Defesas antioxidates e alterações funcionais no curimba, Prochilodus lineatus, em resposta à exposição aguda ao cobre

O cobre é um dos metais de maior interesse para o estudo dos efeitos prejudiciais da poluição sobre a fisiologia dos peixes. A presença do cobre na água doce pode ser decorrente de inserções naturais e/ou antrópicas. A fim de caracterizar os efeitos de uma exposição aguda a este metal, exemplares jovens de peixes da espécie Prochilodus lineatus (17,15 ± 1,06 cm; 11,82 ± 0,24 g; N=64) foram distribuídos em aquários de vidro de 80 L (n=8 peixes por aquário) e expostos, durante 48 h ou 96 h, apenas a água (grupo controle) ou a uma concentração nominal de cobre de 20 g.L-1(grupo experimental). As exposições foram realizadas em sistema estático e durante o experimento amostras de água dos aquários foram coletadas para a análise da concentração de cobre total e dissolvido. Durante o período experimental a concentração de cobre dissolvido variou de 12,6 µg.L-1 no tempo 0 a 8,65 µg.L-1 em 96h. As concentrações obtidas encontram-se dentro do limite estabelecido pela legislação brasileira, de 9 e 13 g. L-1 para as águas de Classe 1 e Classe 3 respectivamente. As análises de cobre tecidual mostraram que seu acúmulo foi tempo e tecido-específico. O tecido hepático foi o que apresentou maior acúmulo do metal, seguido dos tecidos renal, branquial e muscular; e nos tecidos renal, branquial e muscular houve aumento significativo no conteúdo de cobre após 96 h de exposição, em relação à exposição de 48 h. Pôde-se observar elevação significativa no conteúdo de metalotioneína nos animais expostos ao cobre durante 48 e 96 h, em relação aos peixes do grupo controle, em todos os tecidos analisados (fígado, brânquias e músculo). As alterações nos parâmetros de estresse oxidativo também se mostraram tecido-específicas. No fígado, após 48 h de exposição ao cobre, não foram verificadas alterações em nenhum dos parâmetros analisados, porém após 96 horas, as enzimas superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx) e glutationa S-transferase (GST) se mostraram inibidas, e também foi observada diminuição na concentração da glutationa reduzida (GSH). Todas essas alterações resultaram em peroxidação lipídica, conforme indicado pelo aumento significativo na concentração de MDA no fígado dos peixes após 96 h de exposição ao cobre. No tecido branquial as respostas ao cobre já foram verificadas a partir de 48 h de exposição, quando foram observados o aumento da atividade da SOD e do conteúdo de GSH e o decréscimo da atividade da GST. Após 96 h, foram observadas aumento na atividade das enzimas GPx e CAT, acompanhados de diminuição na concentração de GSH levando a danos oxidativos (aumento de TBARS). Os resultados do teste do cometa mostraram que a concentração de cobre testada, nos dois tempos de exposição, promoveu aumento significativo na ocorrência de danos no DNA nos eritrócitos de P. lineatus. As análises dos parâmetros de estresse, glicemia e cortisol, mostraram que o cobre causou diminuição significativa do cortisol plasmático após 96 h, mas não promoveu nenhuma alteração na glicêmica. Com relação às enzimas envolvidas na osmorregulação, verificou-se que a exposição ao cobre reduziu a atividade da Na+/K+ ATPase renal após os dois períodos experimentais e nas brânquias apenas após 96 horas. A atividade da anidrase carbônica branquial também foi reduzida após 96 h de exposição ao metal. Após 96 h de exposição ao cobre foi constatado aumento da concentração de K+ e a diminuição da concentração plasmática de Na+, acompanhada pela diminuição da osmolaridade. A análise dos parâmetros hematológicos nos peixes do grupo experimental indicou diminuição significativa do hematócrito com consequente aumento da concentração de hemoglobina corpuscular média (CHCM) em 48 horas. Após 96 horas, os parâmetros hematológicos nos peixes do grupo experimental foram semelhantes aos observados no grupo controle. Assim, com este trabalho foi possível verificar que a concentração-limite de cobre estipulada pela legislação brasileira mostrou-se capaz de promover acúmulo tecidual de cobre, alterações no metabolismo oxidativo, danos no DNA e distúrbios osmo-iônicos em P. lineatus comprometendo significativamente a saúde dos animais.Copper is one metal of great interest to study the effects of pollution on fish physiology. It is present in freshwater as a result of inputs from natural and/or anthropic sources. Copper exposure can be harmful to fish. In order to characterize the effects of acute copper exposure, juveniles curimbas Prochilodus lineatus (17.15 ± 1.06 cm, 11.82 ± 0.24 g, N=64) were distributed into experimental aquaria (N = 8 fish per aquarium; 80L). Fish were exposed for 48 h or 96 h only to water (control group) or water with copper at a nominal concentration of 20 g.L-1 (experimental group) in a static system without renew of the experimental medium. Throughout the experiment, samples were collected from both control and experimental aquaria to measure of total and dissolved copper concentration. Concentration of water analysis showed that fish were exposed to a concentration of dissolved copper ranging from 12.6 g.L-1 at the beginning of the experiment and 8.65 g.L-1 after 96h. These concentrations are in agreement with the limit established the Brazilian regulation, i.e., 9 and 13 g. L-1, for Class 1 and Class 3 waters, respectively. Tissue copper concentration analysis showed that copper accumulation was time and tissue-specific. Liver showed higher copper accumulation followed by kidney, gill and muscle. Kidney, gills and muscle also showed a significant increase in copper content after 96 h of exposure in respect to the 48 h exposure. In all tissues analysed (liver, gills and muscle), it was observed in the experimental fish increase in metallothionein concentration. Responses of oxidative metabolism to copper exposure also proved to be tissue-specific. In liver, after 48 h exposure to copper, there were no significant changes in the parameters analyzed. However, the enzymes superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione S-transferase (GST) were inhibited, after 96 h of exposure. It was also observed a decrease in the concentration of reduced glutathione (GSH). All these changes resulted in lipid peroxidation, as indicated by the significant increase in MDA concentration in liver of fish exposed for 96 h to copper. In gills, responses to copper exposure were found after 48 h exposure, when an increased of SOD activity and GSH level, as well as a decreased of GST activity were observed. After 96 h, an increase in GPx and CAT activity was observed , paralleled by a decrease in GSH concentration, which led to oxidative damage (increased TBARS levels). Results from comet assay showed that copper concentration tested caused a significant increase in DNA damage in erythrocytes of P. lineatus after both 48 and 96 h of exposure. Analyses of stress parameters (blood glucose and cortisol) showed that copper caused a significant decrease in plasma cortisol after 96 h of exposure, but did not cause any change in plasma glucose. Regarding enzymes involved in osmoregulation, it was found that copper exposure reduced the kidney Na+/K+-ATPase activity after both experimental periods, and in gills only after 96 h of exposure. Gill carbonic anhydrase activity was also reduced after 96 h of metal exposure. An increase in plama K+ concentration of and a decrease in plasma Na+ level were also observed after 96 h exposure to copper, which were paralleled by a decrease in plasma osmolarity. Hematological parameters analysis in fish exposed to copper showed a significant decrease in hematocrit with a consequent increase in mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC) after 48 h of exposure. After 96 h, the hematological parameters of fish exposed to copper were similar to those observed in those from the control group. Taken all together, results from the present study clearly showed the water quality criteria for copper established by the Brazilian Regulations has shown to cause significant tissue metal accumulation, changes in oxidative metabolism, DNA damage and disturbances in osmo-ionic balance of P. lineatus, compromising the fish health