Effect of water velocity on intermediary metabolism of juvenile matrinxã fish (Brycon amazonicus) / Efecto de la velocidad del agua en el metabolismo intermediario de juveniles del pez Yamú (Brycon amazonicus) / Efeito da velocidade da água no metabolismo intermediário de juvenis do peixe Matrinxa (Brycon amazonicus)

Background: determination of water velocity for optimum fish growth is fundamental since its duration and intensity can interfere with the metabolic preference for some biochemical paths, resulting in the use of specific substrates for fish growth. Objective: the purpose of this study was to assess the metabolic adjustments of juvenile matrinxã (Brycon amazonicus) reared under various sustained swimming conditions (SS). Methods: fish were subjected to SS for 90 days at five swimming speeds: 0.0 (control), 1.0, 1.5, 2.0, and 2.5 Body Length per second (BL/s). At the end of the experimental period, fish were euthanized; samples of blood, liver, white-muscle, red-muscle and ventral muscle were collected and metabolite concentrations were evaluated. Results: fish reared between 1.0-1.5 BL/s increased the hepatosomatic index (HSI) while those swimming at velocities higher than 1.5 BL/s showed diminished HSI and visceral fat. Fish under moderate swimming utilized visceral fat to supply energy for red muscle contractions while white muscle of fish swimming at higher speeds used carbon backbones from amino acids plus visceral fat. Conclusion: sustained swimming between 1.0-1.5 BL/s enhanced the intermediary metabolism of B. amazonicus, improving fish performance. Future studies linking macronutrient dietary levels and SS should allow adjusting rearing conditions under SS to optimize growth versus metabolic performance.

Antecedentes: la determinación de la velocidad del agua para óptimo crecimiento de los peces es importante porque dependiendo de la intensidad y duración, puede interferir sobre la activación de las vías metabólicas, indicando mayor o menor utilización de un determinado substrato energético para el crecimiento. Objetivo: la finalidad de este trabajo fue estudiar los efectos del ejercicio de natación sobre el metabolismo de juveniles de matrinxa (Brycon amazonicus). Métodos: juveniles de B. amazonicus fueron cultivados y condicionados a nadar bajo diferentes velocidades de natación 0,0 (control), 1,0, 1,5, 2,0 y 2,5 longitud total por segundo (LT s-1). Al final del período experimental (90 días), se realizó la eutanasia de los peces y se recolectaron muestras de sangre, tejido hepático, músculo blanco, músculo rojo y músculo ventral para determinar los intermediarios metabólicos. Resultados: peces cultivados en velocidades de natación entre 1,0 y 1,5 LT s-1 presentaron aumento del índice hepasomático (HSI), mientras que los peces que nadaron en velocidades superiores a 1,5 LT s-1 mostraron disminución de los índices HSI y grasa visceral (IGVS). Los peces condicionados a nadar en velocidades moderadas utilizaron lípidos viscerales como fuente de energía para sostener la contracción muscular del músculo rojo. Mientras que los peces que nadaron en las mayores velocidades, el músculo blanco fue más demandado, empleando como combustible, esqueletos de carbono provenientes de los aminoácidos y significativa movilización de grasa visceral. Conclusión: la natación sostenida entre 1,0 - 1,5 LT s-1 mejoró el metabolismo intermediario de B. amazonicus y el desempeño de los peces. Futuros trabajos asociando niveles de macro nutrientes y protocolos de natación moderada pueden permitir ajustes más refinados en la mejoría de las condiciones de cultivo, en la optimización del crecimiento, en la eficiencia alimenticia y en el aumento de la resistencia orgánica a las prácticas de manejo en las pisciculturas.

Antecedentes: a determinação da velocidade da água para o ótimo crescimento dos peixes é importante porque dependendo da intensidade e duração, pode interferir sobre a predominância na ativação de uma ou de outra via metabólica, indicando maior ou menor utilização de um determinado substrato energético e agir no crescimento. Objetivo: o propósito deste trabalho foi estudar os efeitos que o exercício de natação tem sobre o metabolismo de juvenis do peixe Matrinxa, Brycon amazonicus. Métodos: juvenis de B. amazonicus foram criados e condicionados a nadar durante 90 dias em cinco velocidades de natação: 0,0 (controle); 1,0; 1,5; 2,0 e 2,5 comprimentos corporais por segundo (CC s-1). Após termino do período experimental, os peixes foram sacrificados, o sangue, fígado, músculos branco, vermelho e ventral foram coletados para avaliar o perfil metabólico. Resultados: velocidades moderadas de natação entre 1,0 a 1,5 CC s-1 aumentaram o índice hepatosomático (HSI), enquanto que, o condicionamento dos peixes a maiores velocidades diminuiu significativamente o índice HSI e a gordura visceral (IGVS) em relação ao controle. Com respeito às respostas metabólicas, o condicionamento dos peixes em velocidades moderadas mostrou que o fornecimento de energia para sustentar a contração muscular dependeu primariamente dos triglicerídeos provenientes principalmente dos lipídios viscerais, ao passo que, em velocidades maiores, a via gliconeogênica foi a responsável pela manutenção na produção de energia para os músculos locomotivos, a qual aumentou progressivamente em função do catabolismo dos aminoácidos dos músculos locomotivos. Conclusão: a natação sustentada entre 1,0 - 1,5 CC s-1 melhorou o metabolismo intermediário do B. amazonicus o que resultou em melhor desempenho dos peixes. Estudos futuros associando níveis dietéticos de nutrientes com a natação moderada, pode permitir aos peixes ajustes mais refinados na melhoria das condições de criação, na otimização do crescimento, na eficiência alimentar e no aumento da resistência orgânica as praticas de manejo nas pisciculturas.

Intermittent sustained swimming in 'matrinxã' Brycon amazonicus (Bryconidae: Bryconinae): hematological and metabolic responses

In fish, studies on a wide variety of physiological effects of exercise have been reported since a long time. It has been attributed special attention to some types of exercise, however, its application as a healthful practice in the rearing and welfare of farming fish is rising in last few years. In this particular, long-term intermittent sustained swimming (ISS) has been not yet explored. In this work, the freshwater fish Brycon amazonicus was submitted to (ISS) for 30 days at velocity of 1.0 body-length sec-1 for 12h interspaced by 12h under still water. Hematology and metabolism were evaluated. Exercised fish decreased 30% the erythrocyte number and hemoglobin was unvaried. The stores of liver glycogen and muscular triacylglycerol (TAG) were increased and the metabolic profile was typically aerobic. The slight decrease of liver (TAG) plus the full metabolic and hematic trait allow investing in this kind of exercise a beneficial practice in the rearing of fish species.

Há muito tempo, tem sido relatada uma ampla variedade de efeitos fisiológicos em peixes sob exercício. Tem sido dada especial atenção a alguns tipos de exercício, mas, sua aplicação como prática salutar na criação e para o bem estar dos peixes vem crescendo nos últimos anos. Neste caso, a natação sustentada intermitente (ISS) por longos períodos ainda não foi explorada. Neste trabalho, o peixe de água doce Brycon amazonicus foi submetido a (ISS) por 30 dias à velocidade de 1,0 comprimento corporal s-1 por 12h intervalado de 12h sob regime de água sem movimento. A hematologia e o metabolismo foram avaliados. Os peixes exercitados diminuíram 30% a contagem de eritrócitos e o teor de hemoglobina permaneceu constante. Os estoques de glicogênio hepático, o teor de triacil glycerol muscular (TAG) aumentou e o perfil metabólico foi tipicamente aeróbico. O discreto aumento de TAG hepático, além das características hematológicas e do metabolismo como um todo, instiga-nos investigar este tipo de exercício como uma prática benéfica na criação de peixes.

Interação do exercício de natação sustentada e da densidade de estocagem no desempenho e na composição corporal de juvenis de matrinxã Brycon amazonicus / Sustained swimming and stocking density interaction in the performance and body composition of matrinxã Brycon amazonicus juveniles

O objetivo deste estudo foi estimar o efeito da densidade de estocagem associada ao exercício de natação moderada no desempenho e na composição corporal de juvenis de matrinxã (Brycon amazonicus). Foram utilizados peixes com comprimento e peso médio inicial de 12,3±0,5cm e 18,4±0,1g, os quais foram distribuídos ao acaso em dois grupos: o primeiro grupo de peixes foi estocado em três densidades correspondendo a 88, 176 e 353 peixes m-3 e foi condicionado a nadar a uma velocidade de 1,0cc s-1 (comprimento corporal por segundo) em tanques circulares de 250L, durante 70 dias. O segundo grupo de peixes foi mantido nas mesmas densidades em água parada (sem exercício) perfazendo no total seis tratamentos com três repetições. Foram estimados parâmetros de desempenho e da composição corporal, particularmente do músculo branco e do músculo vermelho de ambos os grupos. Os resultados mostraram que o exercício e a densidade afetaram significativamente o crescimento e a composição dos músculos do matrinxã. O grupo de peixes criados sob exercício moderado na densidade de 176 peixes m-3 apresentou melhor desempenho (P<0,05), que se refletiu em maior crescimento e uniformidade do peso, além de melhor fator de condição, conversão alimentar e sobrevivência. Além disso, o exercício de natação sustentada aumentou tanto a concentração de proteína no músculo branco, como a deposição de lipídios no músculo vermelho nesse mesmo grupo de peixes. Já em altas densidades de estocagem, os resultados foram contrários. Portanto, a criação de juvenis de matrinxã sob condições de exercício moderado e em densidades próximas a 176 peixes m-3 é a mais indicada, já que se foram observadas as melhores respostas de crescimento e desempenho, além de mudanças benéficas na composição corporal. Essas mudanças resultaram em melhor condicionamento físico, possibilitando, assim, maior tolerância a altas densidades de criação.

The aim of the present study was to gauge the effect of stocking density associated to the sustained swimming on the performance and body composition of matrinxã (Brycon amazonicus) juveniles. The fish were initially sized at 12.3±0.5cm length and 18.4g±0.1g weight. They were distributed randomly in two groups: the first was arranged into three densities of 88, 176 and 353 fish m-3 and conditioned to swim at 1.0BL sec-1 in circular tanks of 250L for 70 days; the second was arranged in the same fish densities but in static waters performing six treatments with three repetitions. Performance and body compositions were estimated in white and red muscles for both groups. The results express the growth and muscle composition change in response to the exercise and fish density. The fish maintained in moderate swimming at 176 fish m-3 depicted the best performance (P<0.05), reflected as best growth, weight uniformity, conditioning factor, feed conversion and survival. Otherwise, the sustained swimming enhanced the white muscle protein concentration and the red muscle lipid deposition in the same group of fish. Yet, the results were opposite in high fish densities. Therefore, the rearing of matrinxã juveniles under moderate sustained swimming and near to 176 fish m-3 is suggested, since the best responses of growth and performance, and beneficial body changes were observed. These responses resulted in better body conditioning allowing higher tolerance to high fish densities.