Respostas bioquímicas e fisiológicas do metabolismo renal de dois teleósteos antárticos, Notothenia coriiceps (Richardson, 1844) e Notothenia rossii (Richardson, 1844), submetidos ao estresse térmico

Abstract

Resumo: A estabilidade térmica do ecossistema marinho Antártico tem permitido aos peixes antárticos evoluir de tal forma que seu metabolismo é mais eficiente em baixas temperaturas. Contudo, o aquecimento dos oceanos em especial em torno da Península Antártica e ilhas adjacentes levantam questões a respeito da plasticidade metabólica e da capacidade de aclimatização dos nototenídeos antárticos ao aumento da temperatura. Este trabalho investiga enzimas do metabolismo energético e do estresse oxidativo de Notothenia coriiceps e Notothenia rossii submetidos à elevação térmica. Os experimentos foram realizados na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF) e ambas as espécies foram expostas a temperaturas de 0+0,5°C, 4+0,5°C e 8+0,5°C durante 1, 4, 15 e 30 dias. A temperatura de 0°C foi escolhida como controle, já que se encontra dentro da média da variação térmica encontrada na Baía do Almirantado, Ilha Rei George, onde os peixes foram capturados. Já o aquecimento em 4°C é uma condição térmica experimental capaz de induzir alterações metabólicas em peixes Antárticos e a temperatura experimental de 8°C fica próxima da tolerância térmica destes peixes. A aclimatação de N. rossii por 1 dia a 4°C e 8°C, e 15 dias a 4°C levou à redução dos níveis da glicose-6-fosfatase (G6Pase) renal, enquanto que em 30 dias observou-se a modulação negativa em 8°C em relação a 4°C. O aquecimento em 8°C induziu a modulação positiva da citrato sintase (CS) em relação a 0°C em peixes mantidos por 15 dias. A malato desidrogenase (MDH), a lactato desidrogenase (LDH), a catalase (CAT) e a superóxido dismutase (SOD) não apresentaram modulação de seus níveis frente ao aquecimento (4°C e 8°C) em relação ao controle em N. rossii enquanto que a glutationa S-transferase (GST) foi modulada negativamente. Já em N. coriiceps, os níveis teciduais da G6Pase e SOD não variaram significativamente no tecido renal com o aumento da temperatura. Houve variação dos níveis da CS em consequência do aquecimento (4°C) e do tempo de exposição, enquanto a MDH apresentou redução da atividade em 4°C (4 dias) e em 8°C (1 e 4 dias). A temperatura de 4°C modulou negativamente a atividade da GST e da CAT de N. coriiceps expostos por 4 e 15 dias, respectivamente. Em 1 dia de exposição a 8°C, os níveis da GST reduziram marcantemente em relação a 0°C. O conteúdo de malondialdeído (MDA) de N. rossii mostrou modulação positiva devido ao aquecimento, exceto em 4 dias. Já N. coriiceps apresentou níveis 40% maiores de MDA no grupo submetido a 4°C por 4 dias, enquanto nos demais tempos não houve variação. Dessa forma, nota-se que N. coriiceps e N. rossii respondem distintamente ao aumento da temperatura, sendo os mecanismos de resposta metabólica diferenciados nas temperaturas de 4°C e 8°C e ao longo do tempo de exposição. Palavras-chave: Peixes antárticos. Estresse térmico. Estresse oxidativo. Metabolismo energético.

Abstract: The thermal stability of the Antarctic marine ecosystem has allowed Antarctic fishes to evolve efficiently their metabolism at low temperatures. However, the warming of the oceans in particular around the Antarctic Peninsula and adjacent islands raise questions about the metabolic plasticity and acclimation capacity of the Antarctic notothenioid to increasing temperature. This study investigated the levels of activity of some key enzymes of energy metabolism and oxidative stress in Notothenia coriiceps and Notothenia rossii subjected to elevated temperature. The experiments were performed at Comandante Ferraz Antarctic Station (EACF) and both species were exposed to temperatures of 0+0,5°C, 4+0,5°C and 8+0,5°C for 1, 4, 15 and 30 days. The temperature of 0°C was chosen as a control, since it is within the average of the thermal variation found in Admiralty Bay, King George Island, where the fish were caught. Already warming at 4°C is an experimental thermal condition able to induce metabolic changes and 8°C is close to the thermal tolerance of Antarctic fish. The acclimation of N. rossii for 1 day at 4°C e 8°C, and 15 days at 4°C led to lower levels of glucose-6-phosphatase (G6Pase) in kidney, while at 30 days occurred downregulation at 8° C compared with 4°C. The heating in 8°C induced the upregulation of citrate synthase (CS) compared with animals kept at 0°C for 15 days. The malate dehydrogenase (MDH), lactate dehydrogenase (LDH), catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) they showed no modulation of their levels due to heating (4°C and 8°C) compared to control in N. rossii, while the glutathione S-transferase (GST) was negatively modulated. Already in N. coriiceps, tissue levels of G6Pase and SOD did not vary significantly in renal tissue with increasing temperature. There was variation in the levels of CS as a result of heating (4°C) and the exposure time, whereas the MDH activity decreased at 4°C (4 days) and 8°C (1 to 4 days). The temperature of 4°C modulated the activity of GST and CAT negatively in N. coriiceps exposed for 4 and 15 days, respectively. At 1 day of exposure at 8°C, the levels of GST markedly reduced compared to 0°C. The content of malondialdehyde (MDA) in N. rossii showed upregulation due to heating, except in 4 days. Already N. coriiceps showed levels 40% higher of MDA in the group subjected to 4°C for 4 days, while in other times did not change. Therefore, we note that N. coriiceps and N. rossii responds differently to temperature increase, and the mechanisms of metabolic response are differentiated at temperatures of 4°C to 8°C and over the exposure time. Key words: Antarctic fish. Thermal stress. Oxidative stress. Energy metabolism.