materia seca); su alta velocidad de reproducción, junto con el hecho de que hacen que se pueda cultivar de forma continua, en pequeños espacios y con relativa independencia de clima; Fuente de nutrientes: aminoácidos, vitaminas, oligoelementos; optimización en el proceso de absorción de minerales, especialmente de zinc, potasio y cobre; propiedades absorbentes, la que los convierte en fuente de nutrientes y además actúan como amortiguador de pH (Aguirre-Guzmán, 1994).
26 3. JUSTIFICACIÓN
Es importante considerar que para optimizar el cultivo sustentable es imperativo cuidar la calidad del agua, ya que su degradación provoca que los animales sean más propensos al estrés, enfermedades y a presentar una menor tasa de crecimiento, en gran medida el éxito del cultivo del camarón depende de la calidad del alimento y de su adecuado manejo. Los alimentos constituyen un factor decisivo para el éxito de esta actividad y representan generalmente el gasto mayor en los sistemas de cultivo, del 50 -70% del costo total de producción en cualquier cultivo de organismos acuáticos, es por ello que la alimentación y nutrición se ha convertido en una de las áreas de investigación-desarrollo de mayor interés para la camaronicultura (Tacón, 1995).
La calidad del alimento es importante en el cultivo de especies de interés comercial, el contenido de proteína influye en el crecimiento y respuesta inmune, lo cual representa un factor importante en la salud del camarón. Al cubrir el requerimiento nutricional del camarón en unidades de proteína digerible en sustitución del contenido de proteína total, se da un paso importante en la formulación, definiendo con mayor precisión el nivel de calidad del alimento y permitiendo ofrecer la cantidad de proteína utilizada. Una dieta balanceada, con un adecuado contenido de nutrientes, es determinante para obtener una buena tasa de supervivencia y de crecimiento, así como para lograr tasas de conversión óptimas. En gran medida los resultados de las investigaciones van a depender, entre otros factores, de la metodología empleada para su determinación, el empleo de diferentes fuentes de nutrientes, regímenes de alimentación y condiciones de cultivo, lo que dificulta la comparación de los mismos, no sólo entre especies, sino también dentro de la misma especie. Además, esta situación se debe a que como rasgo general, los camarones son animales carnívoros/omnívoros, que en su dieta natural incluyen una amplia variedad de
27 alimentos, tales como fito y zooplancton, vegetales y animales de mayor tamaño, así como detritus de diversos orígenes. Se suma a esta característica, la variación no sólo a nivel de especie, sino también en cada fase del ciclo de vida de estos organismos, que depende de las condiciones en que cada una de éstas se desarrolla. Es por ello, que no se puede hablar de una composición óptima de pienso en general para peneidos. Uno de los aspectos básicos para establecer el alimento más adecuado que promueva los máximos crecimientos al menor costo, lo constituye el conocimiento de los requerimientos nutricionales de la especie objeto de cultivo.
La camaronicultura se enfrenta a un constante reto contra las mortalidades causadas principalmente por microorganismos de origen viral y bacteriano en los estanques de cultivo. Se han venido buscando alternativas al uso de antibióticos, una de ellas es la utilización de microorganismos benéficos utilizados como aditivos incluidos en el alimento, los cuales tienen la capacidad de modular la microbiota intestinal, activar el sistema inmune del hospedero, o mejorar su digestión. Es importante, antes de su aplicación en el campo de cualquier nutriente y/o aditivo, realizar estudios controlados en el laboratorio a fin de establecer las dosis y frecuencia de aplicación adecuadas. Con el presente estudio de investigación se pretende evaluar el efecto de tres niveles de proteína y microorganismos benéficos sobre el crecimiento y conteo total de hemocitos, para obtener así organismos mejor nutridos y que ofrezcan mayor resistencia ante cualquier episodio potencial de infección, activando previamente el sistema inmune mediante el incremento del número de hemocitos circulantes.
28 4. OBJETIVOS
Objetivo general
Evaluar dietas con distintos niveles de proteína y probióticos sobre el crecimiento e incremento de hemocitos en juveniles de camarón blanco L. vannamei.
Objetivos particulares
Determinar crecimiento de juveniles de camarón blanco alimentados con tres niveles de proteína. Seleccionar un nivel de proteína.
Determinar crecimiento en juveniles de camarón blanco alimentados con un nivel de proteína y con mezclas probióticas.
Determinar conteo total de hemocitos en juveniles previamente alimentados distintos niveles de proteína y con mezclas probióticas.
29 5.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizaron dos bioensayos de crecimiento en el laboratorio de Nutrición Experimental, del centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C.
(CIBNOR) para evaluar alimentos con tres niveles de proteína cruda (29, 32 y 35%) como primer bioensayo y un nivel de proteína seleccionado (29%) con y sin probiótico en el alimento para camarones de Litopenaeus vannamei (segundo bioensayo).
5.1.
Bioensayo I
5.1.1. Determinación del efecto de tres niveles de inclusión de proteína cruda en el alimento sobre el crecimiento y utilización del alimento en juveniles de camarón L. vannamei
5.1.2. Organismos
Se utilizaron juveniles de camarón blanco del pacifico L. vannamei obtenidos de los estanques de cultivo del CIBNOR. Los organismos fueron aclimatados al manejo y condiciones de cautiverio en el Laboratorio de Nutrición Experimental del CIBNOR durante 20 días antes de iniciar el experimento, en tanques de fibra de vidrio con capacidad de 1,500 litros a una temperatura de 29°C y con una salinidad de 40‰. Los organismos fueron alimentados dos veces al día (10:00am y 16:00pm) con un alimento comercial PIASAMR para camarón con 35% de proteína en base húmeda.
