Efeitos do estresse térmico agudo em Rhamdia voulezi coletados na bacia hidrográfica do Rio Iguaçu, Paraná, Brasil : marcadores bioquímicos do metabolismo energético e defesa antioxidante

Abstract

Resumo: A integridade ecológica dos rios, lagos e oceanos é representada pelo estado natural dos corpos d'água. Por sua vez, as práticas humanas ao alterar a dinâmica natural de temperatura dos ambientes aquáticos, seja com águas quentes ou frias, dão origem a poluição térmica. Deste modo, as populações de peixes quando em contato direto com as alterações de temperatura da água, produzem espécies reativas de oxigênio que afetam a ativação, detoxificação, citoproteção e homeostase de todos órgãos, bem como de suas taxas metabólicas e de sobrevivência, devido a predominância ectotérmica. Por isso, conhecer a biologia do estresse térmico agudo em Rhamdia voulezi, espécie de peixe nativa e endêmica da bacia hidrográfica do Rio Iguaçu, pode dar suporte para a biodiversidade e conservação da ictiofauna local, brasileira e mundial. O estudo propôs avaliar os marcadores bioquímicos do metabolismo energético e defesa antioxidante do encéfalo, coração e músculo de Rhamdia voulezi (n=73) submetido ao estresse térmico agudo de 31°C após a aclimatação de 21ºC por 2, 6, 12, 24 e 96 horas, respectivamente. Os resultados indicaram aumento da atividade de SOD, GPx e MDH, bem como a redução de SOD, HK e CK no encéfalo. No coração apenas a PCO reduziu e no músculo houve aumento de CAT e glicogênio e diminuição de G6PDH e ALT. A variação dos marcadores de estresse oxidativo dos três órgãos foi explicada pela PCA em 66,91%. A dos marcadores metabólicos do encéfalo e músculo em 61,16%. Os agrupamentos dos marcadores bioquímicos, assim como a separação dos órgãos foram corroborados com os resultados da PERMANOVA. Além disso, a categorização dos marcadores bioquímicos no IBR demostrou que R. voulezi possui ajustes metabólicos e fisiológicos de aclimatação, bem como sensibilidade térmica a temperatura de 31ºC, mesmo com a higidez fragilizada em todos os tempos de exposição. O qual fez concluir que a temperatura de 31ºC tem influência sobre o estado metabólico e oxidativo de R. voulezi e que diferentes estratégias metabólicas foram estabelecidas durante as abordagens biológicas observadas. O encéfalo sugeriu obter uma elevada demanda energética com eficiente sistema de defesa antioxidante. O coração apresentou maior fornecimento de oxigênio aos tecidos e regulação dos mecanismos redox e de sinalização celular. O músculo preservou as fibras musculares e manteve o fornecimento de energia sob condições metabólicas extenuantes. Juntamente a isso, os dados de IBR, sensibilidade térmica e higidez forneceram conhecimento sobre o efeito do estresse térmico agudo em R. voulezi coletados na bacia hidrográfica do rio Iguaçu e expostos a temperatura de 31ºC.

Abstract: The ecological integrity of rivers, lakes and oceans is represented by the natural state of water bodies. In turn, human practices by altering the natural temperature dynamics of aquatic environments, whether with hot or cold waters, give rise to thermal pollution. Thus, fish populations, when in direct contact with changes in water temperature, produce reactive oxygen species that affect the activation, detoxification, cytoprotection and homeostasis of all organs, as well as their metabolic and survival rates, due to the ectothermic predominance. Therefore, knowing the biology of acute heat stress in Rhamdia voulezi, a species of fish native and endemic to the Iguaçu River watershed, can support the biodiversity and conservation of the local, Brazilian and global ichthyofauna. The study proposed to evaluate the biochemical markers of energy metabolism and antioxidant defense of the brain, heart and muscle of Rhamdia voulezi (n=73) submitted to acute heat stress of 31°C after acclimation of 21ºC for 2, 6, 12, 24 and 96 hours, respectively. The results indicated increased activity of SOD, GPx and MDH, as well as the reduction of SOD, HK and CK in the brain. In the heart only the PCO reduced and in the muscle, there was an increase in CAT and glycogen and a decrease in G6PDH and ALT. The variation of oxidative stress markers of the three organs was explained by PCA in 66.91%. That of the metabolic markers of the brain and muscle in 61.16%. The groupings of biochemical markers, as well as the separation of organs were corroborated with the results of PERMANOVA. In addition, the categorization of biochemical markers in the IBR showed that R. voulezi has metabolic and physiological acclimation adjustments, as well as thermal sensitivity at a temperature of 31ºC, even with poor hygiene at all exposure times. This led to the conclusion that the temperature of 31ºC has an influence on the metabolic and oxidative state of R. voulezi and that different metabolic strategies were established during the observed biological approaches. The brain suggested obtaining a high energy demand with an efficient antioxidant defense system. The heart showed greater oxygen supply to tissues and regulation of redox and cell signaling mechanisms. The muscle preserved muscle fibers and maintained the energy supply under strenuous metabolic conditions. Along with this, IBR, thermal sensitivity and hygiene data provided knowledge about the effect of acute heat stress on R. voulezi collected in the Iguaçu River watershed and exposed to a temperature of 31ºC.