The Lutz ReportNitrito: um guia para entender e limitar sua presença tanto em RAS quanto em cultivos em lagos

A maioria dos produtores de peixes ósseos e camarões adiciona continuamente nitrogênio aos seus lagos e tanques por meio de alimentação regular. Uma grande proporção dessas entradas de nitrogênio entra na água como resíduo na forma de amônia. A amônia, é claro, é tóxica para muitas espécies aquáticas em baixas concentrações, mas o nível de concentração depende, até certo ponto, da temperatura, do pH e da espécie que está sendo cultivada. A amônia é produzida como um subproduto do catabolismo proteico, portanto, como regra geral, níveis mais altos de proteína nas rações geralmente resultam em maior produção de amônia.

Em ambientes aquáticos naturais, a amônia é normalmente decomposta por dois grupos distintos de bactérias nitrificantes. Em ambientes marinhos e de água doce, um desses grupos converte a amônia em nitrito, que também é tóxico para peixes e invertebrados, enquanto o outro grupo converte o nitrito em nitrato, que é relativamente não tóxico. Nos últimos anos, várias outras bactérias nitrificantes isoladas de instalações de criação de camarões, algumas com designações taxonômicas surpreendentes, demonstraram a capacidade de remover tanto a amônia quanto o nitrito em ambientes salobros e salinos. Na verdade, os métodos moleculares modernos demonstraram que muitas bactérias são geneticamente equipadas para nitrificação (oxidação de amônia e/ou nitrito), desnitrificação (redução de nitrato a nitrogênio) ou alguma combinação dessas atividades (Prena et al. 2021).

Nos peixes de água doce, as designações anatômicas demonstraram a capacidade de remover tanto a amônia quanto o nitrito (em ambientes salobros e salinos)

Nos peixes de água doce e na maioria dos decápodes, o nitrito entra principalmente a partir do ambiente circundante através das brânquias, enquanto nos peixes de água salgada ele é absorvido principalmente através do revestimento intestinal. Uma das principais preocupações com os altos níveis de nitrito na produção de peixes ósseos é a metemoglobinemia ou doença do sangue marrom (as brânquias e o sangue dos peixes afetados geralmente adquirem uma coloração marrom). Essa condição ocorre quando o nitrito entra na corrente sanguínea do peixe por meio do transporte ativo através das brânquias e, posteriormente, liga-se à hemoglobina. A hemoglobina fica, então, permanentemente incapaz de transportar oxigênio, resultando em um tipo de hipóxia parcial contínua.

Criação de camarões

Nas fazendas de camarão, o nitrito entra pelas brânquias dos animais e se acumula nos tecidos internos, resultando em estresse fisiológico e mortalidade em diversas condições. O acúmulo ocorre principalmente na hemolinfa, no intestino, no hepatopâncreas e nos tecidos das brânquias e dos músculos (Li et al. 2020). Em condições mais ácidas, os íons de nitrito podem formar ácido nitroso (HNO₂), que se difunde mais facilmente pelas membranas das brânquias (Romano and Zeng 2013). Os efeitos diretos da toxicidade do nitrito são variáveis e difíceis de prever, mas salinidades mais altas geralmente resultam em maior tolerância ao nitrito em camarões peneídeos e outros decápodes. As pós-larvas de Penaeus setiferus apresentaram 50% de mortalidade após 72 horas de exposição a 167 ppm de nitrito em 25 ppt de salinidade (Alcaraz et al. 1999), mas Valencia-Castañeda et al. (2018) encontraram tolerância muito menor ao nitrito em pós-larvas de Litopenaeus vannamei em condições de baixa salinidade. O nitrito foi mais tóxico do que a amônia na água com níveis de salinidade de 1 e 3 ppt, com níveis seguros de nitrito de 0,17 ppm e 0,25 ppm, respectivamente, nessas condições.

Em condições mais típicas de criação de camarões (com níveis de salinidade de > 20 ppt), níveis de nitrito de 2,5 a 4,5 ppm são frequentemente registrados. Embora algumas pesquisas sugiram que o nitrito e o ácido nitroso interfiram na capacidade de transporte de oxigênio da hemocianina em determinados decápodes, isso pode não ser sempre o caso. Em geral, foi demonstrado que o nitrito deprime a função imunológica e aumenta o dano oxidativo em decápodes, tornando-os mais suscetíveis a muitos patógenos (Romano e Zeng 2013).

RAS

A dinâmica do nitrito em RAS é bastante complexa, portanto, esta discussão abordará apenas os aspectos básicos. Em RAS, os níveis de nitrito dependem do desempenho das bactérias de ambos os principais grupos de nitrificantes (oxidantes de amônia e oxidantes de nitrito). Essas bactérias coabitam no (ou, mais corretamente, no) filtro biológico, geralmente junto com outras bactérias envolvidas na decomposição de resíduos. Quando um biofiltro é estabelecido pela primeira vez, a amônia se acumula primeiro, depois os nitritos se acumulam à medida que os níveis de amônia começam a cair e, por fim, os níveis de ambos os compostos diminuem até um equilíbrio mais ou menos estável, adequado para as operações diárias. As populações bacterianas apresentam padrões mais lentos de crescimento e declínio em RAS de água fria.

Infelizmente, apesar de décadas de pesquisa e desenvolvimento, muitos operadores de RAS ainda não entendem que, sem um biofiltro saudável, não é possível manter níveis saudáveis de nitrito. Nos primórdios do desenvolvimento do RAS, tudo o que se podia fazer era simplesmente esperar que as bactérias presentes colonizassem um biofiltro, mas agora é possível semear cepas bacterianas específicas. Eventualmente, cepas multifuncionais poderão estar disponíveis, mas, de qualquer forma, será difícil excluir as bactérias que se instalam por conta própria.

O gerenciamento e a prevenção de doenças são particularmente importantes na RAS. As primeiras pesquisas realizadas na década de 1980 descobriram que os tratamentos de doenças comuns na época frequentemente interrompiam as funções bacterianas nos biofiltros RAS, levando a picos temporários de amônia e/ou nitrito. O sulfato cúprico e o sulfato de neomicina foram especialmente associados ao acúmulo de nitrito em sistemas de água do mar. Atualmente, pouquíssimos quimioterápicos são rotulados para uso em RAS na maioria dos países, de modo que essa consideração se tornou menos preocupante com o desenvolvimento de estratégias alternativas de controle de doenças.

Produção em lagos de clima temperado

Embora a metemoglobinemia possa ocorrer em uma variedade de condições, em climas temperados, as chuvas fortes e a alimentação no inverno geralmente contribuem para as condições que levam à doença do sangue marrom em lagos de água doce na primavera. A amônia tende a se acumular durante o inverno porque a água é muito fria para que as bactérias nitrificantes funcionem com eficiência. Em casos extremos, os altos níveis de amônia podem contribuir para problemas de doenças sazonais, como infecções fúngicas.

Os níveis de nitrito geralmente aumentam quando a temperatura da água do tanque começa a esquentar na primavera, porque as bactérias que convertem a amônia em nitrito "acordam" muito antes daquelas que convertem o nitrito resultante em nitrato. Além disso, as bactérias que convertem nitrito podem, às vezes, ser inibidas enquanto os altos níveis de amônia persistirem. Como resultado, até que as temperaturas do tanque tenham aumentado o suficiente, os níveis de nitrito podem aumentar até o ponto em que a doença do sangue marrom se torne um problema.

Os criadores de bagres do sul dos EUA descobriram que a adição de sal aos tanques de produção ajuda a reduzir as perdas por doença do sangue marrom. Essa prática se baseia na estratégia de adicionar cloretos suficientes para proteger os peixes contra a absorção de nitrito em excesso através de suas brânquias e para o sangue. Apenas um determinado número de íons pode atravessar a superfície das brânquias de um peixe e entrar na corrente sanguínea em qualquer momento, e os íons cloreto em solução competem com os íons nitrito pelas "passagens" disponíveis ao longo da superfície das brânquias. Isso é importante porque, conforme mencionado acima, os íons de nitrito que entram na corrente sanguínea se ligam às células vermelhas do sangue e impedem que elas transportem oxigênio para o resto do corpo. Permanentemente. O resultado é semelhante ao envenenamento gradual por monóxido de carbono.

Embora a adição de sal em um tanque pareça funcionar bem para combater o envenenamento por nitrito, dependendo da disponibilidade local e do preço, pode ser um empreendimento caro aumentar suficientemente a proporção de cloretos para nitritos. Os aditivos antiaglomerantes não devem estar presentes nos suprimentos de sal porque podem causar reações adversas em muitos peixes. Pesquisadores do sul dos EUA recomendaram originalmente uma proporção de 3:1 de cloreto para nitrito para os criadores de bagres, mas, com o aumento das taxas de estocagem e alimentação, a proporção recomendada subiu para 6:1. Outros estudos agora sugerem que uma proporção de 10:1 é necessária para proteger suficientemente o bagre do canal e seus híbridos da doença do sangue marrom. Uma proporção de 16:1 suprime completamente a metemoglobinemia em bagres, mas os baixos níveis de formação de sangue marrom encontrados em proporções de 10:1 ou superiores podem ser tolerados por peixes saudáveis. Valores comparáveis parecem ser a regra para muitas outras espécies de água doce, mas pesquisadores na Alemanha descobriram que uma proporção de 24:1 era necessária para a proteção completa contra o acúmulo de nitrito no lúcio-perca (Sander luceoperca).

Os impactos adversos da exposição a altos níveis de nitrogênio foram documentados em vários peixes de água doce. O esturjão pode ser particularmente suscetível, conforme demonstrado por Matsche et al. (2012), enquanto o robalo e outros lepomídeos parecem ser comparativamente resistentes ao nitrito. Pesquisadores da Faculdade de Veterinária de Ontário relataram um evento de mortalidade na primavera associado a altos níveis de nitrito em uma fazenda de trutas ao ar livre que recirculava suprimentos de água em lagos rasos para reutilização posterior (Speare e Backman 1988). Embora os níveis de oxigênio estivessem normais, os peixes se comportavam como se estivessem sofrendo de hipóxia e apresentavam sangue cor de chocolate. Os níveis de nitrito foram medidos em >0,8 ppm. A maioria dos peixes de caça e salmonídeos de criação não tem problemas em tolerar os níveis de cloreto necessários para evitar a ocorrência de sangue marrom. No entanto, em instalações de fluxo contínuo, a adição de quantidades suficientes de sal para proteger continuamente contra a toxicidade do nitrito geralmente não é uma opção, mas, felizmente, a maioria das fontes de água de fluxo contínuo não apresenta problemas de nitrito.

Em muitas regiões temperadas (tanto no hemisfério norte quanto no sul), não é incomum que os níveis de nitrito atinjam 10 ppm em tanques de cultivo de peixes ósseos na primavera, portanto, um nível "seguro" de cloretos a ser atingido antes que a temperatura da água comece a subir seria de 100 ppm. Infelizmente, os nitritos podem ocasionalmente saltar para níveis de até 20 ppm pelos motivos descritos acima e, se isso acontecer, pode ser necessário adicionar mais sal do que o tolerado pela espécie em questão. Outras opções nesses casos são manter o peixe o mais livre de estresse possível, evitar o estresse do manuseio e manter altos níveis de oxigênio dissolvido (5 ppm, por meio de aeração, conforme necessário) até que os nitritos diminuam.

Aviso sazonal

Mesmo que a metemoglobinemia não mate os peixes diretamente, ela pode enfraquecer sua resistência a doenças, especialmente durante a primavera, quando muitas espécies de peixes de água fria e gelada já estão sob estresse. Nos próximos meses, os produtores de peixes da América do Norte e da Europa devem ter em mente que os níveis de cloreto podem cair substancialmente em relação aos valores medidos no outono, como resultado da diluição e da descarga das chuvas de inverno e do derretimento da neve. Para evitar ser pego de surpresa, os níveis de cloreto devem ser documentados agora, durante o inverno. Obviamente, essa mesma recomendação será aplicada no meio do ano para os produtores de peixes do Hemisfério Sul em regiões como a América do Sul, o sul da África e a Austrália

O sal grosso geralmente está disponível a granel em regiões temperadas, mas os fornecedores devem ser identificados e contatados com bastante antecedência, antes que as entregas sejam necessárias. É fundamental evitar suprimentos a granel com aditivos antiaglomerantes ou outros aditivos. Os volumes dos tanques e lagos devem ser estimados com precisão antes da chegada das temperaturas mais altas, e as necessidades de sal a granel devem ser calculadas em equivalentes de ppm. Os kits de teste para cloretos e nitritos podem ser difíceis de encontrar localmente em algumas regiões, portanto, agora é a hora de localizá-los e comprá-los.

Os níveis de nitrito devem ser verificados uma vez por semana, desde o início do clima frio até o aquecimento dos lagos ou tanques na primavera. Os produtores de lagoas podem evitar perdas causadas por nitritos por meio de 1) monitoramento diligente da qualidade da água e do uso de ração durante os meses de inverno, 2) aplicação criteriosa de cloretos e 3) manutenção de níveis ideais de oxigênio dissolvido ao primeiro sinal de metemoglobinemia.