Endrocrine characterization during the reproductive cycle of tabarana Salminus hilarii (Characiformes: Characidae), in theree distinct environments: natural, dam and captivity

A tabarana Salminus hilarii (Characiformes) é uma espécie reofílica de grande importância ecológica na Bacia do Alto Tietê (São Paulo/SP, Brasil). Atualmente esta espécie sofre com a poluição (industrial e doméstica) e a construção de barragens na região, o que pode prejudicar o comportamento migratório reprodutivo das espécies reofílicas, bloqueando a reprodução. O presente estudo tem como objetivo analisar os mecanismos fisiológicos envolvidos no controle endógeno da reprodução Salminus hilarii, analisando-se o eixo hipófise-gônadas. Adicionalmente, buscou-se avaliar se o bloqueio da migração reprodutiva (parcial ou total) altera o funcionamento deste eixo. Os animais foram coletados no ambiente natural (Bacia do Alto Tietê), na saída da Barragem da Barragem de Ponte Nova e na Piscicultura de Ponte Nova (Salesópolis/SP) durante o período de abril de 2004 e agosto de 2006. As análises macro e microscópicas das gônadas e os valores de IGS mostraram que o período reprodutivo da tabarana ocorreu entre os meses de outubro a fevereiro. As análises macroscópicas e microscópicas dos ovários e dos testículos permitiram classificar o desenvolvimento ovariano em 4 estádios: repouso, maturação inicial, maturação avançada (cativeiro), maduro (ambiente natural) e regressão/esgotado e o desenvolvimento testicular em 3 estádio: repouso, maduro e regressão. O desenvolvimento oocitário da tabarana é do tipo sincrônico em grupo e a desova é total; os testículos são do tipo tubular anastomosado e espermatogonial irrestrito. Foram identificados 5 tipos celulares no interior dos ovários: oogônias, oócito perinucleolar, oócito cortical-alveolar, oócito vitelogênico e oócito maduro, além de estruturas derivadas desse desenvolvimento, os folículos pós-ovulatórios e os oócitos atrésicos. Identificou-se também 6 tipos celulares no interior dos testículos: espermatogônias, espermatócitos, espermátides, espermatozóides, células de Sertoli e células de Leydig. A hipófise de S. hilarii é composta de dois tecidos: a adeno-hipófise (tecido glandular endócrino) e a neuro-hipófise (origem nervosa). Adicionalmente, foi verificado que a adeno-hipófise é subdividida em: rostral pars distalis" (RPD), proximal pars distalis" (PPD) e pars intermedia" (PI). Seis tipos celulares foram identificados na adeno-hipófise: as células produtoras de prolactina (PRL) e as células produtoras de hormônio adrenocorticotrópico (ACTH) foram identificadas na região da RPD; as células produtoras de hormônio de crescimento (GH) e as células produtoras de gonadotropinas (GtHs) estão situadas na região da PPD; as células produtoras de melanotropina (MSH) e as células produtoras de somatolactina (SL) estão presentes na PI. As células PRL não apresentam variações ao longo do ciclo reprodutivo da tabarana, no entanto, as células produtoras de GH diminuem a porcentagem de imunomarcação com o avanço do ciclo reprodutivo. Já as células produtoras de SL aumentam a porcentagem de imunomarcação com o desenvolvimento das gônadas. Adicionalmente, foi verificada a presença de duas gonadotropinas na região da adeno-hipófise, o hormônio folículo estimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH). Em relação ao perfil plasmático dos esteróides gonadais, foi verificado que o estradiol aumenta com o avanço do ciclo reprodutivo, diminuindo do estádio maduro para o estádio regressão/esgotado (ambiente natural). No cativeiro ocorreu um aumento da concentração de estradiol do estádio repouso até o estádio maturação média, diminuindo logo em seguida nos estádios maturação avançada e regressão/esgotado. A concentração de testosterona eleva-se com o avanço da maturação gonadal, atingindo os valores máximos no estádio maduro (ambiente natural) e maturação avançada (cativeiro). Paralelamente, o estradiol apresentou-se alto somente na maturação média (cativeiro) e maduro (ambiente natural), evidenciando uma relação entre esses dois hormônios. Valores mais elevados de 17α-hidroxiprogesterona no cativeiro sugerem uma deficiência na conversão deste esteróide para17α, 20β-dihidroxy-4-pregnen-3-one, considerado como o hormônio indutor da maturação final e ovulação na maioria dos teleósteos. Os resultados encontrados evidenciam que o bloqueio da migração altera a fisiologia do eixo hipófise-gônadas em Salminus hilarii.The tabarana Salminus hilarii (Characiformes) is a reofilic species of great ecological importance in the Region of the Alto Tietê Basin (São Paulo/SP, Brazil). This fish reaches greater sizes in this Basin and as a carnivorous species, which occupies the top of the alimentary chain. Nowadays, the Tietê Basin is affected by pollution (industrial and domestic) and dam constructions in the upper reaches of the river, hindering the reproductive migratory behavior of the reofilic species. When the piracema" fish migration is obstructed, the reproduction fails, making evident, that the dam construction in the Brazilian rivers causes great impacts in the life cycle of the reofilic teleost. The aim of this study was analyze the physiological mechanisms involved in Salminus hilarii reproduction, analyzing the pituitary-gonads axis and additionally, to evaluate if the migration impediment (partial or total) modifies this axis physiology, and consequently the endogenous control of tabarana reproduction. From April 2004 to August.2006, the animals were collected in the natural environment (upper Tietê Basin), in the water exit of Ponte Nova Dam (Department of Water and Electric Energy) and in the Ponte Nova Dam Fishfarm (Salesópolis/SP). The microscopical analyses of the gonads and analyses of the gonadossomatic Index showed that the reproductive period of the tabarana occurred between October and February. The macroscopic and microscopical analyses of the ovaries and testis allowed to classify the ovarial development in 4 stages: resting, initial maturation, advanced maturation (captivity) or maturity (natural environmental) and regression/spawned, and the testis development in 3 stages: resting, mature and regression. The tabarana oocyte development is group-synchronous and the spawning is total. The anastomosing tubular testis and unrestricted spermatogonia were observed. Five cellular types in the interior of the ovaries were identified: oogonia, perinucleolar oocyte, cortical alveolar oocyte, vitellogenic oocyte and ripe oocyte, and beyond structures derived from this evelopment, the post-ovulatory follicles and the atretic oocyte. In the testis, 6 cellular types were identified: spermatogonia, spermatocytes, spermatids, spermatozoa, Sertoli cell and Leydig cell. S. hilarii pituitary is composed of two different tissues: adenohypophysis (endocrine tissue) and neurohypophysis (nervous origin). Additionally, it was verified that adenohypophysis is subdivided in: rostral pars distalis" (RPD), proximal pars distalis" (PPD) and pars intermedia" (PI). Six cellular types were identified in adenohypophysis: prolactin cells (PRL) and adenocorticotropin cells (ACTH) have been identified in the RPD region; growth hormone cells (GH) and the gonadotropinas cells (GtHs) were situated in the PPD region; melanotropin cells (MSH) and somatolactin cells (SL) were present in the PI. PRL cells did not present variations throughout the reproductive cycle of the tabarana. However, the GH reaction showed a decrease in the cells stained percentage with the advance of the reproductive cycle. Also the SL cells increased the stained percentage along the gonads development. Additionally, the presence of two gonadotropins in the region of adenohypophysis, the follicle-stimulating hormone (FSH) and the luteinizing hormone (LH) was identified. The plasma levels of sex steroids showed that estradiol increased with the advance of the reproductive cycle, diminishing from the mature to the regression/spawning stage (natural environmental). In captivity an increase of the estradiol concentration from the resting to the medium maturation stage was observed, diminishing immediately afterwards in advanced maturation and regression/spawning stage. The testosterone concentration increased with the advance of the gonadal maturation, reaching the maximum values in the mature stage (natural environmental) and advanced maturation stage (captivity). On the other hand, estradiol was high only in the medium maturation (captivity) and ripe stage (natural environmental), evidencing an interdependence between these two steroids. The progestagene analyses showed that, in all maturation stages, 17α OHP levels were higher in captivity than in the natural environment, suggesting that the conversion of this steroid to 17α20β DHP (MIS) is affected in impaired environments, and that the conversion enzyme (20β desidrogenase) fails when migration is blocked. The results allow to conclude that the migration impairment change negatively the pituitary-gonads axis in S. hilarii