Caracterização morfológica de astrócitos da formação hipocampal de maçaricos da espécie calidris pusilla durante a migração e em período de invernada

The semipalmated sandpiper Calidris pusilla (C. pusilla) is a long-distance migrant shorebird that leaves every year, its breeding habitats in the southern tundra in Canada and Alaska, escaping from winter, towards the coastal line in South America. Before they cross the Atlantic Ocean, they stopover Bay of Fundy on the Atlantic coast of North America, where they increase triglycerides in adipose tissue, to attend the vigorous energetic demands of the 5,300-kilometer non-stop flight over the ocean. Because bioenergetic and redox activity of astrocytes would be under intense demand to sustain neuronal activity and survival during long-distance transatlantic migration, we hypothesize that astrocytes morphological changes may become readily visible in the wintering birds. To test this hypothesis, GFAP immunolabeled astrocytes were selected from sections of the hippocampal formation, an area that has been proposed to play a central role in the integration of multisensory spatial information for navigation. We quantified and compared hippocampal three-dimensional morphological features of astrocytes of adult migrating, captured on the Bay of Fundy, Canada, with hippocampal astrocytes from birds captured in the coastal region of Bragança, Brazil, during the wintering period. To select astrocytes for microscopic 3D reconstructions we used a random and systematic unbiased sampling approach. Using hierarchical cluster and discriminant analysis of 3D morphometric features to classify astrocytes, we found two morphological phenotypes (designated types I and II) both in migrating and wintering individuals. Although in remarkable different extent, the morphological complexities of both types of astrocytes were reduced after long-distance non-stop flight. Indeed, birds captured in the coastal region of Bragança, Brazil, during the wintering period, showed less complex astrocytic morphology than individuals captured in the Bay of Fundy, Canada, during fall migration. Because the reduction in complexity was much more intense in type I than in type II astrocytes, we suggest that these distinct morphological phenotypes may be associated with different physiological roles during migration. Indeed, as compared to type I, most type II astrocytes did not change significantly their morphology after the long-distance flight and many of them (72.5%) revealed unequivocally connection with blood vessels, whereas type I revealed only 27.5%.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorO maçarico semipalmado Calidris pusilla (C. pusilla) é uma ave migratória de longa distância, que deixa para trás todos os anos, o seu habitat de reprodução no extremo Norte do Canadá e Alasca, em direção à linha costeira da América do Sul, escapando do inverno. Antes de atravessar o Oceano Atlântico, eles param na Baía de Fundy, na costa atlântica da América do Norte, onde aumentam os triglicérides no tecido adiposo, para atender as vigorosas demandas energéticas do voo sem paradas, de 5,3 mil quilômetros sobre o oceano. Uma vez que a atividade bioenergética e de oxidação-redução dos astrócitos estariam sob intensa demanda para sustentar a atividade neuronal e a sobrevivência durante a migração transatlântica de longa distância, nós hipotetizamos que as alterações morfológicas dos astrócitos seriam facilmente visíveis em indivíduos capturados nos sítios de invernada. Para testar essa hipótese, os astrócitos imunomarcados para a protína ácida fibrilar glial - GFAP foram seleccionados de secções da formação hipocampal, uma área que foi proposta desempenhar um papel central na integração da informação espacial e multisensorial para a navegação. Nós quantificamos e comparamos as características morfológicas tridimensionais de astrócitos no hipocampo de aves migratórias adultas capturadas na baía de Fundy, no Canadá, com astrócitos do hipocampo de aves capturadas na região costeira de Bragança durante o período de invernada. Para selecionar os astrócitos para reconstruções microscópicas 3D, utilizamos abordagem amostral aleatória e sistemática. Usando a análise hierarquica de cluster e a análise discriminante aplicada às características morfométricas dos astrócitos reconstruidos para classifica-los morfologicamente, encontramos dois fenótipos morfológicos (designados tipos I e II), tanto em indivíduos migrantes quanto em indivíduos em invernada. Embora em proporções muito diferentes, as complexidades morfológicas de ambos os tipos de astrócitos foram reduzidas após o voo sem parada de longa distância. De fato, as aves capturadas na região costeira de Bragança, durante o período de invernada, apresentaram uma morfologia astrocítica menos complexa do que os indivíduos capturados na baía de Fundy, no Canadá, durante a migração de outono. Como a redução da complexidade foi muito mais intensa no tipo I do que nos astrócitos do tipo II, sugerimos que esses fenótipos morfológicos podem estar associados a diferentes papéis fisiológicos. De fato, em comparação ao tipo I, a maioria dos astrócitos do tipo II não alteraram significativamente a sua morfologia após o voo de longa distância, e a maioria deles, 72,5%, mostraram interações com vasos sanguíneos, enquanto somente 27,5% dos astrócitos do tipo I revelaram tal interação