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Capítulo 17 Inspecção dos Riscos na Saúde dos Animais Aquáticos na Aquapônica

1. 17.1 Introdução

   Original publication 2019 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   A Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos informou uma variedade de motoristas e potenciais problemas associados às novas tendências na produção de alimentos, e a aquaponia foi identificada como um novo processo/prática de produção de alimentos (Afonso et al. 2017). Como novo processo de produção de alimentos, a aquapônica pode ser definida como “a combinação da aquicultura animal e da cultura vegetal, através de uma ligação microbiana e numa relação simbiótica”. Na aquapônica, a abordagem básica é obter benefícios das funções complementares dos organismos e recuperação de nutrientes. A parte aquícola do sistema aplica princípios semelhantes aos sistemas de aquicultura de recirculação (RAS). A Aquaponics ganhou impulso devido às suas características superiores em comparação com os sistemas de produção tradicionais. Assim, a aquaponia parece capaz de manter os ecossistemas e fortalecer a capacidade de adaptação às mudanças climáticas, clima extremo, seca, inundações e outros desastres. Esses atributos estão ao alcance, mas como em outras produções agro-aquícolas, a aquapônica não está livre de riscos. Dada a complexidade da aquapônica como ambiente de co-produção de animais aquáticos com plantas, os perigos e riscos podem ser mais complicados.

   A tónica neste capítulo incide nas categorias de risco (isto é, saúde/doença animal) e não nos riscos específicos (por exemplo, doença da flectobacilosis). Na aquicultura tradicional, alguns dos tipos mais comuns de riscos de produção são doenças resultantes de agentes patogénicos, qualidade inadequada da água e falha do sistema. Snieszko (1974) relatou que as doenças infecciosas dos peixes ocorrem quando os peixes suscetíveis são expostos a patógenos virulentos sob certas condições ambientais. Assim, a interação de patógenos, qualidade da água e resistência dos peixes está ligada à ocorrência da doença. Pesquisas anteriores utilizando métodos de risco estudaram as vias de introdução de patógenos de animais aquáticos, a fim de garantir o comércio seguro (por exemplo, análises de risco de importação) e apoiar a biossegurança (Peeler e Taylor 2011). Considerando a semelhança da aquaponia com a RAS, espera-se que os problemas sanitários dos animais aquáticos em aquánicos possam ser idênticos aos animais aquáticos em RAS. Especificamente, as flutuações na qualidade da água podem aumentar a susceptibilidade dos peixes a agentes patogénicos (isto é, organismos causadores de doenças, tais como vírus, bactérias, parasitas, fungos) na SRA e causar surtos de doenças. Os microrganismos em sistemas fechados, como RAS ou aquapônica, são importantes em termos de manutenção da saúde dos peixes. Assim, Xue et al. (2017) relataram a correlação potencial entre doenças de peixes e populações bacterianas ambientais na SRA. Alta densidade de patógenos e possibilidades limitadas de medicação tornam o sistema propenso a problemas de doença. Doenças ou problemas de saúde podem causar perdas catastróficas com diminuição da sobrevida ou baixos índices de conversão alimentar. Independentemente do risco potencial que se torna problemático, cada um tem o mesmo impacto: um declínio global na produção de um produto de qualidade comercializável que resulta em perda financeira (McIntosh 2008). As doenças só podem ser prevenidas quando os riscos são reconhecidos e controlados antes da ocorrência da doença (Nowak 2004). A gravidade dos riscos difere e provavelmente mudará dependendo de quando cada um for encontrado durante o ciclo de produção.

2. 17.2 Aquapônica e Risco: Uma Perspectiva de Desenvolvimento para a Saúde dos Peixes

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   Os agentes patogénicos dos peixes são prevalentes no ambiente aquático, e os peixes são geralmente capazes de resistir a eles, a menos que sejam sobrecarregados pela carga alostática (Yavuzcan Yıldız e Seçer 2017). A alostasis refere-se à “estabilidade através da mudança” proposta por Sterling e Eyer (1988). Simplificando, este é o esforço dos peixes para manter a homeostase através de mudanças na fisiologia. A carga alostática de peixes em aquapônica pode ser um fator desafiador, já que a aquapônica é um sistema complexo principalmente em termos de qualidade da água e da comunidade microbiana no sistema. Assim, as doenças dos peixes são geralmente espéciese sistema específico. Doenças aquapônicas específicas ainda não foram descritas. A partir da aquicultura, sabe-se que as doenças dos peixes são difíceis de detectar e são geralmente o resultado final da interação entre vários fatores que envolvem o ambiente, o estado nutricional dos peixes, a robustez imunológica dos peixes, a existência de um agente infeccioso e/ou má pecuária e manejo práticas. Para sustentar sistemas aquánicos, é necessário desenvolver uma abordagem de gestão da saúde aquática considerando as espécies cultivadas, a complexidade dos ambientes em aquapônica e o tipo de gestão do sistema aquapônico. A rendibilidade da produção aquapónica pode ser afectada por pequenas reduções percentuais da produção, tal como observado na aquicultura (Subasinghe 2005).

   A Aquaponics é uma abordagem sustentável e inovadora para os futuros sistemas de produção de alimentos, mas este sistema integrado de produção mostra atualmente dificuldades em passar da fase experimental ou de módulos de pequena escala para a produção em grande escala. Pode-se supor que a falta de sucesso econômico deste sistema de produção altamente sustentável se deve a grandes gargalos ainda não abordados cientificamente. Sem dúvida, a relação custo-efetividade e as capacidades técnicas dos sistemas aquapônicos precisam de mais pesquisas para realizar uma ampliação da produção (Junge et al. 2017). As actividades de investigação e as inovações aplicadas desde a década de 1980 transformaram a tecnologia aquapónica num sistema viável de produção alimentar e, embora as plantas de pequena escala e as plantas estruturadas de investigação já sejam viáveis, a aquapónica à escala comercial não é frequentemente economicamente viável. As vantagens reivindicadas atribuídas e reconhecidas para os sistemas aquapônicos são as seguintes: redução significativa no uso de água (em comparação com os métodos tradicionais do solo de plantas em cultivo), vegetais maiores e mais saudáveis do que quando cultivados no solo, produção de plantas não requer fertilizantes artificiais e produtos aquapônicos estão livres de antibióticos, pesticidas e herbicidas.

   17.2.1 Visão geral da análise de risco

   O risco é definido como “incerteza e gravidade das consequências de uma atividade” (Aven 2016), e o quadro de risco reflete (i) probabilidades/frequências de perigos/ ameaças, (ii) perdas esperadas devido à ocorrência de tal perigo/ameaça e (iii) fatores que poderiam criar grandes desvios entre resultados esperados e os resultados reais (incertezas, vulnerabilidades). A análise de risco oferece ferramentas para julgar o risco e auxiliar na tomada de decisões (Ahl et al. 1993; MacDiarmid 1997). A análise de risco baseia-se na utilização sistemática das informações disponíveis para a tomada de decisões, utilizando os componentes da identificação dos perigos, da avaliação dos riscos, da gestão dos riscos e da comunicação dos riscos, tal como indicado pela Organização Mundial da Saúde Animal (OIE) (Fig. 17.1). Este quadro é comumente usado para análise de risco de patógenos (Peeler et al. 2007).

   

   Fig. 17.1 Análise de risco (OIE 2017)

   A análise de risco na produção de alimentos, incluindo a aquaponia, pode ser aplicada em muitos casos, como segurança alimentar, espécies invasoras, rentabilidade da produção, comércio e investimento, e para preferência do consumidor por produtos seguros e de alta qualidade (BondaDreantaso et al. 2005; Copp et al. 2016). Os benefícios da aplicação da análise de risco na aquicultura tornaram-se mais claramente ligados à sustentabilidade, rentabilidade e eficiência deste sector, e esta abordagem pode também ser eficaz para o sector da aquapónica. Portanto, a introdução da doença e a transmissão potencial de agentes patogênicos podem ser avaliadas no contexto do risco para a saúde dos animais aquáticos (Peeler et al. 2007). Vários acordos, convenções e protocolos internacionais abrangem a saúde humana, animal e fitossanidade, a aquicultura, a pesca selvagem e o ambiente geral no domínio dos riscos. Os acordos e protocolos mais abrangentes e amplos são o Acordo Sanitário e Fitossanitário da Organização Mundial do Comércio (OMC), a Convenção do Programa Ambiental das Nações Unidas (PNUA) sobre Diversidade Biológica e o acordo suplementar Protocolo de Cartagena sobre Biossegurança e o Codex Alimentarius ( Mackenzie et al. 2003; Rivera-Torres 2003).

   Um desafio fundamental em relação ao campo de risco está relacionado com o nosso conhecimento profundo. As decisões de risco são situações relacionadas caracterizadas por grandes incertezas (Aven 2016). Especificamente, a análise de risco para a saúde animal depende dos conhecimentos adquiridos a partir de estudos de epidemiologia e estatística. Oidtmann et al. (2013) apontam que a principal restrição no desenvolvimento de delineamentos de vigilância baseada em risco (RBS) no contexto aquático é a falta de dados publicados para avançar no desenho da RBS. Assim, para aumentar robusto

   Quadro 17.1 Necessidades de investigação composta para a saúde dos animais aquáticos em aquapônica

   tabela cabeça tr class="cabeçalho” ThreSearch área/th th Necessidade de /th /tr /cabeça tbody tr class="ímpar” td rowspan=7 Pesquisa básico/td td Compreender o conceito de saúde e bem-estar dos animais aquáticos na aquapônica em termos das espécies de organismos aquáticos e do sistema utilizado /td /tr tr class="mesmo” td Compreensão do conceito de stress/stressor para organismos aquáticos em aquaponia pela espécie e pelo sistema utilizado /td /tr tr class="ímpar” td Compreender a carga alostática para organismos aquáticos e o surgimento de doenças /td /tr tr class="mesmo” td Compreender o conceito de bem-estar na aquaponia /td /tr tr class="ímpar” td Caracterização dos parâmetros críticos de qualidade da água contra a saúde dos animais aquáticos /td /tr tr class="mesmo” td Compreender a sensibilidade dos organismos aquáticos ao ambiente aquapónico /td /tr tr class="ímpar” td Revelando o perfil microbiano para os diferentes sistemas da aquapônica /td /tr tr class="mesmo” Indicadores de saúde TD/td td Desenvolvimento e validação de indicadores sanitários para animais aquáticos criados nos sistemas aquánicos /td /tr tr class="ímpar” td rowspan=2 Desenvolvimento de banco de dados/td td Dados de campo sobre a saúde/doença dos animais aquáticos na aquapônica /td /tr tr class="mesmo” td Dados de campo sobre o perfil microbiano, incluindo agentes patogénicos /td /tr /tbody /tabela

   conhecimento dos riscos na aquaponia, são necessários estudos que aumentem os dados científicos e reduzam as fragilidades específicas e os campos incertos nas operações aquapónicas. Algumas áreas de pesquisa que exigem mais dados para análise de risco em sistemas aquapônicos são apresentadas a seguir (Tabela 17.1).

   Em termos de análise de risco para doenças dos animais aquáticos ou para a saúde em sistemas aquánicos, o Código Sanitário dos Animais Aquáticos da OIE (Código Aquático) pode ser considerado porque o Código Aquático estabelece normas para a melhoria da saúde e do bem-estar dos animais aquáticos dos peixes de viveiro em todo o mundo e para a segurança internacional comércio de animais aquáticos e seus produtos. O presente código inclui igualmente a utilização de agentes antimicrobianos em animais aquáticos (OIE 2017).

3. 17.3 Identificação de Perigo

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   Na análise de risco, um perigo é geralmente especificado descrevendo o que pode dar errado e como isso pode acontecer (Ahl et al. 1993). Um perigo refere-se não apenas à magnitude de um efeito adverso, mas também à probabilidade de ocorrência do efeito adverso (Müller-Graf et al. 2012). A identificação dos perigos é importante para revelar os factores que podem favorecer o estabelecimento de uma doença e/ou potencial ameaça de agentes patogénicos, ou de outro modo prejudiciais para o bem-estar dos peixes. Os agentes patogénicos biológicos são reconhecidos como perigosos na aquicultura por Bondad-Reantaso et al. (2008). Uma ampla gama de fatores pode ser levada em consideração desde que estejam associados à ocorrência da doença, ou seja, são perigos.

   Quadro 17.2 Lista dos perigos potenciais para a saúde dos animais aquáticos na aquapónica

   tabela cabeça tr class="cabeçalho” th/th th Identificação do perigo /th th Especificação de perigo /th /tr /cabeça tbody tr class="ímpar” td rowspan=9 abiótico/TD td pH /td td Mudança muito alta/muito baixa/rápida /td /tr tr class="mesmo” td A temperatura da água /td td Mudança muito alta/muito baixa/rápida /td /tr tr class="ímpar” td Sólidos suspensos /td td Muito alto /td /tr tr class="mesmo” td Teor de oxigénio dissolvido /td td Muito baixo /td /tr tr class="ímpar” td Conteúdo de dióxido de carbono /td td Muito alto /td /tr tr class="mesmo” td Teor de amoníaco /td td Muito alto, dependente do pH /td /tr tr class="ímpar” td Teor de nitrito /td td Muito alto /td /tr tr class="mesmo” td Teor de nitratos /td td Extremamente alto /td /tr tr class="ímpar” td Teor de metal /td td Muito alto, dependente do pH /td /tr tr class="mesmo” td rowspan=2 biótico/TD td Densidade de estoque /td td Muito alto/muito baixo /td /tr tr class="ímpar” td Bioincrustação /td td/td /tr tr class="mesmo” td rowspan=3 Alimentação/TD td Nutrientes das espécies de peixes /td td Excedente/deficiência /td /tr tr class="ímpar” td Frequência de alimentação /td td Alimentação inadequada/inadequada /td /tr tr class="mesmo” td Toxinas dietéticas /td td/td /tr tr class="ímpar” td/td td Aditivos alimentares /td td Promotores de crescimento inadequados /td /tr tr class="mesmo” td rowspan=6 gerenciamento/TD td Projeto de sistema Aquapônico /td td Design de sistema ruim /td /tr tr class="ímpar” td Espécies de /td td Inadequado para aquapônica /td /tr tr class="mesmo” td Questões operacionais (circulação de água, biofiltro, mecânica) /td td/td /tr tr class="ímpar” td Uso de quimioterapêuticos /td td Ameaça para o equilíbrio microbiano /td /tr tr class="mesmo” td Higiene do pessoal /td td/td /tr tr class="ímpar” td Biossegurança /td td/td /tr tr class="mesmo” td rowspan=3 Bem-vindo/TD td Estressores /td td Muito alto /td /tr tr class="ímpar” td Carga alostática /td td Alta /td /tr tr class="mesmo” td Condições de criação /td td Suboptimal /td /tr tr class="ímpar” td rowspan=3 doenças/DD td Doenças nutricionais /td td/td /tr tr class="mesmo” td Doenças ambientais /td td/td /tr tr class="ímpar” td Doenças infecciosas /td td/td /tr /tbody /tabela

   A sustentabilidade da aquapônica está ligada a uma variedade de fatores, incluindo o desenho do sistema, as características da ração dos peixes e das fezes, o bem-estar dos peixes e a eliminação de agentes patogênicos do sistema (Palm et al. 2014a, b). Goddek (2016) relatou que os sistemas aquapônicos são caracterizados por uma ampla gama de microflora como peixes e biofiltração existem na mesma massa de água. Uma vez que existe uma grande variedade de microflora nas práticas aquapônicas, a ocorrência de patógenos e riscos para a saúde humana também deve ser considerada, a fim de garantir a segurança alimentar. Em termos de sustentabilidade dos sistemas aquapônicos, a eliminação de patógenos para prevenir perdas por doenças pode ser um fator desafiador quando a produção de animais aquáticos é intensificada.

   A utilização de quimioterápicos na aquicultura para combater os agentes patogénicos apresenta uma série de perigos e riscos potenciais para os sistemas de produção, o ambiente e a saúde humana (Bondad-Reantaso e Subasinghe 2008) (Quadro 17.2).

   Para eliminar os perigos, as fases de criação de peixes e de cultivo de plantas devem ser consideradas separadamente. Os maiores riscos na criação de peixes estão relacionados à qualidade da água, densidade dos peixes, qualidade da alimentação e quantidade e doença (Yavuzcan Yildiz et al. 2017). Dependendo das espécies de peixes criados, o nível de risco pode aumentar se a espécie não for adequada às condições do sistema específico. Por exemplo, o potássio é frequentemente suplementado em sistemas aquapônicos para promover o crescimento das plantas, mas resulta em desempenho reduzido em baixo listrado híbrido. Normalmente, espécies tolerantes à cultura de água doce e de alta densidade são utilizadas na aquapônica. As espécies mais comuns de peixes em sistemas comerciais são Tilapia e peixes ornamentais. O peixe-gato do canal, o robalo de largemouth, o crappies, a truta arco-íris, o pacu, a carpa comum, a carpa koi, o peixe-dourado, o robalo asiático (ou o barramundi) e o bacalhau Murray estão entre as espécies que foram testadas (Rakocy et al. 2006). A tilápia, uma espécie de água quente, altamente tolerante aos parâmetros flutuantes da água (pH, temperatura, oxigênio e sólidos dissolvidos), é a espécie em grande parte criada na maioria dos sistemas aquapônicos comerciais na América do Norte e em outros lugares. Os resultados de uma pesquisa online recente, baseada em respostas de 257 entrevistados, mostraram que Tilapia é criada em 69% das plantas aquapônicas (Love et al. 2015). Tilapia apresenta um interesse económico em alguns mercados, mas não em outros. No mesmo inquérito (Love et al. 2015), outras espécies utilizadas foram peixes ornamentais (43%), bagre (25%), outros animais aquáticos (18%), poleiro (16%), bluegill (15%), truta (10%) e baixo (7%). Uma das principais fraquezas nos sistemas aquapônicos é a gestão da qualidade da água para atender às exigências do peixe criado em tanque, enquanto as culturas cultivadas são tratadas como a segunda etapa do processo. Os peixes necessitam de água com parâmetros adequados para oxigênio, dióxido de carbono, amônia, nitrato, nitrito, pH, cloro e outros. Um alto nível de sólidos em suspensão pode afetar o estado de saúde dos peixes (Yavuzcan Yildiz et al. 2017), provocando danos à estrutura brânquias, como elevação do epitélio, hiperplasia no sistema pilar e redução do volume epitelial (Au et al. 2004). A densidade e a alimentação dos peixes (taxa e volume de alimentação, composição e características dos alimentos) afectam os processos de digestão e as actividades metabólicas dos peixes e, consequentemente, as catabolitas, os sólidos totais dissolvidos (TDS) e os subprodutos residuais (fezes e alimentos não consumidos) na água de criação. O princípio básico em que o sistema aquapônico se baseia é a utilização de catabólitos na água para o crescimento das plantas. Os sistemas aquapônicos requerem 16 nutrientes essenciais e todos esses macro e micronutrientes devem ser equilibrados para o crescimento ideal da planta. Um excesso de um nutriente pode afetar negativamente a biodisponibilidade de outros (Rakocy et al. 2006). Portanto, o monitoramento contínuo dos parâmetros da água é essencial para manter a qualidade da água adequada ao crescimento de peixes e culturas e maximizar os benefícios do processo. A redução da troca de água e a baixa taxa de crescimento das culturas podem criar concentrações de nutrientes tóxicos na água para peixes e culturas. Por outro lado, a adição de alguns micronutrientes (FESUP+2/SUP, MNSup+2/Sup, Cusup+2/Sup, BSUP+3/SUP e MOSUP+6/SUP), normalmente escassa na água onde os peixes são criados, é essencial para sustentar adequadamente a produção vegetal. Em comparação com a cultura hidropônica, as culturas em sistemas aquapônicos requerem níveis mais baixos de sólidos dissolvidos totais (TDS, 200—400 ppm) ou EC (0,3—0,6 mmhos/cm) e requerem, como peixes, um alto nível de oxigênio dissolvido na água (Rakocy et al. 2006) para a respiração radicular.

4. 17.4 Gestão da saúde dos peixes

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   17.4.1 Doenças e prevenção dos peixes

   Embora as doenças dos peixes causadas por bactérias, vírus, parasitas ou fungos possam ter um impacto negativo significativo na aquicultura (Kabata 1985), o aparecimento de uma doença em sistemas aquapônicos pode ser ainda mais devastador. A manutenção da saúde dos peixes em sistemas aquapônicos é mais difícil do que na RAS, e, de fato, o controle das doenças dos peixes é um dos principais desafios para a aquapônica bem-sucedida (Sirakov et al. 2016). As doenças que afectam os peixes podem ser divididas em duas categorias: doenças infecciosas e não infecciosas dos peixes. As doenças infecciosas são causadas por diferentes patógenos microbianos transmitidos do meio ambiente ou de outros peixes. Os agentes patogénicos podem ser transmitidos entre os peixes (transmissão horizontal) ou verticalmente, por ovos infectados (externamente ou internamente) ou leite infectado. Mais da metade dos surtos de doenças infecciosas na aquicultura (54,9%) são causados por bactérias, seguidas por vírus, parasitas e fungos (McLoughlin e Graham 2007). Muitas vezes, embora os sinais clínicos ou lesões não estejam presentes, os peixes podem transportar patógenos em estado subclínico ou portador (Winton 2002). As doenças dos peixes podem ser causadas por bactérias onipresentes, presentes em qualquer água contendo enriquecimento orgânico. Sob certas condições, as bactérias rapidamente se tornam patógenos oportunistas. A presença de baixos números de parasitas nas brânquias ou na pele geralmente não leva a problemas de saúde significativos. A capacidade de um patógeno causar doenças clínicas depende da inter-relação de seis componentes principais relacionados ao peixe e ao ambiente em que vive (estado fisiológico, hospedeiro, criação, ambiente, nutrição e patógeno). Se algum dos componentes for fraco, isso afetará o estado de saúde do peixe (Plumb e Hanson 2011). As doenças não infecciosas geralmente estão relacionadas a fatores ambientais, nutrição inadequada ou defeitos genéticos (Parker 2012). A gestão bem-sucedida da saúde dos peixes é realizada através da prevenção de doenças, redução da incidência de doenças infecciosas e redução da gravidade da doença quando ocorre. Evitar o contato entre os peixes suscetíveis e um patógeno deve ser um objetivo crítico, a fim de prevenir surtos de doenças infecciosas.

   Três medidas principais para atingir este objectivo são:

   • Utilização de abastecimento de água sem agentes patogénicos.

   • Utilização de reservas certificadas isentas de agentes patogénicos.

   • Atenção estrita ao saneamento (Winton 2002).

   A aplicação destas medidas reduzirá a exposição dos peixes a agentes patogénicos. No entanto, é praticamente impossível definir todos os agentes que possam causar doenças no ambiente aquático e evitar completamente a exposição do hospedeiro a agentes patogénicos. Certos fatores, como a superlotação, aumentam a susceptibilidade dos peixes à infecção e à transmissão de patógenos. Por essa razão, muitos agentes patogénicos que não causam doenças nos peixes selvagens podem causar surtos de doenças com altas taxas de mortalidade em sistemas de produção de peixes de alta densidade. Para evitar isso, o nível de infecção dos peixes na aquapônica deve ser continuamente monitorizado. A manutenção da biossegurança na aquaponia é importante não só do ponto de vista económico, mas também para o bem-estar dos peixes. A aparição de qualquer patógeno de peixes em espaços restritos e sob alta densidade populacional constituirá inevitavelmente uma ameaça para a saúde dos peixes, tanto para os indivíduos afetados pelo patógeno quanto para aqueles que ainda não foram afetados.

   O objetivo da biossegurança é a implementação de práticas e procedimentos que reduzam os riscos de:

   • Introdução de agentes patogênicos na instalação.

   • Espalhamento de patógenos por toda a instalação.

   • Presença de condições que podem aumentar a susceptibilidade à infecção e à doença (Bebak-Williams et al. 2007).

   A consecução desse objetivo envolve protocolos de gestão para evitar que patógenos específicos entrem no sistema produtivo. A quarentena é um importante componente de biossegurança para a prevenção do contato com agentes infecciosos e é usada quando os peixes são movidos de uma área para outra. Todos os peixes recém-adquiridos são colocados em quarentena antes de serem introduzidos em populações estabelecidas. Os peixes em quarentena são isolados durante um período de tempo específico antes da sua libertação em contacto com uma população residente, de preferência numa zona separada com equipamento específico (Plumb e Hanson 2011). Os novos peixes permanecem em quarentena até que se mostre isentos de doenças. É aconselhável, em alguns casos, colocar em quarentena novos peixes num tanque de isolamento durante 45 dias antes de os adicionar ao sistema principal (Somerville et al. 2014). Durante a quarentena, os peixes são monitorados quanto a sinais de doença e amostrados quanto à presença de agentes infecciosos. Os tratamentos profiláticos podem ser iniciados durante o período de quarentena, a fim de remover as cargas iniciais de parasitas externos.

   Para a prevenção de doenças, recomenda-se certas medidas para reduzir os fatores de risco:

   • Administrar vacinas comerciais contra vários agentes patogénicos virais e bacterianos de peixes. As vias de aplicação mais comuns são por injeção, imersão ou via alimento.

   • Raça estirpes de peixes que são mais resistentes a certos agentes patogénicos dos peixes. Embora Evenhuis et al. (2015) relatem que cepas de peixes com maior resistência simultânea a duas doenças bacterianas (columnaris e doença bacteriana da água fria) estão disponíveis, há evidências de que pode ocorrer maior susceptibilidade a outros patógenos (Das e Sahoo 2014; Henryon et al. 2005).

   • Tomar medidas preventivas e corretivas para prevenir o estresse nos peixes. Uma vez que vários estressores estão presentes em cada etapa da produção aquapônica, a prevenção e o manejo do estresse através do monitoramento e prevenção minimizam sua influência na saúde dos peixes.

   • Evitar alta densidade de estoque, que causa estresse e pode aumentar a incidência da doença, mesmo que outros fatores ambientais sejam aceitáveis. Além disso, a alta densidade de estoque aumenta a possibilidade de lesões cutâneas, que são locais de várias entradas de patógenos no organismo.

   • Remover regularmente contaminantes da água (alimentos não consumidos, fezes e outras partículas orgânicas). Os peixes mortos ou moribundos devem ser removidos prontamente, pois podem servir como potenciais fontes de doença para o restante animal e um terreno fértil para outros, bem como incrustação da água quando se decompõe (Sitjà-Bobadilla e Oidtmann 2017).

   • Desinfectar todos os equipamentos utilizados para limpeza de tanques e manipulação de peixes. Após uma desinfecção adequada, todos os equipamentos devem ser enxaguados com água limpa. Recomenda-se o uso de banhos de pés e lavagem das mãos com sabão desinfetante na entrada e dentro dos edifícios. Essas etapas diminuem diretamente o potencial de disseminação de agentes patogênicos (Sitjà-Bobadilla e Oidtmann 2017). Certos produtos químicos utilizados como desinfetantes (tais como cloreto de benzalcónio, cloramina B e T, iodoforos) são eficazes na prevenção de doenças.

   • Administrar aditivos dietéticos e imunoestimulantes para melhorar a saúde e reduzir os impactos da doença. Tais dietas contêm vários ingredientes importantes para a melhoria da saúde e resistência a doenças (Anderson 1992; Tacchi et al. 2011). Existe uma ampla gama de produtos e moléculas, incluindo produtos vegetais naturais, imunoestimulantes, vitaminas, microorganismos, ácidos orgânicos, óleos essenciais, prebióticos, probióticos, sinbióticos, nucleotídeos, vitaminas, etc. (Austin e Austin 2016; Koshio 2016; Martin e Król 2017).

   • Segregar peixes por idade e espécies para prevenção de doenças, uma vez que a susceptibilidade a certos agentes patogénicos varia com a idade, e certos agentes patogénicos são específicos de algumas espécies de peixes. Geralmente, os peixes jovens são mais suscetíveis a patógenos do que os peixes mais velhos (Plumb e Hanson 2011).

   Manter a saúde dos peixes na aquaponia requer uma gestão adequada da saúde e atenção contínua. A melhor saúde dos peixes é alcançada através de medidas de biossegurança, tecnologia de produção adequada e práticas de gestão da pecuária que permitem condições ideais. Tal como mencionado, a prevenção através de condições óptimas de criação e procedimentos de biossegurança são a melhor forma de evitar doenças dos peixes. Invariavelmente, no entanto, um patógeno pode aparecer no sistema. A primeira e mais importante ação é identificar o patógeno corretamente.

   17.4.2 Diagnóstico da Doença (Identificação de Peixes Doentes)

   O reconhecimento precoce de peixes doentes é importante para manter a saúde da unidade de aquicultura no sistema aquaponico. O diagnóstico preciso e a resposta imediata impedirão a propagação da doença para outros peixes, minimizando assim as perdas.

   O exame dos peixes vivos começa pela observação do seu comportamento. A observação diária constante e cuidadosa permite o reconhecimento precoce de peixes doentes. Em regra, os peixes devem ser observados para alterações comportamentais antes, durante e após a alimentação.

   Peixes saudáveis exibem movimentos de natação rápidos e energéticos e um forte apetite. Eles nadam em padrões normais específicos de espécies e têm pele intacta sem descolorações (Somerville et al. 2014). Os peixes doentes apresentam várias alterações comportamentais com ou sem alterações visíveis na aparência física. O indicador mais óbvio de deterioração da saúde dos peixes é a redução (cessação) da atividade alimentar, geralmente como resultado de um estresse ambiental e/ou de uma doença infecciosa/parasitária. O sinal mais óbvio de doença é a presença de animais mortos ou moribundos (Parker 2012; Plumb e Hanson 2011).

   As alterações comportamentais em peixes doentes podem incluir natação anormal (nadar perto da superfície, ao longo dos lados do tanque, aglomeração na entrada de água, turbilhar, torcer, dardos, nadar de cabeça para baixo), piscar, arranhar na parte inferior ou nos lados do tanque, movimento anormalmente lento, perda de equilíbrio, fraqueza, pendurado listlessly abaixo da superfície, deitado no fundo e ofegante na superfície da água (sinal de baixo nível de oxigênio) ou não reagindo a estímulos externos. Além das alterações comportamentais, os peixes doentes apresentam sinais físicos que podem ser vistos a olho nu. Estes sinais grosseiros podem ser externos, internos ou ambos e podem incluir perda de massa corporal; abdómen distendido ou hidropisia; deformação da coluna vertebral; escurecimento ou clareamento da pele; aumento da produção de muco; áreas descoloridas no corpo; erosões cutâneas, úlceras ou feridas; dano da barbatana; perda de escala; cistos; tumores; inchaço no corpo ou nas brânquias; hemorragias, especialmente na cabeça e no istmo, nos olhos e na base das barbatanas; e olhos abaulados (olho-pop, exoftalmia) ou endoftalmia (olhos afundados). Os sinais internos são alterações no tamanho, cor e textura dos órgãos ou tecidos, acumulação de fluidos nas cavidades corporais e presença de formações patológicas como tumores, cistos, hematomas e lesões necróticas (Noga 2010; Parker 2012; Plumb and Hanson 2011; Winton 2002).

   Em caso de suspeita de deterioração da saúde dos peixes, o primeiro passo é verificar a qualidade da água (temperatura da água, oxigênio dissolvido, pH, níveis de amônia, nitrito e nitrato) e responder prontamente a quaisquer desvios do intervalo ideal. Se a maioria dos peixes no tanque tiver um comportamento anormal e apresentar sinais inespecíficos de doença, é provável que haja uma alteração nas condições ambientais (Parker 2012; Somerville et al. 2014). Baixo oxigênio (hipoxia) é uma causa freqüente de mortalidade de peixes. Os peixes em água com baixo oxigênio são letárgicos, se reúnem perto da superfície da água, suspira pelo ar e têm pigmentação mais brilhante. Peixes moribundos exibem respiração agonal, com boca aberta e opercula queimada. Estes sinais também são evidentes nas carcaças de peixes. Altos níveis de amônia causam hiperexcitabilidade com espasmos musculares, cessação da alimentação e morte. O desvio crônico dos níveis ótimos resulta em anemia e diminuição do crescimento e da resistência à doença. Os peixes envenenados por nitritos apresentam alterações comportamentais características da hipóxia com brânquias castanhas ou castanhas e sangue castanho (Noga 2010).

   Quando apenas poucos peixes apresentam sinais de doença, é imperativo removê-los imediatamente, a fim de parar e evitar a propagação do agente da doença para os outros peixes. Nos estágios iniciais de um surto de doença, geralmente apenas alguns peixes mostrarão sinais e morrerão. Nos dias seguintes, haverá um aumento gradual da taxa de mortalidade diária. O peixe doente deve ser cuidadosamente examinado para determinar a causa. Apenas algumas doenças dos peixes produzem sinais comportamentais e físicos patognomônicos (específicos de uma determinada doença). No entanto, uma observação cuidadosa muitas vezes permitirá que o examinador reduza a causa para condições ambientais ou agentes da doença. Em caso de surto grave de doença, um veterinário de peixes ou especialista em saúde deve ser contactado imediatamente para obter opções de diagnóstico profissional e gestão da doença. Para resolver o problema da doença, o diagnosticador precisará de uma descrição detalhada dos sinais comportamentais e físicos exibidos pelos peixes doentes, registros diários dos parâmetros de qualidade da água, origem do peixe, data e tamanho do peixe no estoque, taxa de alimentação, taxa de crescimento e mortalidade diária ( Parker 2012; Plumb e Hanson 2011; Somerville et al. 2014).

5. 17.5 Estratégias de Tratamento em Aquapônica

   Original publication 2019 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   As opções de tratamento para peixes doentes em um sistema aquapônico são muito limitadas. Como os peixes e as plantas compartilham o mesmo ciclo de água, os medicamentos usados para tratamentos de doenças podem facilmente prejudicar ou destruir as plantas, e algumas podem ser absorvidas pelas plantas, causando períodos de abstinência ou até mesmo tornando-as inutilizáveis para consumo. Os medicamentos também podem ter efeitos prejudiciais sobre as bactérias benéficas no sistema. Se um tratamento medicinal é absolutamente necessário, ele deve ser implementado no início da doença. O peixe doente é transferido para um tanque separado (hospital, quarentena) isolado do sistema para tratamento. Ao retornar o peixe após o tratamento, é importante não transferir os medicamentos usados para o sistema aquapônico. Todas essas limitações exigem melhorias nas opções de manejo da doença com efeitos negativos mínimos para os peixes, plantas e sistema (Goddek et al. 2015, 2016; Somerville et al. 2014; Yavuzcan Yildiz et al. 2017). Um dos mais utilizados e eficazes tratamentos antigos contra as infecções bacterianas, fúngicas e parasitárias mais comuns em peixes é um banho de sal (cloreto de sódio). O sal é benéfico para os peixes, mas pode ser prejudicial para as plantas do sistema (Rakocy 2012), e todo o procedimento de tratamento deve ser realizado em um tanque separado. Uma boa opção é separar a unidade aquícola de recirculação da unidade hidropônica (sistemas aquánicos desacoplados) (ver capítulo 8). A dissociação permite opções de tratamento de doenças dos peixes e águas que não são possíveis em sistemas acoplados (Monsees et al. 2017) (ver Cap. 7). Uma melhoria recente para o controle de ectoparasitas de peixes e desinfecção nos sistemas aquapônicos é o uso de Wofasteril (KeslaPharmawolfen GMBH, Bitterfeld-Wolfen, Alemanha), um produto contendo ácido peracético que não deixa resíduos no sistema (Sirakov et al. 2016). Alternativamente, o peróxido de hidrogênio pode ser usado, mas em uma concentração muito maior. Embora esses produtos químicos tenham efeitos colaterais mínimos, sua presença é indesejável em sistemas aquapônicos e abordagens alternativas, como métodos de controle biológico, são necessárias (Rakocy 2012).

   O método de controle biológico (biocontrole) baseia-se no uso de outros organismos vivos no sistema, contando com relações naturais entre as espécies (comensalismo, predação, antagonismo, etc.) (Sitjà-Bobadilla e Oidtmann 2017) para o controle de patógenos de peixes. Atualmente, esse método é uma ferramenta complementar de manejo da saúde dos peixes com alto potencial, especialmente em sistemas aquapônicos. A implementação mais bem sucedida do biocontrole na cultura de peixes é o uso de peixes mais limpos contra piolhos marinhos (parasitas de pele) em fazendas de salmão. É melhor praticado em fazendas norueguesas onde a limpeza wrasse (Labridae) são co-cultivados com salmão. O wrasse remover e se alimentar de piolhos marinhos (Skiftesvik et al. 2013). Embora a limpeza seja menos comum em peixes de água doce, o leopardo plecos (Glyptoperichthys gibbiceps), coabitando com Tilapia azul (Oreochromis aureus), mantém com sucesso a infecção por Ichthyophthirius multifiliis sob controle alimentando-se dos cistos parasitas (Picón-Camacho et al. 2012). Este método de biocontrole está se tornando cada vez mais importante na aquicultura e pode ser considerado em sistemas aquapônicos. Além disso, deve-se notar que os peixes mais limpos também podem abrigar patógenos que podem ser transmitidos às principais espécies cultivadas. Portanto, eles também devem ser submetidos a procedimentos preventivos e de quarentena antes da introdução no sistema.

   Outro método de biocontrole, ainda em fase de aplicação exploratória na cultura de peixes, é o uso de organismos filtrantes e filtrantes. Ao reduzir as cargas de patógenos na água, esses organismos podem diminuir as chances de emergência da doença (Sitjà-Bobadilla e Oidtmann 2017). Por exemplo, Othman et al. (2015) demonstraram a capacidade dos mexilhões de água doce (Pilsbryoconcha exilis) de reduzir a população de Streptococcus agalactiae em um sistema de cultura de tilápia em escala laboratorial. O potencial deste método de biocontrolo em sistemas aquapónicos ainda está por ser testado, sendo necessários novos estudos para explorar as possibilidades não só de controlo das doenças dos peixes, mas também de controlo dos agentes patogénicos das plantas.

   O método de biocontrole mais promissor e bem documentado é o uso de microorganismos benéficos como probióticos em alimentos para peixes ou na água de criação. Seu uso em sistemas aquapônicos como promotores do crescimento e da saúde de peixes/plantas é bem conhecido, e os probióticos também demonstraram eficácia contra uma variedade de patógenos bacterianos em diferentes espécies de peixes. Por exemplo, na truta arco-íris, a dieta Carnobacterium maltaromaticum e C. divergens protegidos de infecções Aeromonas salmonicida e Yersinia ruckeri (Kim e Austin 2006) e Aeromonas sobria GC2 incorporados na alimentação preveniram com sucesso a doença clínica causada por Lactococcus garvieae e Streptococcus iniae (Brunt e Austin 2005). O Micrococcus luteus dietético reduziu as mortalidade da infecção por Aeromonas hydrophila e melhorou o crescimento e a saúde da tilápia do Nilo (Abd El-Rhman et al. 2009). Pesquisas recentes de Sirakov et al. (2016) fizeram bons progressos no biocontrole simultâneo de fungos parasitários em peixes e plantas em um sistema aquapônico recirculante fechado. No total, mais de 80% dos isolados (bactérias isoladas do sistema aquapónico) foram antagonistas a ambos os fungos (Saprolegnia parasiticia e Pythium ultimum) nos testes in vitro. As bactérias não foram classificadas taxonomicamente, e os autores assumiram que pertenciam ao gênero Pseudomonas e a um grupo de bactérias do ácido láctico. Esses achados, embora muito promissores, ainda não foram testados em um sistema aquapônico operacional.

   Como alternativa final ao tratamento químico, sugerimos o uso de plantas medicinais com propriedades antibacterianas, antivirais, antifúngicas e antiparasitárias. Os extratos vegetais apresentam várias características biológicas com risco mínimo de desenvolver resistência nos organismos visados (Reverter et al. 2014). Muitos relatórios científicos demonstram a eficácia das plantas medicinais contra patógenos de peixes. Por exemplo, o Nilo Tilapia alimentado com uma dieta contendo visco _ (Viscum album coloratum_) aumentou a capacidade de sobrevivência quando desafiado com Aeromonas hydrophila (Park and Choi 2012). As carpas principais indianas apresentaram redução significativa na mortalidade quando desafiadas com Aeromonas hydrophila e alimentadas com dietas contendo flor espinhosa (Achyranthes aspera) e ginseng indiano (Withania somnifera) (Sharma et al. 2010; Vasudeva Rao et al. 2006). Os extratos de plantas medicinais também se mostraram eficazes contra ectoparasitas. Em peixes dourados, Yi et al. (2012) demonstraram a eficácia dos extratos de Magnolia officinalis e Sophora alopecuroides contra Ichthyophthirius multifiliis, e Huang et al. (2013) mostraram que extratos de Caesalpinia sappan, Lysimachia christinae, Cuscuta chinensis, Artemisia argyi e Eupatorium fortunei 100% de eficácia anti-helmíntica contra Dactylogyrus intermedius. O uso de plantas medicinais em aquaponia é promissor, mas ainda mais pesquisas são necessárias para encontrar a estratégia de tratamento adequada sem efeitos indesejáveis. Conforme referido por Junge et al. (2017), embora a pesquisa sobre aquapônica tenha se desenvolvido em grande parte nos últimos anos, o número de trabalhos de pesquisa publicados sobre o tema ainda é dramaticamente baixo em comparação com artigos publicados relacionados à aquicultura ou hidropônica. A Aquapônica, ainda considerada uma tecnologia emergente, é hoje caracterizada por ter um grande potencial de produção de alimentos para a população mundial que, de acordo com os resultados das Perspectivas da População Mundial da ONU (ONU 2017), totalizou quase 7,6 bilhões em meados de 2017 e, com base nas projeções, é deverá aumentar para 1 bilhão dentro de 12 anos, atingindo cerca de 8,6 bilhões em 2030. No entanto, considerando os riscos potenciais para a sustentabilidade da aquapônica devido às doenças dos peixes, o desenvolvimento de boas ideias e novos métodos e abordagens para o controle de patógenos será nosso grande desafio para o futuro. Há uma necessidade premente de iniciar novos conhecimentos para proporcionar uma melhor base para a gestão da fitossanidade e da fitossanidade e continuar a desenvolver sistemas operacionais e de infra-estruturas para a indústria aquapónica. As causas das perdas de peixes em sistemas aquapônicos, doenças específicas do sistema e a interação e alteração da comunidade microbiana, juntamente com patógenos, são áreas prioritárias de estudo.