Efeitos do cobre sobre a atividade de enzimas-chave do metabolismo energético do órgão respiratório de animais aquáticos

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Lauer, Mariana Machado
• Orientador(a): Bianchini, Adalto
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Cobre; Metabolismo energético; Salinidade; Equinodermo; Peixes; Copper; Gills; Glycolysis; Krebs cycle; Mitochondrial membrane potential; Salinity
• Link de acesso: http://repositorio.furg.br/handle/1/8260

Animais que habitam ambientes aquáticos costeiros devem apresentar mecanismos para a manutenção de sua homeostase para tolerar as alterações recorrentes que ocorrem nestes ambientes. Entre essas alterações estão variações na salinidade e, algumas vezes, a presença de contaminantes, como o metal cobre. A manutenção da homeostase requer energia, fazendo com que os animais aumentem a produção de ATP através da estimulação das vias metabólicas responsáveis pela sua geração, como a via glicolítica e o ciclo de Krebs. Dessa maneira, é de extrema importância conhecer como a salinidade e o cobre interferem no metabolismo energético de animais aquáticos costeiros, em especial em espécies representantes de diferentes grupos abundantes nestes ambientes e que possuem características fisiológicas especificas, como os crustáceos, os peixes e os equinodermos. Em vista disso, o objetivo desta tese foi avaliar os efeitos do cobre no metabolismo energético no caranguejo Neohelice granulata, no peixe Fundulus heteroclitus e no pepino-domar Trachythyone crassipeda. Foram selecionadas enzimas consideradas marcapasso da via glicolítica (hexoquinase, fosfofrutoquinase e piruvato quinase) e do ciclo de Krebs (citrato sintase ou isocitrato desidrogenase). Além disso, a enzima lactato desidrogenase também foi avaliada já que em situações de hipóxia, ela passa a ser uma importante via de reciclagem de NAD+. O órgão escolhido para analise foram as brânquias (caranguejo e peixe) e árvores respiratórias (pepino-do-mar) por serem o órgão que está em maior contato com a água, sendo mais susceptíveis à acumulação de cobre e estarem associadas com a iono e osmorregulação em peixes e crustáceos e com a excreção de amônia em crustáceos e holotúrias. O caranguejo N. granulata foi exposto (96 h) ao cobre nas salinidades 2 (1 mg Cu/L) e 30 (5 mg Cu/L) e, além das enzimas citadas anteriormente, também foram avaliados o potencial de membrana mitocondrial e atividade da citocromo c oxidase de mitocôndrias branquiais isoladas. Em geral, os resultados mostraram que o cobre afeta os parâmetros analisados, sendo mais tóxico em brânquias anteriores de caranguejos aclimatados à salinidade. No peixe F. heteroclitus, foi avaliado o efeito da exposição aguda ao cobre (30µg/L) por 96 h em peixes aclimatados a diferentes salinidades (0; 3,5; 11; e 35). Nesta espécie, um efeito mais toxico do cobre foi observado nos animais aclimatados à água doce. Isto sugere que, além de um efeito direto do cobre sobre a enzima Na+,K+- ATPase como observado em outros estudos, o metal causa um efeito indireto, já que uma menor quantidade de ATP está disponível para o funcionamento da bom de sódio-potássio. Os peixes de água salobra (salinidades 3,5 e 11) também podem estar com suas reservas energéticas depletidas, pois o cobre diminui a atividade da isocitrato desidrogenase. Em relação aos peixes de água salgada o mecanismo de toxicidade do cobre é outro que não um efeito sobre a iono/osmorregulação ou o metabolismo energético. O pepino-do-mar T. crassipeda foi exposto (96 h) a diferentes concentrações de cobre (0, 5, 9, e 20 µg Cu/L) na salinidade 33. A exposição a todas as concentrações de cobre testadas acarretou em um aumento da atividade da piruvato desidrogenase sugerindo uma situação similar à estivação, onde ocorre uma mudança do substrato energético preferencial em pepinos-do-mar. Além disso, a diminuição da atividade da lactato desidrogenase provocada pela exposição a todas as concentrações de cobre testadas é extremamente danosa a animais de baixo metabolismo, que tendem a obter energia preferencialmente por via anaeróbica. Com base nos resultados apresentados nesta tese, pode-se concluir que a exposição aguda a concentrações subletais do metal afeta o metabolismo energético, em especial a via glicolítica, nos animais estuarinos (caranguejo N. granulata e peixe F. heteroclitus) e marinhos (pepino-do-mar T. crassipeda) estudados, porém a extensão e o tipo de alteração variam conforme a espécie estudada e não é possível identificar um padrão único de resposta dos diferentes grupos animais (equinodermos, crustáceos e peixes) ao metal como é observado em animais de água doce.