Mucosal and physiological responses of Atlantic salmon (Salmo salar) in brackish water RAS following peracetic acid-based disinfection

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Osório, João Vasco de Carvalho
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.5/20695
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária
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spelling Mucosal and physiological responses of Atlantic salmon (Salmo salar) in brackish water RAS following peracetic acid-based disinfectionSalmo salardisinfectionfish healthoxidative stressrecirculating aquaculture systemSalmo salardesinfeçãosaúde dos peixesstress oxidativosistema de recirculação em aquaculturaDissertação de Mestrado Integrado em Medicina VeterináriaPeracetic acid (PAA), a strong oxidative disinfectant, is effective against several microorganisms at low concentrations, requires short contact time and degrades rapidly into innocuous residues, thus considered a promising option for routine disinfection in aquaculture production. However, comprehensive knowledge of the impacts of the oxidant PAA on fish health is required for its safe application. This study documented the physiological impacts of periodic PAA exposure in Atlantic salmon (Salmo salar) post-smolts reared in brackish water recirculating aquaculture system. Salmon were exposed to PAA at a concentration of 1 mg/L every 3 days over 6 weeks. Three extensive tissue samplings were conducted (before exposure, 22 and 45 days of periodic PAA exposure). In addition, a stress test was performed before exposure and 45 days post-exposure to assess the effects of periodic exposure during a secondary stress encounter. There was no clear pattern on the changes in plasma stress parameters throughout the exposure trial, except with the glucose level, which significantly decreased over time. Oxidative stress was likely triggered by periodic oxidant exposure, as indicated by the documented significant increase in plasma antioxidants. PAA-induced expression of genes encoding for antioxidants, cytokines, heat shock proteins and mucins demonstrated a tissue-specific pattern: downregulation was observed in the gills and olfactory rosette, upregulation occurred in the skin, and no changes in the liver. Periodic oxidant exposure resulted in histological changes in key mucosal organs (olfactory rosette, skin and gills); pathological alterations were predominant in the gills where cases of epithelial lifting, hypertrophy, hyperplasia and lamellar clubbing were the most commonly identified. Lastly, periodic oxidant exposure did not alter the ability of salmon to mount robust physiological stress responses to a secondary stressor. Collectively, the present study demonstrated that periodic PAA exposure constituted an environmental stressor for which salmon were capable of mounting adaptive responses, both at the systemic and mucosal levels. In addition, periodic PAA exposure promoted the maintenance of stable microbiological water quality and did not affect the biofilter performance. The consequences of this disinfection protocol underscored the potential of PAA as a routine oxidant-based disinfection in salmon RAS production.RESUMO - O ácido paracético (PAA), um desinfetante com fortes propriedades oxidantes, é eficaz contra diversos microrganismos a baixas concentrações, requer um curto tempo de contacto e degrada-se rapidamente em resíduos inócuos, sendo, portanto, considerado uma alternativa promissora para a desinfeção de rotina em aquacultura. No entanto, é necessário um extenso conhecimento relativo aos impactos do PAA na saúde dos peixes para garantir a sua utilização segura. Este estudo documentou as consequências fisiológicas da exposição periódica ao PAA em Salmão do Atlântico (Salmo salar) na fase “post-smolt”, produzido num sistema de recirculação em aquacultura (RAS) de água salobra. Os peixes foram expostos ao PAA a uma concentração de 1 mg/L a cada 3 dias durante 6 semanas. Foram realizadas três recolhas extensivas de tecidos (antes da exposição, e aos dias 22 e 45 de exposição periódica). Além disso, foi realizado um desafio de stress antes do início de exposição e no dia 45 de exposição para avaliar os efeitos da exposição periódica na resposta a um estímulo secundário de stress. Durante o estudo não foi observado nenhum padrão óbvio na evolução dos parâmetros plasmáticos de stress, excetuando os níveis de glucose, que desceram significativamente ao longo do tempo. O stress oxidativo foi induzido provavelmente pela exposição periódica ao oxidante, tal como indicado pelo aumento nos níveis de antioxidantes plasmáticos. A expressão dos genes que codificam antioxidantes, citoquinas, proteínas de choque térmico e mucinas revelou que existe um padrão tecidular específico em resposta ao PAA: foi registado um padrão de inibição nas brânquias e na roseta olfatória, um padrão de indução na pele, enquanto no fígado não foram registadas alterações. A exposição ao PAA provocou alterações histológicas nas brânquias, pele e roseta olfatória, sendo as alterações predominantemente observadas nas brânquias, onde as alterações mais comuns foram casos de edema epitelial, hipertrofia, hiperplasia e “lamelar clubbing”. A exposição periódica ao PAA não afetou a capacidade do salmão para estabelecer uma resposta fisiológica eficiente na presença de um estímulo indutor de stress. De forma geral, este estudo demonstrou que a exposição periódica ao PAA constituiu um estímulo stressante para o qual os peixes foram capazes de apresentar respostas adaptativas, tanto a nível sistémico como nas mucosas. Além disso, a exposição ao PAA promoveu a manutenção da qualidade microbiológica da água e não afetou a performance do biofiltro. As respostas observadas neste protocolo de desinfeção destacam o potencial do PAA como um desinfetante de rotina na produção de salmão em RAS.Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina VeterináriaLazado, CarloAfonso, Fernando Ribeiro AlvesRepositório da Universidade de LisboaOsório, João Vasco de Carvalho2021-12-04T01:30:19Z2020-12-042020-12-04T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.5/20695TID:202581381engOsório JVC 2020. Mucosal and physiological responses of Atlantic salmon (Salmo salar) in brackish water RAS following peracetic acid-based disinfection [dissertação de mestrado]. Lisboa: FMV-Universidade de Lisboa.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-06T14:50:07Zoai:www.repository.utl.pt:10400.5/20695Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:05:22.666062Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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