Efecto anabólico y androgénico del esteroide acetato de trembolona en el guppy (Poecilia reticulata)

Anabolic and androgenic effect of steroid trenbolone acetate on guppy (Poecilia reticulata)

Héctor Salgado Zamora* Aída Azpeitia Hernández** Samuel Marañón Herrera** Eduardo Maya Peña**

* Departamento de Química Orgánica, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Prolongación de Carpio esq. Plan de Ayala, Col. Casco de Santo Tomás, 11340, México, D. F.

** Laboratorio de Sistemas Acuícolas, Departamento El Hombre y su Ambiente, Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Xochimilco, Calzada del Hueso 1100, Col. Villa Quietud, 04960, México, D. F.

Recibido el 14 de febrero de 2007
Aceptado el 23 de abril de 2008.

Abstract

The effect of semi–synthetic steroid trenbolone acetate (TBA) on the ornamental fish Poecilia reticulata (guppy) was studied. The steroid at a dose of 300 mg/kg feed was administered to 30 days old juvenile specimens during 60 days. Forty days after treatment was ended, an evaluation aimed to determine the steroid residual effect was undertaken. Survival, masculinization ratio and the drug anabolic effect were analyzed. Results showed TBA to be effective to induce masculinization, differing (P < 0.001) with the control group, which registered 32% males and 68% females. TBA turned out to be an excellent anabolic as well, since treated fish showed weight increase, a larger body and an increased size of caudal fin. The steroid did not cause any damage on the treated population. The survival factor was 93.3% for the treated fish as compared to 83% for the control group.

Key words: Anabolic Steroid, Ornamental Fish, Guppy, Poecilia Reticulata, Masculinization.

Resumen

Se investigó el efecto del esteroide semisintético acetato de trembolona (ATB) en el pez de ornato Poecilia reticulata (guppy). Especímenes juveniles de 30 días de edad fueron tratados con el esteroide a dosis de 300 mg/kg de alimento durante 60 días. Al término del tratamiento, 40 días después, se estimó el efecto residual del esteroide. Se analizó la sobrevivencia, la proporción de peces masculinizados, así como el efecto anabólico. Los resultados indicaron que el ATB es eficaz para inducir la masculinización, a diferencia del grupo testigo, donde se registraron 32% de machos. Asimismo, el ATB tuvo un efecto anabólico, ya que los peces tratados mostraron mayor peso y talla e incremento de la aleta caudal. El esteroide no causó daño en la población tratada, al sobrevivir 93.3% de los peces, comparado con 83% del grupo testigo.

Introducción

El guppy (Poecilia reticulata) es uno de los peces de ornato más apreciado por sus características morfológicas, reproducción y fácil manejo, así como por no requerir de extensiones grandes de terreno para su cultivo y porque su costo de producción es relativamente bajo, con respecto al cultivo de otros peces.¹

La producción comercial del guppy en espacios controlados ha permitido la creación de una industria cuyas ganancias ascienden a varios millones de dólares anuales.^2,3 En algunos países, como Singapur, se han desarrollado proyectos de acuicultura intensiva; ahí el guppy es el principal pez de cultivo, por el volumen de producción y la cantidad de divisas que genera.⁴

La inversión sexual es utilizada para investigar los mecanismos relacionados con la determinación del sexo y diferenciación de las gónadas en peces.^5–7 Al mismo tiempo, es una herramienta útil para aumentar los beneficios derivados de la acuicultura, ya que las poblaciones monosexuales proveen características que incrementan la productividad.⁸

En el guppy, los machos desarrollan caracteres sexuales secundarios más llamativos que las hembras, lo que los cotiza mejor que éstas;^4,7 por tanto, una estrategia de producción será inducir los peces al sexo masculino.¹

Desde hace tiempo se conoce el empleo de esteroides para modificar el sexo en los peces de ornato. En particular, el guppy ha sido masculinizado por el uso del esteroide 17 α–metiltestosterona,^6,9–12 11–cetotestosterona¹³ y androstendiona.¹⁴

Por su parte, el acetato de trembolona (ATB) se ha aplicado como agente masculinizante con eficacia mayor de 90% en el bagre de canal (Ictalurus punctatus),^15,16 tilapia azul (Oreochromis aureus)¹⁷ y tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus).¹⁸ En estos trabajos no existen informes respecto de alguna actividad anabólica inducida por el esteroide.

El ATB es un esteroide sintético con actividad hormonal similar a la testosterona, pero con mayor actividad anabólica¹⁹ y se ha empleado con éxito en forma comercial en las industrias avícola, bovina, porcina y pecuaria. Se le considera como hormona sexual anabólica, según Hoffman y Evers.²⁰

Material y métodos

Se emplearon especímenes juveniles de guppy, variedad king cobra, de 30 ± 1 días de edad, que fueron obtenidos en condiciones de laboratorio; se les mantuvo en tres acuarios de 40 L, a 25 ± 1°C, con concentración de oxígeno a saturación de 6.6 mg/L y pH de 7.0 ± 0.5.

El experimento consistió en un diseño completamente aleatorio con base en dos grupos experimentales, con y sin esteroide; cada tratamiento se realizó por triplicado con 45 peces, correspondiendo 15 por acuario. Se utilizó ATB a 300 mg/kg de alimento comercial,* que fue incorporado mediante evaporación de alcohol.²¹ La preparación del alimento del grupo testigo se realizó con el mismo procedimiento (incluyendo el alcohol), pero sin el esteroide.

La duración del experimento fue de 100 días y se realizó en dos periodos: en el primero, los peces fueron sometidos durante 60 días a la aplicación del ATB, y en el segundo, para evaluar el efecto residual, fueron alimentados durante 40 días con alimento libre de esteroide.

Cada semana se registraron los parámetros morfométricos: longitud total del cuerpo (LC), midiendo desde el inicio de la boca a la base de la aleta caudal; longitud de la aleta caudal (LAC), de la base de la aleta caudal hasta su terminación; altura (A), de la aleta anal hasta la base de la aleta dorsal y peso (P). Las mediciones en longitud se realizaron con un vernier** (± 0.01 cm) y el peso con una balanza digital*** (± 0.001 g). El sexo se determinó al finalizar el primer periodo mediante el reconocimiento de la aleta anal, modificada en los machos como gonopodio.²²

La eficacia del ATB se determinó para cada uno de los periodos experimentales con los indicadores siguientes: a) sobrevivencia, b) masculinización, c) crecimiento de los peces, estimado a dos niveles: en forma puntual, con LC, LAC, A y P; de acuerdo con las funciones: tasa específica de crecimiento: (TEC = ln peso final — ln peso inicial/tiempo x 100), y proporción de la aleta caudal en relación con la longitud del cuerpo (PACLC).

Análisis estadístico

Resultados

Al finalizar el primer periodo de evaluación, el ATB fue eficaz para inducir la masculinización del guppy, contrastando con la proporción de sexos de los peces del grupo testigo. La prueba de Ji cuadrada indicó diferencias significativas en la proporción de machos entre el grupo testigo y los peces tratados (P < 0.001). El ATB no afectó a los peces tratados al registrarse sobrevivencia de 91.2%, que fue mayor a la de los peces que no recibieron el esteroide (82.2%), el análisis de varianza indicó que no existían diferencias significativas (P < 0.05) debido al tratamiento, al periodo experimental ni a la interacción tratamiento–periodo experimental.

Los resultados del segundo periodo indicaron presencia de 32% de peces intersexuales, del total de peces masculinizados en el primer periodo, al registrarse características sexuales secundarias de ambos sexos; como consecuencia, disminuyó la proporción de machos (P < 0.01); esta situación no repercutió en los peces tratados al mantener la misma sobrevivencia. Mientras que el grupo testigo tuvo un ligero descenso de la sobrevivencia (75.6%), pero no difirió significativamente (P < 0.05) con respecto al registro del primer periodo.

En el Cuadro 1 se describe el efecto del esteroide sobre el crecimiento del guppy en los dos periodos experimentales, en el primero se advierte que el ATB manifestó su actividad anabólica al registrarse valores superiores en los peces masculinizados que en los machos del grupo testigo, sobresaliendo la TEC y la PACLC, la diferencia fue de 84.6% y 74.4%, respectivamente.

El análisis de varianza determinó diferencias significativas (P < 0.01) en todas las variables, siendo los valores de las hembras del grupo testigo superiores a la de los machos del mismo grupo experimental y al de los tratados con ATB. La prueba de Tukey indicó que las hembras difieren (P < 0.03) en todas las variables analizadas, con excepción (P > 0.05) de la PACLC de los machos del grupo testigo y la LAC de los machos masculinizados. Mientras que las diferencias (P < 0.05) entre los machos de ambos tratamientos se limitan a la LAC, PACLC y, sobre todo, a la TEC.

En el segundo periodo los machos masculinizados continuaron creciendo, pero no en la misma proporción que en el primer periodo, mientras que los machos del grupo testigo tuvieron crecimiento sobresaliente al registrar valores similares a las hembras del mismo grupo experimental y, a diferencia del primer periodo, la TEC fue similar en los tres grupos experimentales. El análisis de varianza determinó diferencias (P < 0.05) únicamente en las cuatro variables morfométricas, indicando la prueba de Tukey que no había diferencias (P > 0.05) entre los machos y las hembras del grupo testigo, pero ambos diferían (P < 0.05) con los machos tratados con ATB, con excepción (P > 0.05) del peso de los machos del grupo testigo.

En la Figura 1 se muestra el incremento, en porcentaje, de las variables del crecimiento de los peces al pasar del primero al segundo periodos, con excepción del peso, que fue la variable con mayor crecimiento al registrar un incremento de 245 y 87% para los machos del grupo testigo y los masculinizados, respectivamente; mientras las hembras del grupo testigo tuvieron 65.3%. El resto de las variables muestran que los machos del grupo testigo fueron los que tuvieron mayor crecimiento, con excepción de la LAC de los machos masculinizados. Incluso, en este último tratamiento se registraron decrementos en la PACLC y en la TEC, al igual que las hembras en esta última variable.

El análisis de varianza, para los incrementos del crecimiento, determinó diferencias (P < 0.03) en todas las variables, indicando la prueba de Tukey que los machos del grupo testigo y los masculinizados diferían (P < 0.01) en todas las variables, a excepción de la LAC (P > 0.05). El contraste entre los machos y las hembras del grupo testigo muestra un patrón similar, al diferir (P < 0.01) en todas las variables, a excepción de la PACLC (P > 0.05). Mientras que los machos masculinizados y las hembras del grupo testigo difieren (P < 0.01) en LAC, PACLC y TEC.

Discusión

De acuerdo con Reznick,²⁵ la manifestación de los atributos de P. reticulata son una relación de causalidad o un trueque energético, así el aumento de uno de los componentes del ciclo de vida está en proporción inversa al decremento de otro, tal es el caso del balance crecimiento y reproducción y este último en relación con la sobrevivencia. Desde esta perspectiva, para establecer la mejor estrategia de aplicación del ATB en el guppy se tendría que conocer su ciclo biológico, sobre todo la edad en que inicia su actividad sexual, para asociarla con el patrón de crecimiento e impacto ocasionado por el tratamiento con el esteroide. El resultado debe garantizar el éxito de la masculinización, la forma y el tamaño deseado.

Lo anterior tiene sentido al considerar que la información disponible es escasa, por lo que es difícil comparar los resultados aquí descritos con los obtenidos por otros autores. Por tal razón, fue necesario considerar experiencias previamente obtenidas****, que indican que cuando el guppy de 2 ± 1 días de edad es tratado con ATB a la misma concentración y periodo que se utilizó en este trabajo, se obtiene 100% de masculinización y supervivencia de 84.4%, pero el tamaño del cuerpo y de la aleta caudal es mucho menor (P < 0.001) que cuando los peces son tratados a los 30 ± 1 días. Sin embargo, después de 100 días el porcentaje de peces intersexuales es de 5.26% para el tratamiento con peces juveniles, mientras que en esta investigación se obtuvo 38%. De lo anterior se deduce que una mayor edad del pez para administrarle el ATB es determinante para aumentar la sobrevivencia y el tamaño de los peces, con el inconveniente de aumentar la proporción de peces intersexuales.

Con respecto a la edad, el guppy tiene un ciclo biológico corto que se caracteriza por el inicio de la actividad sexual entre la cuarta o quinta semanas de edad²⁶ y se encuentra ligado con el crecimiento,²⁵ que se realiza en tres etapas: la primera se manifiesta en el cuerpo principalmente; en la segunda, el crecimiento se presenta en la aleta caudal; en la tercera, se centra en el desarrollo de la aleta dorsal. A pesar de que la longevidad del guppy es entre 2.5 y tres años, el cuerpo crece solamente hasta los nueve meses de edad, con mayor ritmo durante los cuatro primeros; en ese lapso el pez habrá adquirido 70% de su talla máxima; mientras que la aleta caudal a los cuatro meses, en los machos, habrá alcanzado una tercera parte de su longitud total y a los nueve meses llegará a 90%, aunque es frecuente que alcance una longitud igual a la del cuerpo.²⁷

Lo anterior, indica que cuando se inició el experimento los peces de 30 ± 1 días estaban diferenciados sexualmente y se encontraban en proceso de maduración sexual cuando fueron tratados con el ATB durante 60 días. Al finalizar el primer periodo, los peces tenían 90 ± 1 día, que corresponde a un ciclo de producción comercial.

Los resultados del primer periodo indicaron que los peces masculinizados con el ATB crecieron más que los machos del grupo testigo, al registrar valores superiores en todas las variables del crecimiento, sobretodo la tasa de crecimiento específico que registró una diferencia de 84.6%. Es probable que el incremento de la masa muscular fuera en detrimento del desarrollo de las gónadas y la consecuente esterilización de los peces tratados. De esta manera, los organismos invirtieron energía en el crecimiento y no en la maduración de las gónadas.

En síntesis, los peces tratados con ATB tuvieron una eficacia masculinizante de 100%, que de no haberse aplicado, 68% hubiera sido hembras; no les causó daño al registrar 100% de sobrevivencia; alcanzaron un tamaño superior al de los machos del grupo testigo en menor tiempo y sus registros morfométricos son comparables con los de los machos cultivados en estanques comerciales, con la diferencia de que el esteroide acentuó la coloración de los machos masculinizados y modificó la forma al hacerlos más fusiformes; incluso más estéticos, al presentar cuerpo pequeño con aleta caudal grande, con respecto a la proporción que registraron los machos del grupo testigo.

Al finalizar el segundo periodo, los peces tenían 130 ± 1 días de edad y las hembras del grupo testigo estaban maduras sexualmente, es probable que este estímulo repercutiera sobre los machos, que se encontraban compartiendo los mismos acuarios, al presentar mayor crecimiento que los peces masculinizados, pero con parámetros morfométricos similares al de las hembras.

El análisis del incremento del crecimiento en porcentaje, mostró en forma inobjetable cómo los peces masculinizados y las hembras del grupo testigo continuaron creciendo, pero no al mismo ritmo que en el primer periodo; por el contrario, los machos del grupo testigo presentaron mayor crecimiento, sobre todo en peso. Analizando únicamente la información de los machos masculinizados, la longitud de la aleta caudal fue la única variable que continuó creciendo, no así la proporción de ésta, en relación con la longitud del cuerpo, y, mucho menos, la tasa de crecimiento específico, que presentaron un decremento.

Otro aspecto relevante al finalizar la evaluación es la presencia de 32% de peces intersexuales, lo cual demostró que el efecto residual del ATB se reflejó en las características sexuales secundarias, ya que la masculinización obtenida a los 60 días no fue permanente, e indica que el rango de acción de estos esteroides es corto, por lo que en el momento en que se dejó de administrar, parte de los organismos masculinizados manifestaron características femeninas, lo cual indica que estos peces siguieron produciendo estrógenos. De lo anterior se deduce que el ATB es un compuesto químico cuya estructura molecular le confiere una función androgénica menos virilizante que la testosterona, pero con mayor capacidad anabólica.

Desde una perspectiva comercial, los resultados indican que con base en el acetato de trembolona se puede proponer una estrategia para instrumentar poblaciones monosexuales de machos en el guppy, que podría tener impacto económico en la orientación de su cultivo, si se considera que en las poblaciones silvestres de poecílidos es común que predominen las hembras;²⁸ éstas presentan un cuerpo más robusto y opaco, mientras que los machos tienen cuerpo esbelto y alargado, coloración más intensa y las aletas caudal y dorsal son de mayor tamaño.²⁶ Estas diferencias determinan que el macho sea más apreciado y, por consiguiente, mejor cotizado en el mercado.⁴

En el presente documento se demostró que el proceso biológico puede ser orientado por el uso del ATB para inducir el sexo del pez y mejorar los parámetros morfométricos del guppy, además de que su empleo no es tan restringido porque este tipo de organismo no está destinado al consumo humano.

Un aspecto que es determinante para fines prácticos es cómo considerar a los peces intersexuales en una proyección económica, ya que el macho y la hembra tienen un precio diferencial. Sin embargo, es posible considerar a los peces intersexuales como factor que agrega valor a la producción comercial, pues un escenario deseable sería la obtención de un pez que tenga las características morfológicas vistosas de los machos, pero con la corpulencia de las hembras, en un tiempo máximo de 90 días.

En conclusión, el esteroide acetato de trembolona es buena alternativa para usarse en el guppy, con eficacia masculinizante de 100%, y su efecto anabólico se refleja en el incremento de la tasa de crecimiento y en el tamaño de la aleta caudal de los peces.

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Notas

** Scala, Estados Unidos de América.

*** Mettler, China.

^**** Comunicación personal, Samuel Marañón Herrera et al., 2007