Resposta metabólica do peixe antártico Notothenia coriiceps frente ao estresse térmico

Orientadora: Profa. Dra.Lucélia DonattiDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 27/02/2013Inclui referências: p. 62-73Resumo: A região da Península Antártica tem exibido um aquecimento acelerado nos últimos 50 anos, tendo aquecido 1,5°C entre 1950 a 2006, contra 0,6°C do restante do planeta, o que tem levado bioquímicos e fisiologistas a questionar a adaptação e a plasticidade metabólica dos organismos antárticos frente a elevação de temperaturas ambientais. A Baía do Almirantado, local deste estudo, conta com grande disponibilidade de informações sobre a composição de solos e sedimentos, bem como sobre o degelo associado com a formação de microambientes e com variações na salinidade, sendo um ambiente adequado para os estudos sobre as adaptações evolutivas de organismos antárticos. Ectotérmicos antárticos são tidos como organismos altamente estenotérmicos, uma vez que a alta estabilidade da temperatura de seu habitat levaria a compensações metabólicas que inviabilizariam a manutenção das funções fisiológicas frente a um aquecimento ambiental. Notothenia coriiceps Richardson 1844 (Perciformes: Notothenioidei) é uma das quatro espécies de maior ocorrência na Baía do Almirantado, tendo importância ecológica na cadeia trófica da região, o que a torna adequada para estudos voltados às respostas metabólicas de organismos antárticos. Com o objetivo de avaliar aspectos do metabolismo energético e oxidativo de N. coriiceps frente ao estresse por aquecimento, foram realizados bioensaios por 1, 4, 15 e 30 dias nas temperaturas de 4°C e 8°C com o respectivo controle em 0°C, em situação de choque térmico. Ao final dos bioensaios, foram coletadas amostras de sangue e tecidos hepático e muscular. Foram dosados os constituintes plasmáticos e a hemoglobina, além das concentrações dos substratos energéticos nos tecidos hepático e muscular (proteínas e glicogênio). Foi mensurada também a atividade das enzimas hepáticas CS, G6Pase, LDH, MDH e SOD, bem como das enzimas musculares LDH, MDH e SOD. Foi observado que a temperatura de 8°C é mais estressante que 4°C, uma vez que N. coriiceps não sobrevive por mais do que 5 dias em 8°C. Embora haja respostas no sentido de compensar a demanda energética em 8°C, tais como o aumento da concentração de hemoglobina, hiperglicemia e mobilização de glicogênio hepático, estas não parecem suficientes para compensar os efeitos letais do choque térmico nesta temperatura. Em 4°C a resposta metabólica é lenta, sendo evidente em 30 dias, representada principalmente pelo aumento na concentração de hemoglobina e na atividade da LDH hepática, além de hiperglicemia e mobilização de glicogênio. Já a resposta do sistema de defesa antioxidante, representado pelo aumento na atividade da SOD muscular, ocorre em 4 dias. Em suma, a capacidade de ajuste de N. coriiceps frente ao estresse por aquecimento é diferenciada em 4°C e 8°C, sendo que em 8°C esta espécie sobrevive pouco tempo. Palavras-chave: Antártica. Temperatura. Metabolismo energético. Choque térmico. Notothenia coriiceps.Abstract: The Antarctic Peninsula region has exhibited an accelerated warming over the past 50 years, having warmed 1.5°C from 1950 to 2006, compared with 0.6°C from the rest of the planet, leading biochemists and physiologists to ask questions about the adaptation and the metabolic plasticity of Antarctic organisms in face of rising environmental temperatures. The Admiralty Bay, the site of this study, has a great availability of information on the composition of soils and sediments, as well as on the snowbreak associated with the formation of microenvironments and variations in salinity, being an appropriate environment for studies on evolutionary adaptations of Antarctic organisms. Antarctic ectotherms are considered to be highly stenothermic organisms, since the high temperature stability of their habitat would lead to metabolic compensations that would prevent the maintenance of physiological functions in face of environmental warming. Notothenia coriiceps Richardson 1844 (Perciformes: Notothenioidei) is one of the four most common species in Admiralty Bay, having ecological importance in the trophic chain of the region, making it suitable for studies focused on the metabolic responses of Antarctic organisms. In order to evaluate aspects of the energy and oxidative metabolism of N. coriiceps under heat stress, bioassays were performed for 1, 4, 15 and 30 days at temperatures of 4°C and 8°C with the respective control at 0°C in thermal shock. At the end of the bioassays, blood, and liver and muscle tissue samples were collected. Plasma constituents and hemoglobin were measured, as well as concentrations of energetic substrates in liver and muscle tissues (proteins and glycogen). The activity of liver enzymes CS, G6Pase, LDH, MDH and SOD, as well as muscle enzymes LDH, MDH and SOD were also measured. It was noticed that the temperature of 8°C is more stressful than 4°C, since N. coriiceps does not survive for more than 5 days at 8°C. Although there are responses to compensate for energy demand at 8°C, such as increased hemoglobin concentration, hyperglycemia, and hepatic glycogen mobilization, these do not seem sufficient to compensate for the lethal effects of heat shock at this temperature. At 4°C the metabolic response is slow, being evident at 30 days, represented mainly by the increase in hemoglobin concentration and hepatic LDH activity, in addition to hyperglycemia and glycogen mobilization. The response of the antioxidant defense system, represented by the increase in muscle SOD activity, occurs in 4 days. In short, N. coriiceps ability to adjust to heat stress is differentiated at 4°C and 8°C, and at 8°C this species survives shortly. Key words: Antarctic. Temperature. Energy metabolism. Heat shock. Notothenia coriiceps