Disease resistance of pacu Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887) fed with β-glucan / Resistência à doença em pacu, Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887), alimentados com β-glucana

Effects of β-glucan on innate immune responses and survival were studied in pacu experimentally infected with Aeromonas hydrophila. Fish fed diets containing 0, 0.1% and 1% β-glucan were injected with A. hydrophila. β-glucan enhanced fish survival in both treated groups (26.7% and 21.2% of the control, respectively). Leukocyte respiratory burst and alternative complement pathway activities were elevated after bacterial challenge regardless the β-glucan concentration. Lysozyme activity was higher after infection and showed a gradual increase as β-glucan concentration increased. A significant elevation in WBC count was observed either after bacterial challenge or by influence of β-glucan separately. The same response was observed in the number of thrombocytes, lymphocytes, eosinophils, LG-PAS positive cell and monocytes. It can be concluded that feeding pacu with β-glucan can increase protection against A. hydrophila, due to changes in non-specific immune responses.

Os efeitos da β-glucana sobre as respostas imunes inatas e a sobrevivência foram estudados em pacu experimentalmente infectado com Aeromonas hydrophila. Peixes alimentados com dietas contendo 0,1% e 1% de β-glucana foram injetados com 1 × 108 CFU de A. hydrophila após 7 dias de alimentação. A sobrevivência de peixes foi maior nos dois grupos tratados em comparação ao grupo controle (26,7% e 21,2%, respectivamente). A atividade respiratória de leucócitos e a atividade hemolítica do complemento – via alternativa estavam elevadas após desafio bacteriano independentemente da concentração de β-glucana. A atividade de lisozima foi maior após a infecção e mostrou um aumento gradual de acordo com a concentração do imunoestimulante. Observou-se um aumento significativo na contagem de leucócitos totais após o desafio bacteriano e influência de β-glucana. A mesma resposta foi observada para trombócitos, linfócitos, eosinófilos, leucócito PAS positivo e monócitos. Com exceção de neutrófilos, que diminuíram frente ao mais alto nível do imunoestimulante e não se alteraram após a infecção, as outras células aumentaram após a exposição à A. hydrophila. A β-glucana não afetou os níveis de proteína total do soro, que aumentaram após o desafio bacteriano. Conclui-se que a administração de β-glucana em pacu pode aumentar a proteção contra A. hydrophila, por alterações nas respostas imunes de não-específicas.

Proposed method for agglutinating antibody titer analysis and its use as indicator of acquired immunity in pacu, Piaractus mesopotamicus / Aglutinante de anticorpos como indicador de imunidade adquirida de pacu Piaractus mesopotamicus

Antibody can be assessed by agglutinating antibody titer which is a quantitative measure of circulating antibodies in serum from fish previously immunized. The antibody evaluation has been performed with different fish species, and is considered a reliable method that can be applied to confirm several hypothesis regarding acquired immunity, even in conjunction with precise methods to describe immune mechanisms. In order to provide appropriate analytical methods for future studies on the specific immune system of native fish, the present study standardized on assay to measure the serum agglutinating antibody titer produced after immunization with inactivated A. hydrophila and levamisole administration in pacu. It was possible to determine the agglutinating antibodies titer in a satisfactorily way in pacu immunized with inactive A. hydrophila, and the highest titers were observed on fish fed with levamisole.

Os anticorpos podem ser avaliados pelo título aglutinante de anticorpos, que é uma medida quantitativa de anticorpos no soro de peixe previamente imunizados. A determinação do título de anticorpos foi realizada com diversas espécies de peixes e é considerado um método confiável que pode ser aplicado para confirmar diversas hipóteses que envolvam o sistema adquirido de defesa, mesmo em conjunto com métodos precisos, para descrever mecanismos imunes. A fim de prover métodos analíticos adequados para futuros estudos sobre o sistema imune específico de peixes nativos, o presente estudo aperfeiçoou o ensaio para avaliar o título aglutinante de anticorpos em soro de pacu imunizados com A. hydrophila e alimentados com levamisol. Foi possível determinar o título aglutinante de anticorpos de forma satisfatória, em pacus imunizados com A. hydrophila inativa, e os maiores títulos foram observados em peixes alimentados com levamisol.

Leukocytes respiratory burst activity as indicator of innate immunity of pacu Piaractus mesopotamicus / Atividade respiratória de leucócitos como indicador de imunidade inata de pacu (Piaractus mesopotamicus)

The present study evaluated the assay to quantify the respiratory burst activity of blood leukocytes of pacu as an indicator of the innate immune system, using the reduction of nitroblue tetrazolium (NBT) to formazan as a measure of the production of reactive oxygen species (ROS). In order to assess the accuracy of the assay, fish were challenged by Aeromonas hydrophila and sampled one week after challenge. The A. hydrophila infection increased the leukocyte respiratory burst activity. The protocol showed a reliable and easy assay, appropriate to determine the respiratory burst activity of blood leukocytes of pacu, a neotropical fish, in the present experimental conditions.

O presente estudo avaliou o ensaio para quantificar a atividade respiratória dos leucócitos do sangue de pacu como um indicador do sistema imune inato, usando a redução do nitroazul tetrazólio (NBT) a formazan como medida da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Para avaliar a precisão do ensaio, peixes foram desafiados por Aeromonas hydrophila e amostrados uma semana após o desafio. A infecção com A. hydrophila aumentou a atividade respiratória dos leucócitos. O protocolo se mostrou confiável e de fácil aplicação, apropriado para determinar a atividade respiratória de leucócitos do sangue do pacu, peixe neotropical, nas condições experimentais apresentadas.

Fontes de fibra na alimentação do pacu: desempenho, composição corporal e morfometria intestinal

The aim of this study was to evaluate the effects of diets containing different fiber sources on the performance, corporal composition and intestinal morphometry of pacu juveniles (Piaractus mesopotamicus). This study evaluated five isoproteic (23% digestible protein), isoenergetic (3250kcal digestible energy/kg) and isofibrous (9% crude fiber) diets, each one containing a fiber source such as soybean meal, soybean hulls, sunflower meal and citric pulp in two levels of inclusion (30 and 45%). A total of 300 pacu juveniles (25,12±0,78g) were stocked in 25 experimental aquariums (200 liters) equipped with aeration and heating system. The best growth and feed conversion results were obtained with diets containing soybean meal and sunflower meal. Diets containing soybean hulls and citrus pulp worsened the juvenile pacu performance. Moreover, only the diet containing 45% citrus pulp decreased the villous number per area in the intestinal epithelium. From the results we can conclude that some fibrous ingredient may affect juvenile pacu performance, corporal composition and intestinal epithelium characteristics.

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da utilização de diferentes ingredientes fibrosos nas dietas sobre o desempenho, a composição corporal e a morfometria intestinal de juvenis de pacu. Foram avaliadas cinco dietas isoproteicas (23% de proteína digestível), isoenergéticas (3250kcal de energia digestível/kg) e isofibrosas (9% de fibra bruta), sendo a principal fonte fibrosa de cada constituída por farelo de soja, casca de soja, farelo de girassol e polpa cítrica; esta última em dois níveis de inclusão (30 e 45%). Foram utilizados 300 juvenis de pacu (25,12±0,78 gramas), alojados em 25 aquários (200 litros). Os melhores resultados de crescimento e conversão alimentar foram obtidos com as dietas contendo farelo de soja e farelo de girassol. As dietas contendo casca de soja e polpa cítrica prejudicaram o desempenho dos juvenis de pacu, e o efeito negativo foi acentuado com o aumento da inclusão de polpa cítrica. Além disto, somente nos peixes alimentados com a dieta com 45% de polpa cítrica foi observada diminuição na densidade de vilosidades por área no epitélio intestinal. A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que alguns ingredientes fibrosos podem afetar negativamente o desempenho e as características do epitélio intestinal de juvenis de pacu.

Leukocytes respiratory burst and lysozyme level in pacu (Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887) / Atividade respiratória de leucócitos e nível de lisozima em pacu (Piaractus mesopotamicus)

Innate immune responses are useful to determine the health status of fish and to evaluate the effect of immunomodulatory substances in fish farming. Leukocytes respiratory burst was measured in pacu (Piaractus mesopotamicus) using chemiluminescence assay and nitroblue tetrazolium (NBT) reduction assay. The nitroblue tetrazolium reduction seemed more adequate than chemiluminescence assay for leukocytes oxidative burst determination, since it was difficult to isolate the blood leucocytes for chemiluminescence assay. Plasma and serum lysozyme were measured using a turbidimetric assay. The heating of serum and plasma samples (56 ºC for 30 minutes) for complement system inactivation darkened the plasma samples and interfered in the results. The lysozyme activity in serum was higher than in plasma, suggesting that serum samples are more appropriate for the analysis. This study established protocols that can be useful tools in the study of immune mechanisms of the tropical fish pacu.

Respostas imunológicas inatas são úteis para determinar o estado de saúde de peixes e avaliar o efeito de substâncias imunomoduladoras no cultivo destes animais. A atividade respiratória de leucócitos foi medida em pacu (Piaractus mesopotamicus) através de ensaio de quimioluminescência e ensaio de redução do nitroblue tetrazolium (NBT). O ensaio de redução do nitroblue tetrazolium pareceu mais adequado que o ensaio de quimioluminescência para determinação da atividade respiratória de leucócitos, uma vez que foi difícil isolar com êxito os leucócitos do sangue para o ensaio de quimioluminescência. Lisozima sérica e plasmática foram medidas por meio de ensaio turbidimétrico. Com o objetivo de inativar as proteínas do sistema complemento, as amostras de soro e plasma foram aquecidas (56 ºC por 30 minutos). Porém, este procedimento provocou a turvação das amostras de plasma e interferiu nos resultados. A atividade de lisozima no soro foi maior que no plasma, sugerindo que amostras de soro são mais apropriadas para esta análise. Este estudo estabeleceu protocolos que podem ser utilizados como ferramentas no estudo de mecanismos imunológicos do peixe tropical pacu.

Leukocytes respiratory burst and lysozyme level in pacu (Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887)

Innate immune responses are useful to determine the health status of fish and to evaluate the effect of immunomodulatory substances in fish farming. Leukocytes respiratory burst was measured in pacu (Piaractus mesopotamicus) using chemiluminescence assay and nitroblue tetrazolium (NBT) reduction assay. The nitroblue tetrazolium reduction seemed more adequate than chemiluminescence assay for leukocytes oxidative burst determination, since it was difficult to isolate the blood leucocytes for chemiluminescence assay. Plasma and serum lysozyme were measured using a turbidimetric assay. The heating of serum and plasma samples (56 ºC for 30 minutes) for complement system inactivation darkened the plasma samples and interfered in the results. The lysozyme activity in serum was higher than in plasma, suggesting that serum samples are more appropriate for the analysis. This study established protocols that can be useful tools in the study of immune mechanisms of the tropical fish pacu.

Respostas imunológicas inatas são úteis para determinar o estado de saúde de peixes e avaliar o efeito de substâncias imunomoduladoras no cultivo destes animais. A atividade respiratória de leucócitos foi medida em pacu (Piaractus mesopotamicus) através de ensaio de quimioluminescência e ensaio de redução do nitroblue tetrazolium (NBT). O ensaio de redução do nitroblue tetrazolium pareceu mais adequado que o ensaio de quimioluminescência para determinação da atividade respiratória de leucócitos, uma vez que foi difícil isolar com êxito os leucócitos do sangue para o ensaio de quimioluminescência. Lisozima sérica e plasmática foram medidas por meio de ensaio turbidimétrico. Com o objetivo de inativar as proteínas do sistema complemento, as amostras de soro e plasma foram aquecidas (56 ºC por 30 minutos). Porém, este procedimento provocou a turvação das amostras de plasma e interferiu nos resultados. A atividade de lisozima no soro foi maior que no plasma, sugerindo que amostras de soro são mais apropriadas para esta análise. Este estudo estabeleceu protocolos que podem ser utilizados como ferramentas no estudo de mecanismos imunológicos do peixe tropical pacu.

Biological indicators of stress in pacu (Piaractus mesopotamicus) after capture

The effects of capture (chasing, netting and air exposure) on cortisol, glucose, chloride, sodium, potassium and calcium concentrations, osmolality, hematocrit, hemoglobin concentration, red blood cells count (RBC) and mean corpuscular volume (MCV) were investigated in pacu (Piaractus mesopotamicus). A total of 132 fish (49.7 ± 11.7 g) were subjected to capture and 3 minutes air exposure and capture and 5 minutes air exposure. Nine fish at each treatment were sampled at 5, 15, 30, 60 minutes and 24 hours after the procedure. Nine undisturbed fish were sacrificed before the handling and used as controls. Capture resulted in a rise in blood cortisol and glucose 30 and 5 minutes, respectively, after both air exposures. Both indicators returned to resting levels 24 hours after capture. In both fish groups, plasma chloride decreased 60 minutes after capture, not recovering the resting levels within 24 hours after, and serum sodium rose at 15 and 30 minutes and recovered the resting levels 24 hours later. There were no significant changes neither in potassium, calcium and osmolality nor in hematocrit, hemoglobin, RBC and MCV as a consequence of capture. The sequential stressors imposed to pacu during capture activated the brain-pituitary-interrenal axis (cortisol and glucose responses) but the activation of the brain-sympathetic-chromaffin cell axis was apparently moderate (ionic and hematological responses).

Os efeitos da captura (perseguição, contenção em puçá e exposição aérea) no perfil sanguíneo do cortisol, glicose, cloreto, sódio, potássio, cálcio e na osmolaridade, hematócrito, hemoglobina, número de células vermelhas (CV) e volume corpuscular médio (VCM) foram investigados no pacu (Piaractus mesopotamicus). Um total de 132 peixes (49,7 ± 11,7 g) foi submetido à captura com 3 ou 5 minutos de exposição aérea. Nove peixes de cada tratamento foram amostrados 5, 15, 30, 60 minutos e 24 horas depois e outros nove peixes foram amostrados antes da captura e considerados controle. A captura resultou em aumento do cortisol e glicose no sangue 30 e 5 minutos depois da captura, respectivamente, independente do tempo de exposição aérea. Ambos os indicadores recuperaram os valores controle em 24 horas. Nos dois grupos de peixes, o cloreto plasmático diminuiu 60 minutos após captura e não recuperou os valores controle, enquanto o sódio sérico aumentou entre 15 e 30 minutos recuperando a condição controle em 24 horas. Não houve alteração significativa nos valores de potássio, cálcio, osmolaridade ou no hematócrito, hemoglobina, CV e VCM como consequência da captura. Os estressores sequenciais aplicados no pacu durante a captura ativaram o eixo cérebro-pituitária-interrenal (respostas do cortisol e glicose), mas a ativação do eixo cérebro-sistema simpático-células cromafins foi aparentemente moderada (respostas iônicas e hematológicas).

Influence of food restriction on the reproduction and larval performance of matrinxã, Brycon amazonicus (Spix and Agassiz, 1829)

This work evaluated the effect of food restriction and refeeding of matrinxã females, Brycon amazonicus, on their reproductive performance and on the growth and survival of the progeny. Broodstocks were distributed in 8 earthen tanks (15 fish/tank) and fish from 4 tanks were fed daily (G1) while fish from the other 4 tanks were fed for 3 days and not fed for 2 days (G2) during 6 months prior to artificial spawning. Among the induced females, 57% in G1 group and 45% in G2 group spawned and the mean egg weights were 208.1 g (G1) and 131.6 g (G2). Oocytes of G2 fish were smaller (1.017 ± 0.003 mm) than oocytes of G1 fish (1.048 ± 0.002 mm). Fertilization (71.91 ± 12.6% and 61.18 ± 13.7%) and hatching (61.28 ± 33.9% and 67.50 ± 23.4%) rates did not differ between G1 and G2 fish. Larvae were collected at hatching and at 24, 48 and 72 hours of incubation and fixed for growth measurement. After incubation, fry were transferred to aquaria and sampled 1, 5, 9 and 15 days later. G1 and G2 larvae had similar weight (1.51 ± 0.15 and 1.46 ± 0.07 mg) but the G2 length was significantly higher (6.26 ± 0.13 and 6.74 ± 0.14 mm). By the ninth day of rearing, G2 fry had higher weight (13.6 ± 0.26 and 18.9 ± 0.07 mg) and length (11.8 ± 0.09 and 14.5 ± 0.04 mm) but by the fifteenth day, G1 fry had higher weight (90.2 ± 1.19 and 68.6 ± 0.77 mg) and length (18.8 ± 0.16 and 18.5 ± 0.04 mm) than G2 fry. By the ninth day of rearing, when fry are recommended to be transferred to outdoor tanks, G2 fry were larger and after 15 days, fry produced by restricted-fed females showed higher survival. The survival rate of G2 progeny by the fifteenth day was significantly higher (24.7 ± 2.07%) than that of G1 progeny (19.2 ± 1.91%). The ration restriction (35% reduction) imposed on matrinxã broodstock during 6 months prior to spawning reduced the number of spawned females and the egg amount, but it did not affect fertilization and hatching rates. Otherwise restricted-female larvae were larger and presented higher survival.

Este estudo avaliou o efeito da restrição alimentar e realimentação na reprodução de fêmeas e no crescimento inicial e sobrevivência de larvas de matrinxã, Brycon amazonicus. Matrizes distribuídas em 8 viveiros (15 peixes/tanque) foram alimentadas diariamente (em 4 tanques - G1) e alimentados em ciclos de 3 dias de alimentação seguidos de 2 dias de restrição (em 4 tanques - G2) por 6 meses antes da desova. Na indução à desova, 57% das fêmeas no G1 e 45% no G2 desovaram. Os pesos médios dos oócitos foram 208,1 g (G1) e 131,6 g (G2), sendo os oócitos G2 menores (1,017 ± 0,003 mm) que os oócitos de G1 (1,048 ± 0,002 mm). As taxas de fertilização (71,9 ± 12,6% e 61,2 ± 13,7%) e de eclosão (61,3 ± 33,9% e 67,5 ± 23,4%) entre os G1 e G2 não diferiram. Larvas foram coletadas na eclosão e às 24, 48 e 72 horas de incubação para medida do crescimento e as restantes transferidas para aquários e amostradas 1, 5, 9 e 15 dias depois. Na transferência, as larvas G1 e G2 tinham pesos similares (1,5 ± 0,15 e 1,46 ± 0,07 mg), mas o comprimento das larvas G2 era maior (6,2 ± 0,13 e 6,7 ± 0,14 mm). Ao 9° dia, quando é recomendada a transferência dos juvenis para tanques externos, os juvenis G2 tinham peso (13,6 ± 0,26 e 18,9 ± 0,07 mg) e comprimento (11,8 ± 0,09 e 14,5 ± 0,04 mm) maiores, mas no 15º dia os juvenis G1 eram maiores em peso (90,2 ± 1,19 e 68,6 ± 0,77 mg) e comprimento (18,8 ± 0,16 e 18,5 ± 0,04 mm). Aos 15 dias, a prole das fêmeas submetidas à restrição alimentar apresentou sobrevivência mais alta que a prole das fêmeas alimentadas diariamente (24,7 ± 2,07% e 19,2 ± 1,91%). A restrição alimentar imposta às fêmeas de matrinxã, apesar de reduzir o número de fêmeas que desovaram e a quantidade de oócitos extrusados, não afetou a fertilização e eclosão das larvas e melhorou a sobrevivência final das larvas.