Uma abordagem molecular do papel de ionotransportadores branquiais na regulação osmótica e iônica de crustáceos hololimnéticos de água doce

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Mata, Milene Mantovani
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Brachyura; Brânquias; Crustacea; Decapoda; Expressão gênica; Expressão proteica; Gene expression; Gills; Hiper-osmorregulação; Hipo-osmorregulação; Hyper-osmoregulation; Hypo-osmoregulation; Ion transporters; Ionic regulation; Ionotransportadores; Osmoregulation; Osmorregulação; Palaemonidae; Protein expression; Regulação iônica
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59139/tde-12092019-160956/

Pela sua diversidade e por ocuparem a maioria dos habitats disponíveis no planeta, o grupo dos crustáceos é ideal para a reconstrução da história evolutiva da osmorregulação. As espécies de meios diluídos ou de água doce enfrentam intenso influxo osmótico de água e perda de sal pela superfície corporal, minimizados por poderosos mecanismos de hiperosmorregulação. Os principais processos que atuam na homeostase osmótica e iônica são a Regulação Isosmótica Intracelular (RII) e, particularmente, a Regulação Anisosmótica Extracelular (RAE). Na RII, a composição e o volume do fluido intracelular são conservados, devido ao transporte de íons pelo simportador Na+/K+/2Cl- pela Na+/K+-ATPase, e principalmente pela síntese e/ou degradação de aminoácidos e peptídeos. Na RAE, a osmolalidade, a concentração iônica e o volume do fluido extracelular ou hemolinfa são mantidos próximos àqueles do fluido intracelular, pela atuação das proteínas ionotransportadoras Na+/K+-ATPase e V(H+)-ATPase, do simportador Na+/K+/2Cl-, canais iônicos, que participam da captura e reabsorção de sal em meio hiposmótico, como a água doce, e da secreção de sal em meio hiperosmótico. Estas proteínas estão localizadas em células branquiais altamente diferenciadas, denominadas ionócitos. O presente trabalho buscará avaliar a regulação osmótica e iônica em nível sistêmico e molecular, utilizando dois crustáceos hololimnéticos de água doce, frente a desafios osmóticos e iônicos. Selecionamos espécies filogeneticamente distantes, o caranguejo braquiúro Dilocarcinus pagei e o camarão carídeo Macrobrachium jelskii, a fim de avaliar seus mecanismos osmorregulatórios, e se estes permitiram a ocupação de água doce em eventos independentes. Espécimes de D. pagei foram coletados em riachos de Sertãozinho, região nordeste do estado de São Paulo, Brasil. Após aclimatização em laboratório, os caranguejos foram submersos em água destilada (0 S) ou salobra (25 S), constituindo desafios hipo- ou hiper-osmóticos, respectivamente, por tempos determinados de até 10 dias. Parâmetros sistêmicos como a osmolalidade, a [Na+] e a [Cl-] da hemolinfa foram avaliados, sendo observado aumento ao longo do decurso temporal em água a 25 S. Em água destilada, obtivemos resultados inéditos, com pequeno aumento da osmolalidade apenas nos momentos iniciais de exposição, sem variações na [Cl-] e com diminuição da [Na+] da hemolinfa após 24 horas. Parâmetros moleculares, como a expressão gênica dos ionotransportadores Na+/K+-ATPase, V(H+)-ATPase e Na+/K+/2Cl-, mostraram diminuição em água a 25 S. Em água destilada, houve diminuição da expressão gênica da Na+/K+-ATPase a partir de 24 h de exposição. Os exemplares de M. jelskii foram coletados na via fluvial do Clube Náutico de Araraquara, região central do estado de São Paulo, Brasil. Após aclimatização em laboratório, os camarões foram submersos em água destilada (0 S) ou salobra (20 S), por tempos determinados de até 12 horas ou 10 dias,respectivamente. Parâmetros sistêmicos (osmolalidade, [Na+] e [Cl-] da hemolinfa) aumentaram ao longo do decurso temporal em água a 20 S. Em água destilada, houve diminuição desses parâmetros até o tempo de 12 horas, a partir do qual os camarões não sobreviveram. Parâmetros moleculares revelaram aumento da expressão gênica das proteínas Na+/K+-ATPase, V(H+)-ATPase e Na+/K+/2Cl- em água a 20 S. Em água destilada, a expressão gênica da V(H+)-ATPase e do simportador Na+/K+/2Cl- também aumentou até 12 horas. Ainda, análises de expressão proteica para Na+/K+-ATPase e Na+/K+/2Cl- foram realizadas, mas os resultados não apresentaram forte correlação com as respectivas expressões gênicas. Para ambas as espécies, construímos fenogramas com as sequências parciais das regiões codificadoras das proteínas de interesse, que nos revelaram informações sobre a evolução de suas sequências gênicas. Os dados apresentados aumentam o conhecimento acerca da fisiologia e biologia molecular dos mecanismos osmorregulatórios em D. pagei e M. jelskii, duas espécies muito distantes que habitam o mesmo biótopo, revelando respostas divergentes quanto ao enfrentamento de desafios osmóticos semelhantes. O conjunto de dados e suas análises contribuem para um melhor entendimento dos processos que levaram à ocupação da água doce pelos crustáceos decápodes