Effect of water velocity on intermediary metabolism of juvenile matrinxã fish (Brycon amazonicus)
Authors: Arbeláez-Rojas Gustavo Alberto , Moraes Gilberto 
Published: August 2024

Summary 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. Key words: energy reserves, fat bulks, metabolic adjustments, performance, sustained swimming. Resumen 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.  Palabras clave: ajustes metabólicos, desempeño, grasa visceral, natación sustentada, reservas energéticas. Resumo 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. Palavras chave: ajustes metabólicos, desempenho, gordura visceral, natação sustentada, reservas energéticas.