Efeito da salinidade sobre a resposta do sistema antioxidante e expressão de HSP70 em siris (genero Callinectes)

Abstract

O ambiente marinho costeiro abriga grande diversidade de crustáceos decápodos. Braquiúros tais como Callinectes danae e Callinectes ornatus habitam desde a região entre-marés até várias dezenas de metros de profundidade e são bastante tolerantes à variação de salinidade, de temperatura e de oxigênio dissolvido. Callinectes danae apresenta, contudo ciclo de vida dependente da variação de salinidade, habitando estuário (baixa salinidade) até o momento da reprodução quando as fêmeas ovígeras migram para áreas de maior profundidade e salinidade, o mesmo não tendo sido relatado para C. ornatus. Neste trabalho foi avaliada a resposta do sistema antioxidante de ambas as espécies à variação de salinidade, para preencher lacuna na literatura, que tem privilegiado a variação no oxigênio dissolvido e até na temperatura como agentes estressantes em animais marinhos, os quais foram utilizados neste trabalho como situações controle. Foi ainda verificada a hipótese de que estas espécies congenéricas de siris, mas com ciclos de vida ligeiramente diferentes, apresentariam diferentes respostas de expressão das proteínas de estresse (Hsp70) durante estresse térmico e salino de curta duração, simulando o que ocorreria nos ambientes de região influenciada pelas marés. Foram determinadas as atividades de glutationa peroxidase (GPX), catalase e glutationa-S-transferase (GST), assim como níveis de proteínas carboniladas e peroxidação lipídica em hepatopâncreas, brânquias (anterior e posterior) e músculo de Callinectes danae e Callinectes ornatus diante de estresse hipersalino (40‰) e hiposalino (10‰), alem da exposição ao ar. Foi detectada e quantificada a expressão de Hsp70 no tecido muscular das duas espécies de siris submetidos ao aumento de temperatura de 10°C e ao estresse hiper (40‰) e hiposalino (10‰) por 2 horas. A espécie dependente da variação de salinidade para as diferentes fases do ciclo de vida (Callinectes danae), apresentou alta atividade de GPX e catalase constitutivamente, principalmente em hepatopâncreas e músculo, quando comparados aos animais do grupo controle da espécie que não é dependente das variações de salinidade (Callinectes ornatus). Este fato parece influenciar a atividade dessas enzimas durante as situações de estresse, pois não ocorreu aumento da atividade de GPX e catalase em C. danae, como ocorreu em C. ornatus. GST não mostrou resposta significativa aos estresses apresentados, fortalecendo o conceito de seu maior envolvimento diante de estresse químico. Os resultados mostraram ainda que a salinidade foi importante indutor da atividade de GPX e catalase e que Callinectes danae e Callinectes ornatus apresentaram mecanismos distintos de modulação da atividade de destas enzimas, suficientes para evitar danos oxidativos a lipídios e proteínas durante o estresse de oxigênio e o estresse salino. Contudo, nossos resultados sugerem que os ciclos curtos de variação de temperatura ou salinidade não foram suficientes para induzir a expressão de Hsp70 em músculo destes animais.

The marine coastal environment is home to a great diversity of decapod crustaceans. Brachyurans such as Callinectes danae and Callinectes ornatus occupy regions from the intertidal zone down to several dozen meters of depth, and are very tolerant to variation in salinity, temperature, and dissolved oxygen. Callinectes danae has a life cycle dependent on salinity variation for its completion. It inhabits the estuary (low salinity) until time of reproduction, when ovigerous females migrate to deeper and more saline areas. This same habit has not been reported for C. ornatus. In this study the response of the antioxidant system of both species to salinity variation has been evaluated, in order to fill a gap in the literature, which has privileged variation in dissolved oxygen and increases in temperature as stressful agents to marine organisms. An additional hypothesis has also been tested: that these 2 congeneric species of crabs with slightly different life cycles would display different patterns of response of the expression of heat-shock proteins (Hsp70) when facing thermal and saline stresses of short duration, simulating what would occur in areas under tidal influence. The activities of GPX, catalase and GST, as well as the levels of carbonyl proteins and lipid peroxidation have been assayed in hepatopancreas, gills (anterior and posterior) and muscle of Callinectes danae and Callinectes ornatus, after exposure to hypersaline (40‰) or hyposaline (10‰) seawater, or to the air (3 h). The expression of Hsp70 was detected and quantified through immunoblotting in muscle tissue of both species submitted to a 10°C increase in temperature, and to hyper- (40‰) and hyposaline (10‰) stress (2 h). The species that spends part of its life cycle in the estuary (Callinectes danae), displayed high constitutive activity of GPX and catalase, mainly in hepatopancreas and muscle, when compared to its congener Callinectes ornatus. In accordance, there was no increase in GPX and catalase activities in C. danae upon the stresses applied, such as happened to C. ornatus. GST did not show a clear pattern of response to the stresses imposed, strengthening its more frequently reported role in the detoxification of contaminants. Results also showed that salinity (increase) was an important inducer of activity of GPX and catalase in Callinectes ornatus, and that both species displayed distinct patterns of response to oxidative stress, both sufficient to prevent oxidative damage to proteins and lipids during oxygen and saline stress. In conclusion, the results suggested that short periods of temperature and salinity variation were not sufficient to induce the expression of Hsp70 in the muscle of these crabs.