ABSTRACT Sustained swimming (SS) usually promotes beneficial effects in growth and feed conversion of fishes. Although feed efficiency is improves at moderate water velocity, more information is required to determine the contributions of this factor on growth and body composition. Body composition and efficiency responses to the use of nutrients were determined in juvenile matrinxa Brycon amazonicus (Spix and Agassiz, 1829) fed with two dietary amounts of protein, 28 or 38% of crude protein (CP), and subjected to sustained swimming at a constant speed of 1.5 body lengths s−1 (BL s−1) or let to free swimming. The fish body composition under SS and fed with 28% of dietary protein showed 22% of increased in bulk protein and a 26% of decrease in water content in the white muscle. Red muscle depicted 70% less water content and a 10% more lipid. Nutrient retention was enhanced in fish subjected to SS and a higher gain of ethereal extract sustained was observed in the white muscle of exercised fish fed with 38% CP. The interaction between swimming and dietary protein resulted in a larger bulk of lipid in red muscle. Fish fed with 28% CP under SS at 1.5 BL s−1 presented the best utilization of dietary nutrients and body composition. Thus, this fish farming procedure is proposed as a promising management strategy for rearing matrinxa.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da densidade de estocagem associada ao exercício de natação nas respostas ao estresse de matrinxã (Brycon amazonicus). Durante 70 dias, os peixes foram submetidos a três densidades de estocagem: BD, baixa densidade de 88 peixes por metro cúbico; DI, densidade intermediária de 176 peixes por metro cúbico; e AD, alta densidade de 353 peixes por metro cúbico. Estas densidades foram combinadas com água parada (grupo não exercitado) ou com água em velocidade moderada (grupo exercitado). O estresse crônico foi observado em AD, e o cortisol e a glicose plasmática aumentaram com a densidade de estocagem. Em AD, os níveis plasmáticos de cortisol foram significativamente menores nos peixes exercitados (135 ng mL-1) do que nos não exercitados (153 ng mL-1). Os maiores acúmulos de glicogênio hepático ocorreram em peixes mantidos em DI e em natação sustentada. Os aminoácidos livres (AAL) hepáticos aumentaram com a densidade de estocagem, particularmente nos peixes não exercitados. As reservas de AAL hepáticos e de ácidos graxos livres hepáticos e musculares foram mobilizados para atender às demandas metabólicas impostas pelo exercício e pela densidade de estocagem. Os parâmetros hematológicos mantiveram-se estáveis. Os resultados são indicativos de que o matrinxã é mais resistente ao estresse quando submetido à natação sustentada e à alta densidade de estocagem que à água parada.

Abstract: The objective of this work was to evaluate the effect of stocking density associated with the swimming exercise on the stress responses of Brycon amazonicus. During 70 days, fish were subjected to three stocking densities: LD, low density of 88 fish per cubic meter; ID, intermediary density of 176 fish per cubic meter; and HD, high density of 353 fish per cubic meter. These densities were combined with static water (non-exercised group) or moderate-speed water (exercised group). Chronic stress was observed in HD, and plasma cortisol and glucose increased with the stocking densities. In HD, levels of plasma cortisol were significantly lower in exercised fish (135 ng mL-1) than in non-exercised ones (153 ng mL-1). The greatest hepatic glycogen bulks occurred in fish kept in ID and sustained swimming. Hepatic free amino acids (FAA) increased with the stocking density, particularly in non-exercised fish. The contents of FAA in the liver and of free fatty acids (FFA) in the liver and muscle were mobilized to meet the metabolic demands imposed by exercise and stocking density. The hematological parameters remained stable. The results show that Brycon amazonicus is more resistant to stress when subjected to sustained swimming and high stocking density than to static water.

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.

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: 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.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da natação sustentada e de níveis de proteína na dieta sobre o crescimento e a resposta hematológica de juvenis de pacu (Piaractus mesopotamicus). Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 3x2, com três níveis de proteína na dieta (24, 28 e 32% de proteína bruta), duas condições de criação (natação sustentada ou água imóvel) e 15 repetições. Os peixes foram submetidos à natação sustentada na velocidade de duas vezes o comprimento corporal por segundo (2 CC s-1), por 45 dias. O nível de proteína da dieta e as condições de nado afetaram o desempenho, o crescimento e o perfil hematológico do pacu. As condições de nado influenciaram os fatores nutricionais, com aumento de ganho de peso diário, taxa de crescimento específico, número de eritrócitos, volume corpuscular médio e hemoglobina corpuscular média. Peixes sob natação sustentada e alimentados com 24% de proteína bruta apresentaram melhor desempenho de crescimento, com maior taxa de crescimento específico (4,11±0,88) e maior ganho em peso diário (2,19±0,47 g por dia). A natação sustentada pode aumentar o desempenho produtivo de pacus e ao mesmo tempo reduzir os níveis de proteína na dieta.

The objective of this work was to evaluate the effect of sustained swimming and dietary protein levels on growth and hematological responses of juvenile pacu (Piaractus mesopotamicus). A completely randomized design was used in a 3x2 factorial arrangement, with three levels of dietary protein (24, 28, and 32% crude protein), two rearing conditions (sustained swimming or motionless water), and 15 replicates. Fish were subjected to sustained swimming at the velocity of two body lengths per second (2 BL s-1), for 45 days. The level of dietary protein and the swimming conditions affected the performance, growth, and hematological profile of pacu. Swimming conditions influenced nutritional factors, increasing daily weight gain, specific growth rate, number of erythrocytes, mean corpuscular volume, and mean corpuscular hemoglobin. Fish under sustained swimming and fed with 24% crude protein showed better growth performance, with higher specific growth rate (4.11±0.88) and higher daily weight gain (2.19±0.47 g per day). Sustained swimming can increase the productive performance of pacu and simultaneously reduce dietary protein levels.

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

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

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da natação sustentada sobre a atividade digestiva proteolítica e o crescimento de juvenis de matrinxã (Brycon amazonicus), alimentados com dois níveis de proteína. Foram utilizados 240 peixes, tratados com 28 ou 38% de proteína bruta (PB), durante 60 dias, em duas situações distintas: em natação sustentada à velocidade de uma vez e meia o comprimento corporal por segundo, e em sistema convencional de cultivo, sem movimento forçado. Os peixes em natação sustentada e alimentados com 28% de PB apresentaram melhor desempenho, expresso como maior crescimento, alta taxa de crescimento específico, maior ganho de peso e melhor eficiência alimentar. A natação sustentada proporcionou aumento significativo da atividade digestiva proteolítica alcalina, proporcional ao conteúdo de proteína na dieta. Juvenis de matrinxã alimentados com dietas com 28% de PB e em natação sustentada apresentam melhor aproveitamento dos nutrientes como consequência de ação proteolítica digestiva mais efetiva.

The objective of this work was to evaluate the effect of sustained swimming speed on the proteolytic digestive activity and growth performance of matrinxã (Brycon amazonicus) juveniles, fed two protein levels. Two-hundred and forty fish were used, fed with 28 or 38% of crude protein (CP) during 60 days, in two different situations: sustained swimming at a speed of 1.5 times the body length per second and in a conventional cultivation system, without forced movement. Fish at sustained swimming and fed 28% CP showed the best performance, expressed as greater growth, higher specific growth rate, greater weight gain and improved feed efficiency. Sustained swimming provided a significant increase in the activity of alkaline proteolytic digestion, proportional to the protein level in the diet. Matrinxã juveniles fed diets with 28% CP and under sustained swimming conditions showed better nutrient assimilation, as a consequence of a more effective proteolytic digestive action.

Modificações deletérias no metabolismo, rendimento de crescimento e composição corporal podem ser observadas em peixes forçados à natação contínua ou intermitente sob velocidades excessivas. Neste trabalho, os efeitos de quatro velocidades de água no crescimento, composição corporal e perfil hematológico foram avaliados em matrinxãs juvenis, Brycon amazonicus. Os peixes (33,3 ± 0,9 g e 13,44 ± 0,1 cm) foram mantidos durante 90 dias em cinco velocidades de água (0,0 – controle; 1,0; 1,5; 2,0 e 2,5 comprimentos corporais - BL por segundo). As melhores velocidades de nadado estiveram entre 1,0 e 1,5 BL s–1, nas quais o crescimento dos peixes foi 20% maior que nas outras. A hemoglobina e as células vermelhas do sangue em 1,5 BL s–1 aumentaram 24% e 18% respectivamente; o hematócrito foi 17 % maior em todos os peixes exercitados; o conteúdo de proteína do músculo branco em 1,0 BL s–1 foi 2% maior; a deposição de lipídio no músculo vermelho em 1,0 BL s–1 foi 22% maior e a retenção de água foi 3% menor. Os níveis de energia bruta aumentaram 10% em todos os peixes exercitados; a retenção de água no fígado foi 6 % menor em 1,0 BL s–1; a composição de lipídio no fígado foi 29% maior do que o controle e 34% maior do que a 1,5 BL s–1; a energia bruta no fígado aumentou em 1.0 BL s–1 comparada com o controle e 2,5 BL s–1. A deposição de lipídio no músculo ventral foi 9% maior em 2,0 BL s–1. Embora alta deposição de lipídio em matrinxã tenha sido obtida em velocidades moderadas de nado, os lipídios podem ser a fonte de combustível principal para manter as exigências metabólicas de matrinxã em exercício. A melhor velocidade de nado para obter o melhor crescimento em matrinxã está entre 1,0 e 1,5 BL s–1.

Deleterious changes in metabolism, growth performance and body composition may be observed if fish are constrained to swimming continuously or intermittently at over-speeds. This study evaluates effects of four water speeds on growth, body composition and hematologic profile of juvenile matrinxã, Brycon amazonicus. Fish (33.3 ± 0.9 g and 13.44 ± 0.1 cm) were held for 90 days in five water speeds (0.0 - control, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 body lengths per second - BLAt swimming speeds ranging on 1.0 and 1.5 BL s–1, in fish growth was 20% higher. Hemoglobin and red blood cells at 1.5 BL s–1 increased 24% and 18% respectively; hematocrit was 17% higher in all exercised fish; protein content of white muscle at 1.0 BL s–1 was 2% higher; lipid deposition in red muscle at 1.0 BL s–1 was 22% higher and water retention 3% lower. Crude energy levels enhanced 10% in all exercised fish; liver water retention was 6% lower at 1.0 BL s–1; liver lipid composition was 29% higher than control and 34% higher than 1.5 BL s–1; liver crude energy increased at 1.0 BL s–1 as compared with control and 2.5 BL s–1. Lipid deposition in ventral muscle was 9% higher at 2.0 BL s–1. Although high lipid deposition of matrinxã has been achieved in moderate swimming speeds, lipids may be the main fuel source to maintain the metabolic demands of exercised matrinxã. The best water flow speed for optimized growth of matrinxã ranged on 1.0 and 1.5 BL s–1.

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.

Foi conduzido um estudo para avaliar o efeito do sistema de cultivo na composição corporal de juvenis de tambaqui e matrinxã, quando cultivados em sistema intensivo, em canal de igarapé, e em sistema semi-intensivo, em viveiros. Foram usados juvenis de tambaqui e matrinxã com comprimento e peso médio inicial de 15,4 cm e 88,3 g e 23,4 cm e 219,4 g, respectivamente. Os juvenis de cada espécie foram estocados a uma densidade de 10 e 1 peixe/m³ no sistema intensivo e semi-intensivo, respectivamente. O período experimental foi de 170 dias e os peixes foram alimentados duas vezes ao dia, até aparente saciedade, com ração extrusada comercial contendo 30% de proteína bruta. A análise da composição corporal de peixe inteiro e filé de tambaqui e matrinxã demostrou que houve menor deposição de gordura e maior retenção de proteína nos peixes cultivados no sistema intensivo, em canal de igarapé, do que naqueles cultivados no sistema semi-intensivo, em viveiros. O desempenho das espécies foi diferenciado dependendo do sistema de cultivo: o tambaqui apresentou diferenças significativas no ganho em peso, sendo este 3,0 vezes maior no sistema semi-intensivo, enquanto o matrinxã não apresentou diferenças significativas no ganho em peso nos dois sistemas de cultivo.

This study analyzed the influence of the fish farming system (intensive, in igarapé channel, or semi-intensive, in ponds) on the body composition of tambaqui, Colossoma macropomum, and matrinxã, Brycon cephalus, juveniles. Tambaqui (15.4 cm and 88.3 g average length and weight, respectively) and matrinxã (23.4 cm and 219.4 g average length and weight, respectively) were stocked at a density of 10 and 1 fish/m² in the intensive and semi-intensive culture system, respectively. Fish were fed to satiation, twice a day, a 30% crude protein comercial extruded feed, for 170 days. The proximate analysis of the edible portion (fillet) and the whole fish, at the end of the culture period, showed less fat deposition and higher protein retention for matrinxã and tambaqui raised in the intensive system. Weight gain was different between the two species, depending on the culture system: tambaqui showed significantly higher in weight gain when raised in the semi-intensive system, whereas matrinxã weight gain was not different in both culture systems.