| Data: |
2026 |
| Resum: |
Les superfícies mucoses dels peixos constitueixen la primera línia de defensa davant del medi aquàtic i són un punt clau d'interacció entre la resposta neuroendocrina, la immunitat mucosal i els mecanismes cel·lulars d'estrès. Tot i això, encara hi ha un coneixement limitat sobre com respon cada mucosa als diferents estressors, especialment quan aquests actuen de manera repetida o combinada, una situació habitual tant a la natura com en l'aqüicultura. Aquesta tesi analitza la resposta mucosal de dues espècies d'interès aqüícola: la truita arc de Sant Martí (Oncorhynchus mykiss), sensible a la hipòxia, i l'orada (Sparus aurata), espècie eurihalina pròpia del Mediterrani. L'objectiu principal és caracteritzar com diversos estressors (ambientals i de maneig) afecten tant a nivell sistèmic (hematològic i bioquímic) com molecular (expressió gènica en mucoses). Es planteja que cada mucosa pot desenvolupar respostes específiques segons el tipus, intensitat i durada de l'estrès. En truita, s'estudia l'efecte d'episodis repetits d'hipòxia. Els resultats mostren una certa habituació funcional: després d'exposicions repetides, els paràmetres fisiològics tendeixen a estabilitzar-se, indicant una certa tolerància si hi ha temps de recuperació entre episodis. Tot i així, les respostes varien segons el teixit. Les brànquies presenten una regulació específica de receptors hormonals i de marcadors d'hipòxia diferent de la pell i l'intestí, fet que reflecteix adaptacions funcionals pròpies de cada mucosa. En orada, s'analitzen tant estressors combinats com aguts. En l'exposició crònica a alta salinitat i nanoplàstics, s'observa una resposta dependent del teixit: l'intestí és el més reactiu (activant respostes immunitàries, antioxidants i endocrines), les brànquies responen especialment a la salinitat, i la pell als nanoplàstics. La combinació d'estressors produeix efectes complexos, a vegades additius o fins i tot contradictoris. A nivell sistèmic, alguns paràmetres sanguinis indiquen que la coexposició augmenta la càrrega fisiològica, tot i que no sempre es reflecteix en els metabòlits circulants. També es comparen dos estressors aguts comuns en aqüicultura: l'exposició a l'aire (anòxia breu) i l'alta densitat de cultiu. L'alta densitat afecta principalment les brànquies, mentre que l'exposició a l'aire activa sobretot respostes a la pell. En general, les respostes són transitòries i tendeixen a recuperar-se en 24 hores. Finalment, experiments in vitro mostren que el cortisol pot modular de manera específica (i no només suprimir) la resposta inflamatòria intestinal, suggerint un paper regulador complex de l'estrès sobre la immunitat. En conjunt, la tesi demostra que les mucoses presenten respostes diferenciades i especialitzades davant de l'estrès, i que la recuperació sistèmica pot coexistir amb canvis locals persistents. Això posa en relleu la importància d'un enfocament integrador per avaluar el benestar en aqüicultura i suggereix estratègies de maneig com reduir els estressors combinats, garantir períodes de recuperació i utilitzar eines no invasives com la mesura del cortisol a l'aigua. |
| Resum: |
Las superficies mucosas de los peces son la primera línea de defensa frente al medio acuático y constituyen un punto clave de interacción entre la respuesta neuroendocrina, la inmunidad mucosal y los mecanismos celulares de estrés. Sin embargo, aún existe un conocimiento limitado sobre cómo responde cada mucosa a distintos estresores, especialmente cuando estos actúan de forma repetida o combinada, algo común tanto en la naturaleza como en la acuicultura. Esta tesis analiza la respuesta mucosal de dos especies de interés acuícola: la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), sensible a la hipoxia, y la dorada (Sparus aurata), especie eurihalina típica del Mediterráneo. El objetivo principal es caracterizar cómo distintos estresores (ambientales y de manejo) afectan tanto a nivel sistémico (hematológico y bioquímico) como molecular (expresión génica en mucosas). Se plantea que cada mucosa puede desarrollar respuestas específicas según el tipo, intensidad y duración del estrés. En trucha, se estudia el efecto de episodios repetidos de hipoxia. Los resultados muestran una cierta habituación funcional: tras exposiciones repetidas, parámetros fisiológicos tienden a estabilizarse, indicando cierta tolerancia si hay recuperación entre episodios. No obstante, las respuestas varían según el tejido. Las branquias presentan una regulación específica de receptores hormonales y de marcadores de hipoxia distinta a la piel e intestino, lo que refleja adaptaciones funcionales propias de cada mucosa. En dorada, se analizan tanto estresores combinados como agudos. En la exposición crónica a alta salinidad y nanoplásticos, se observa una respuesta dependiente del tejido: el intestino es el más reactivo (activando respuestas inmunes, antioxidantes y endocrinas), las branquias responden especialmente a la salinidad, y la piel a los nanoplásticos. La combinación de estresores produce efectos complejos, a veces aditivos o incluso contradictorios. A nivel sistémico, ciertos parámetros sanguíneos apoyan que la combinación de estresores aumenta la carga fisiológica, aunque no siempre se refleje en metabolitos circulantes. También se comparan dos estresores agudos comunes en acuicultura: la exposición al aire (anoxia breve) y la alta densidad de cultivo. La alta densidad afecta principalmente a las branquias, mientras que la exposición al aire activa sobre todo respuestas en la piel. En general, las respuestas son transitorias y tienden a recuperarse en 24 horas. Finalmente, experimentos in vitro muestran que el cortisol puede modular de forma específica (no solo suprimir) la respuesta inflamatoria intestinal, lo que sugiere un papel regulador complejo del estrés sobre la inmunidad. En conjunto, la tesis demuestra que las mucosas presentan respuestas diferenciadas y especializadas frente al estrés, y que la recuperación sistémica puede coexistir con cambios locales persistentes. Esto subraya la importancia de enfoques integradores para evaluar el bienestar en acuicultura y sugiere estrategias de manejo como reducir estresores combinados, permitir periodos de recuperación y utilizar herramientas no invasivas como la medición de cortisol en el agua. |
| Resum: |
Fish mucosal tissues form the primary barrier between the animal and the aquatic environment and represent a critical interface where neuroendocrine, immune, and cellular stress pathways converge. Despite increasing attention to mucosal health in aquaculture, important knowledge gaps remain regarding how each mucosa contributes to the overall stress response and how responses are reshaped under repeated or combined stressor exposure, which is common both in natural ecosystems and production facilities. Within this framework, this thesis examines fish mucosal response in two aquaculture-relevant species: rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), which is sensitive to low oxygen concentration, and gilthead seabream (Sparus aurata), a euryhaline Mediterranean species frequently exposed to variable salinity and husbandry stressors. The overarching aim is to provide an integrated characterisation of how environmental and aquaculture-associated stressors modulate responses at both the functional (haematology and plasma biochemistry) and molecular (mucosal gene expression) levels. The central hypothesis is that mucosal tissues can mount local stress responses that differ across tissues, due to distinct stressors generating specific "signatures", and the response severity and persistence depend on stressor intensity and duration. To test this, the thesis combines in vivo and in vitro approaches, assessing endocrine and metabolic markers (plasma cortisol, glucose, lactate; regulation of gr1 / mr receptors), haematological indicators (RBC, HGB, WBC and PLT), and hypoxia and cellular stress (hif1α, hsp70), and immune antioxidant pathways (il-1β, il-10, sod, and cat), emphasizing in the comparison among mucosae. In rainbow trout, the effects of repeated acute hypoxia are evaluated using controlled episodes (2 mg O2/L for 1 h) applied once, twice, or three times, with sampling at 1, 6, and 24 h post-exposure. The results support functional habituation: with repeated exposure and adequate recovery intervals, several haematological and metabolic variables tend to return toward baseline, consistent with improved tolerance. Importantly, responses are tissue specific across mucosae. Gills display distinct modulation of local endocrine sensitivity and hypoxia signalling, including patterns in hif1α and myoglobin that differ from those observed in skin and gut, highlighting specialized strategies aligned with gill physiology and oxygen exchange. In gilthead seabream, the thesis addresses both combined chronic stressors and acute husbandry challenges. A month long co-exposure study tests high salinity (55 psu) and polystyrene nanoplastics (PSNPs), alone and in combination. Responses are strongly mucosa dependent: the intestine emerges as the most responsive tissue, showing coherent activation of endocrine, antioxidant, and immune gene programs across treatments; gills respond prominently to salinity; and skin shows pronounced responses to PSNPs, while the combined condition produces additive or non linear outcomes, including antagonistic regulation in skin. Systemic signals such as changes in WBC, PLT, and ADA activity further suggest that combined exposures can intensify physiological challenge even when circulating metabolites remain largely unchanged. Acute stressor comparisons (anoxia and high density) reveal rapid but mostly transient transcriptional changes that differ by tissue and stressor type. Crowding predominantly affects gills (immediate early and immune markers with delayed dynamics), whereas air exposure primarily activates skin hypoxia and stress regulation pathways, with more limited intestinal involvement and an overall trend toward recovery by 24 h. Finally, an in vitro intestinal epithelial model (RTgutGC) shows that cortisol can modulate LPS induced immune responses, supporting a nuanced regulatory role for stress hormones in mucosal immunity rather than a uniform suppression. Overall, this thesis demonstrates that mucosal tissues operate under distinct regulatory logics and that systemic recovery can mask persistent or specialized local responses. These findings support the use of multi marker, multi tissue frameworks for stress and welfare assessment and provide evidence relevant to aquaculture management, including the importance of limiting co stressors, ensuring recovery windows, and incorporating non invasive monitoring tools such as water borne cortisol. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Aqüicultura |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Estrès ;
Stress ;
Estrés ;
Fisiologia ;
Physiology ;
Fisiología ;
Mucoses ;
Mucosae ;
Mucosas ;
Ciències Experimentals |
visitant ::
identificació
dir.
