Defesas antioxidantes no coração de Astyanax lacustris (Characiformes: Characidae) : efeitos do estresse térmico de alta e baixa temperatura

Abstract

Resumo: A temperatura está entre os principais fatores abióticos que influenciam a sobrevivência e a homeostase dos peixes, podendo causar estresse e efeitos fisiológicos negativos nos organismos, quando os seus limites adequados são extrapolados. Nativa do Brasil, Astyanax lacustris possui relevância na alimentação e na pesca, em programas de aquicultura e de monitoramento ambiental, além de potencial expressivo na pesquisa. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as enzimas de defesa antioxidante e marcadores de dano celular no miocárdio de A. lacustris expostos a estresse térmico de alta e baixa temperatura. Os 240 espécimes de A. lacustris foram coletados na região de União da Vitória (PR), em lagos artificiais, e expostos, posteriormente a baixa (15°C ±1) e alta (31°C ±1) temperatura, com um grupo controle (23°C ±1) para cada situação experimental. Os peixes foram mantidos nestas temperaturas em regimes distintos de tempo: 2, 6, 12, 24, 48, 72 e 96 horas. Em 31°C foi observado um aumento da enzima superóxido dismutase (SOD) no tempo de 12 horas e uma redução em 72 horas. A enzima glutationa peroxidase (GPx) em 31°C diminuiu sua atividade em 12 horas, sugerindo maior susceptibilidade dos miócitos à degradação causada pelo peróxido de hidrogênio (H2O2), e aumentou em 96 horas. A glutationa reduzida (GSH) reduziu em 6 horas e aumentou em 96 horas de exposição a alta temperatura. Em 15°C, foram observadas alterações em GPx, que aumentou sua atividade em 48 e 96 horas e diminuiu em 72 horas, e em GSH que aumentou em 2 horas. Os resultados indicam que os componentes basais do sistema de defesa antioxidante no tecido cardíaco de A. lacustris, são eficientes em eliminar peróxidos de hidrogênio durante a exposição à 31°C e a 15°C, evitando assim danos às estruturas celulares. A análise de componentes principais (PCA) não conseguiu agrupar eficientemente as temperaturas alta (31°C) e baixa (15°C) para tirar conclusões sobre diferentes tratamentos, destacando a importância do índice integrado de respostas de biomarcadores (IBR) nesse contexto, ampliando a sensibilidade nas comparações considerando um conjunto de biomarcadores.

Abstract: Temperature is among the main abiotic factors that influence the survival and homeostasis of fish, potentially causing stress and negative physiological effects on organisms when their appropriate limits are exceeded. Native to Brazil, Astyanax lacustris holds relevance in both food consumption and fishing, aquaculture programs, environmental monitoring, and significant potential in research. Thus, the objective of this study was to evaluate antioxidant defense enzymes and cellular damage markers in the myocardium of A. lacustris exposed to high and low thermal stress. The 240 specimens of A. lacustris were collected in the União da Vitória region (PR), in artificial lakes, and subsequently exposed to low (15°C ±1) and high (31°C ±1) temperatures, with a control group (23°C ±1) for each experimental condition. The fish were kept at these temperatures for different time regimes: 2, 6, 12, 24, 48, 72, and 96 hours. At 31°C, an increase in the enzyme superoxide dismutase (SOD) was observed at 12 hours and a decrease at 72 hours. The enzyme glutathione peroxidase (GPx) at 31°C decreased its activity at 12 hours, suggesting greater susceptibility of the myocytes to degradation caused by H2O2, and increased at 96 hours. Reduced glutathione (GSH) decreased at 6 hours and increased at 96 hours of exposure to high temperature. At 15°C, alterations in GPx markers were observed, which increased their activity at 48 and 96 hours and decreased at 72 hours, and GSH increased at 2 hours. The results indicate that the basal components of the antioxidant defense system in the cardiac tissue of A. lacustris are efficient in eliminating hydrogen peroxides during exposure to 31°C and 15°C, thus avoiding damage to cellular structures. Principal component analysis (PCA) failed to efficiently group high (31°C) and low (15°C) temperatures to draw conclusions about different treatments, highlighting the importance of the integrated biomarker response index (IBR) in this context, increasing sensitivity in comparisons considering a set of biomarkers.