El camarón blanco del Pacífico (Penaeus vannamei) es una de las especies acuícolas de mayor importancia económica a nivel mundial, contribuyendo significativamente a la seguridad alimentaria y al desarrollo económico de las regiones costeras [1]. Reconocida por su adaptabilidad a diversas condiciones ambientales, rápido crecimiento y resistencia a enfermedades, esta especie representa más del 50% de la producción mundial de camarón [2]. Sin embargo, los sistemas acuícolas intensivos enfrentan desafíos críticos, incluyendo altas tasas de mortalidad debido a la degradación de la calidad del agua, brotes de enfermedades y disfunción fisiológica inducida por estrés [3]. Entre estos desafíos, la acumulación excesiva de nitrógeno y fósforo, impulsada principalmente por la sobrealimentación y el desperdicio metabólico, representa una gran amenaza para la salud del camarón y la sostenibilidad de las granjas [4].

El nitrógeno total en los sistemas acuícolas se compone de formas inorgánicas (p. ej., amoníaco, nitrito y nitrato) y compuestos orgánicos (p. ej., urea y proteínas) [5]. Estas sustancias nitrogenadas presentan desafíos significativos para el cultivo de P. vannamei, impactando procesos fisiológicos clave como el desarrollo, crecimiento, intercambio de gases, regulación inmune, integridad histológica y metabolismo [6–8]. Las condiciones ambientales, cargas de nitrógeno y prácticas de manejo también influyen en las concentraciones y proporciones de estos compuestos nitrogenados, los cuales interactúan significativamente con la biota, incluyendo el camarón [9]. El amoníaco, el residuo nitrogenado más tóxico, altera la osmorregulación, la función inmune y la integridad tisular en el camarón [10–12]. En sistemas acuícolas, factores ambientales como baja salinidad, alta temperatura del agua y pH elevado pueden exacerbar la toxicidad del amoníaco al aumentar la proporción de NH₃. El nitrito perjudica el transporte de oxígeno al unirse a la hemocianina, exacerbando la hipoxia [13,14]. Si bien el nitrato es menos tóxico, puede acumularse a niveles dañinos en sistemas mal manejados, lo que lleva al estrés crónico y reduce el crecimiento [15]. Estos compuestos nitrogenados interactúan dinámicamente a través de la nitrificación y desnitrificación microbianas [16], creando escenarios de estrés complejos que rara vez se estudian en conjunto.

De igual manera, el fósforo —esencial para el metabolismo energético (p. ej., ATP), el desarrollo esquelético, el transporte de oxígeno y el mantenimiento del equilibrio ácido-base— se vuelve problemático al superar los umbrales ecológicos [17]. La sobrealimentación y los cultivos de alta densidad pueden provocar que un exceso de fósforo disuelto entre en los cuerpos de agua y contamine los ecosistemas acuáticos, causando eutrofización y, en última instancia, promoviendo la proliferación de algas y el agotamiento del oxígeno [18,19]. Los niveles elevados de fósforo también pueden afectar directamente la fisiología del camarón, aunque los mecanismos siguen estando poco caracterizados. En conjunto, los desequilibrios de nitrógeno y fósforo no solo amenazan la supervivencia del camarón, sino que también incrementan los costos de producción y los riesgos ambientales en la acuicultura intensiva [20].

El estrés oxidativo es una consecuencia central de la toxicidad del nitrógeno y el fósforo. Las especies reactivas de oxígeno (ROS) generadas bajo estas condiciones abruman las defensas antioxidantes (p. ej., superóxido dismutasa, catalasa), lo que lleva a la peroxidación lipídica (marcada por malondialdehído, MDA) y daño al ADN [21–24]. Las alteraciones histopatológicas en órganos vitales como el hepatopáncreas y las branquias comprometen aún más la resiliencia del camarón, creando un círculo vicioso de disminución de la salud y la productividad [25]. Si bien el camarón exhibe respuestas adaptativas al estrés agudo, la exposición prolongada a niveles subletales de nitrógeno y fósforo puede agotar su capacidad fisiológica, lo que destaca la necesidad de estrategias de mitigación específicas [7,19]. Para abordar estos problemas, las prácticas de acuicultura sostenible enfatizan la gestión de la calidad del agua, los regímenes de alimentación optimizados y la cría para la tolerancia al estrés [26]. Innovaciones como la tecnología de biofloc (BFT), que aprovecha las comunidades microbianas para reciclar nutrientes, demuestran el potencial para reducir las cargas de nitrógeno y fósforo al tiempo que mejoran el crecimiento del camarón [27]. Sin embargo, los mecanismos moleculares y fisiológicos que subyacen a la adaptación del camarón a estos factores estresantes siguen sin explorarse, lo que limita el desarrollo de cepas resilientes y protocolos de manejo a medida. Este estudio investiga los efectos del estrés por nitrógeno y fósforo en P. vannamei, centrándose en el rendimiento del crecimiento, los biomarcadores de estrés oxidativo, los cambios histopatológicos y las respuestas transcriptómicas. Mediante la integración de datos fisiológicos y moleculares, nuestro objetivo es identificar las concentraciones umbral de nitrógeno y fósforo que perjudican la salud del camarón y caracterizar los mecanismos adaptativos a niveles de antioxidantes y expresión génica. Nuestros hallazgos avanzarán en la comprensión de la tolerancia al estrés en P. vannamei e informarán sobre las estrategias para mejorar la sostenibilidad en diversos sistemas de cultivo, desde estanques tradicionales hasta sistemas acuícolas avanzados.