O Ucides cordatus é um caranguejo que habita mangues. Estas regioes podem ser contaminadas com o cádmio, através de dejetos de indústrias e descarte de pilhas e baterias, atingindo o animal por meio de suas brânquias. Assim, o objetivo da dissertação foi verificar a cinética de transporte do cádmio com o uso de inibidores específicos, e sua interação com o cálcio, zinco e ATP. Para isso, as brânquias foram separadas em anteriores e posteriores, e as células foram dissociadas pelo método de dissociação enzimática; a seguir, as células foram marcadas com Fluo 3 am e realizada a cinética de transporte no espectrofluorímetro, adicionando-se concentrações de 0,5, 1,0 e 1,5μM de sulfato de cádmio (CdSO4), cloreto de cádmio (CdCl2), cádmio + cálcio, cádmio + zinco, cálcio e zinco para verificar a interação do Cd com cálcio ou zinco. Posteriormente, houve a adição dos inibidores como vanadato, amilorida, ouabaina e BAPTA às células, e, novamente, efetuou-se o transporte de cádmio nas concentrações 0,5, 1,0 e 1,5μM. Em seguida, adicionou-se ATP e efetuou-se o transporte de cádmio nas mesmas concentrações citadas anteriormente. Os resultados mostraram um transporte de cádmio sigmoidal, quando em presença de CdSO4, e um pico de 5 segundos de entrada de cádmio e uma posterior queda, quando em presença de CdCl2; além de uma provável competição entre o cádmio e o cálcio e entre o cádmio e o zinco. Observou-se também uma efetiva ação dos inibidores, indicando que o cádmio possivelmente entrou na célula através de canais de cálcio, trocadores Na+/H+ e trocadores aniônicos dependentes ou não de Na+. Percebeu-se ainda que o ATP não influenciou na entrada de cádmio, ou seja, aparentemente não existe uma Cd ATPase nas células branquiais de Ucides cordatus / Ucides cordatus is a crab that lives in mangroves. These regions may be contaminated with cadmium by industrial wastes and disposal of batteries, reaching the animal through its gills, being a toxic metal. The aim of the study was to investigate the kinetics of cadmium transport using specific inhibitors, and its interaction with calcium, zinc and ATP. For this, the gills were separated in anterior and posterior regions, and their cells were dissociated by enzymatic dissociation. After, the cells were labeled with Fluo 3 am and the kinetics of transport of cadmium were performed in a spectrofluorimeter by adding CdSO4 and CdCl2 at concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5μM. For the interaction experiments Cd was added as, cadmium + calcium, cadmium + zinc, calcium and zinc alone. A subsequent experiment, addition of inhibitors such as vanadate, amiloride, ouabain and BAPTA were performed, and again, the transport of cadmium was studied at concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5 μM. Then, ATP was added and the transport of cadmium was performed in the same concentrations mentioned above. Results showed a sigmoidal curve, when in presence of CdSO4, and a peak of 5 seconds for cadmium uptake and a posterior decline when in the presence of CdCl2. In addition, probably occurred a competition between calcium and cadmium and between cadmium and zinc, and here was also an effective action of some inhibitors, indicating that cadmium probably entered the cell by calcium channels, Na+/H+ exchangers and exchangers anionic inorganic dependent of Na+ or not. ATP had no effect for cadmium influx, suggesting that there is no Cd ATPase present in gill cells of Ucides cordatus

Animais presentes em regiões de maior contaminação apresentam diferenças fisiológicas, quando comparados com animais de regiões menos contaminadas, provavelmente permitindo a sua sobrevivência em ambientes poluídos. Assim, o objetivo da tese foi caracterizar o transporte de cádmio em brânquias e hepatopâncreas de Ucides cordatus, como também comparar o transporte nestes órgãos, em animais de regiões poluídas (Itanhaém) e não poluídas (Juréia), além de analisar a porcentagem de ácidos graxos na membrana, níveis de metalotioneína (MT), lipoperoxidação (LPO) e mecanismo de acúmulo do metal. Assim, as células de brânquias anteriores (BA), posteriores (BP) e hepatopâncreas (H) foram separadas. Em seguida, realizou-se o transporte de cádmio em BA, BP, e em cada tipo celular do H, com ou sem a utilização de inibidores; o mesmo procedimento foi utilizado para caracterizar o transporte de cádmio em cada região estudada. Também foram analisadas a porcentagem de ácidos graxos, níveis de MT, LPO e mecanismos de detoxificação de cádmio. Observou-se um maior transporte através de canais de cálcio e trocadores Na+/Ca2+ em BP e nas células E, R e F de H, pois são células específicas para as trocas iônicas. Em animais de regiões poluídas, observou-se um maior transporte que ocorreu nos mesmos parâmetros, devido aos tipos celulares específicos envolvidos. Em animais de regiões contaminadas verificou-se maior porcentagem de MUFA em hepatopâncreas, acarretando em menor fluidez na membrana, e maior índice de LPO, devido ao estresse causado pela presença do contaminante no meio. Já em animais de regiões não poluídas, observou-se maior porcentagem de PUFA, com maior fluidez na membrana, e maior quantidade de MT, principalmente no hepatopâncreas, resultando na detecção de pequenas alterações ambientais. Nas brânquias, o cádmio se acumula em organelas intracelulares, enquanto em hepatopâncreas se ligam a MTs do citoplasma celular. Portanto, acredita-se que estes animais apresentaram diferentes mecanismos fisiológicos que permitiram a sua sobrevivência na região poluída / Animals resident in regions polluted by metals must have physiological mechanisms for survival, compared with animals from unpolluted regions. Therefore, the objective of this study was to characterize cadmium transport in gills and hepatopancreas of Ucides cordatus, and to compare this transport in animals from polluted (Itanhaém) and unpolluted (Juréia) regions. In addition, the animals were analyzed for cell membrane fatty acids composition, metallothionein levels (MT), lipid peroxidation (LPO) and mechanisms of accumulation of intracellular Cd. The anterior gills (BA), posterior gills (BP) and hepatopancreas (H) cells were separated. After, the transport of cadmium was realized in BA, BP and in each cellular type of H, with or without various inhibitors present. The same approach was utilized to characterize cadmium transport from crabs of polluted and unpolluted regions: fatty acids composition, MT levels, LPO and cadmium detoxification mechanisms were also analyzed. An increase in the transport of cadmium was observed through calcium channels and Na+/Ca2+ exchangers, in BP and in E, R and F cells of H, probably because they are specific cells for ion transport. In animals from polluted regions, we observed an increase in cell cadmium transport when compared with animals from unpolluted regions. Animals from polluted environments also presented more MUFA in H, leading to lower membrane fluidity, and higher LPO, probably due to the stress caused by pollution. In animals from unpolluted regions, we observed more PUFA in the plasma membrane, resulting in higher membrane fluidity, and more MT levels, mainly in H. In gills, intracellular cadmium accumulation occurred in organelles, whereas in H, Cd binding to MT in cellular cytoplasm was more evident. Therefore, we believe that animals from metal polluted environments present the above-described physiological mechanisms to deal with Cd, allowing their survival in this environment

Thèse (D. en biochimie)--Université du Québec à Montréal, 2005. / En tête du titre: Université du Québec à Montréal. Comprend des réf. bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Animais presentes em regiões de maior contaminação apresentam diferenças fisiológicas, quando comparados com animais de regiões menos contaminadas, provavelmente permitindo a sua sobrevivência em ambientes poluídos. Assim, o objetivo da tese foi caracterizar o transporte de cádmio em brânquias e hepatopâncreas de Ucides cordatus, como também comparar o transporte nestes órgãos, em animais de regiões poluídas (Itanhaém) e não poluídas (Juréia), além de analisar a porcentagem de ácidos graxos na membrana, níveis de metalotioneína (MT), lipoperoxidação (LPO) e mecanismo de acúmulo do metal. Assim, as células de brânquias anteriores (BA), posteriores (BP) e hepatopâncreas (H) foram separadas. Em seguida, realizou-se o transporte de cádmio em BA, BP, e em cada tipo celular do H, com ou sem a utilização de inibidores; o mesmo procedimento foi utilizado para caracterizar o transporte de cádmio em cada região estudada. Também foram analisadas a porcentagem de ácidos graxos, níveis de MT, LPO e mecanismos de detoxificação de cádmio. Observou-se um maior transporte através de canais de cálcio e trocadores Na+/Ca2+ em BP e nas células E, R e F de H, pois são células específicas para as trocas iônicas. Em animais de regiões poluídas, observou-se um maior transporte que ocorreu nos mesmos parâmetros, devido aos tipos celulares específicos envolvidos. Em animais de regiões contaminadas verificou-se maior porcentagem de MUFA em hepatopâncreas, acarretando em menor fluidez na membrana, e maior índice de LPO, devido ao estresse causado pela presença do contaminante no meio. Já em animais de regiões não poluídas, observou-se maior porcentagem de PUFA, com maior fluidez na membrana, e maior quantidade de MT, principalmente no hepatopâncreas, resultando na detecção de pequenas alterações ambientais. Nas brânquias, o cádmio se acumula em organelas intracelulares, enquanto em hepatopâncreas se ligam a MTs do citoplasma celular. Portanto, acredita-se que estes animais apresentaram diferentes mecanismos fisiológicos que permitiram a sua sobrevivência na região poluída / Animals resident in regions polluted by metals must have physiological mechanisms for survival, compared with animals from unpolluted regions. Therefore, the objective of this study was to characterize cadmium transport in gills and hepatopancreas of Ucides cordatus, and to compare this transport in animals from polluted (Itanhaém) and unpolluted (Juréia) regions. In addition, the animals were analyzed for cell membrane fatty acids composition, metallothionein levels (MT), lipid peroxidation (LPO) and mechanisms of accumulation of intracellular Cd. The anterior gills (BA), posterior gills (BP) and hepatopancreas (H) cells were separated. After, the transport of cadmium was realized in BA, BP and in each cellular type of H, with or without various inhibitors present. The same approach was utilized to characterize cadmium transport from crabs of polluted and unpolluted regions: fatty acids composition, MT levels, LPO and cadmium detoxification mechanisms were also analyzed. An increase in the transport of cadmium was observed through calcium channels and Na+/Ca2+ exchangers, in BP and in E, R and F cells of H, probably because they are specific cells for ion transport. In animals from polluted regions, we observed an increase in cell cadmium transport when compared with animals from unpolluted regions. Animals from polluted environments also presented more MUFA in H, leading to lower membrane fluidity, and higher LPO, probably due to the stress caused by pollution. In animals from unpolluted regions, we observed more PUFA in the plasma membrane, resulting in higher membrane fluidity, and more MT levels, mainly in H. In gills, intracellular cadmium accumulation occurred in organelles, whereas in H, Cd binding to MT in cellular cytoplasm was more evident. Therefore, we believe that animals from metal polluted environments present the above-described physiological mechanisms to deal with Cd, allowing their survival in this environment

O Ucides cordatus é um caranguejo que habita mangues. Estas regioes podem ser contaminadas com o cádmio, através de dejetos de indústrias e descarte de pilhas e baterias, atingindo o animal por meio de suas brânquias. Assim, o objetivo da dissertação foi verificar a cinética de transporte do cádmio com o uso de inibidores específicos, e sua interação com o cálcio, zinco e ATP. Para isso, as brânquias foram separadas em anteriores e posteriores, e as células foram dissociadas pelo método de dissociação enzimática; a seguir, as células foram marcadas com Fluo 3 am e realizada a cinética de transporte no espectrofluorímetro, adicionando-se concentrações de 0,5, 1,0 e 1,5μM de sulfato de cádmio (CdSO4), cloreto de cádmio (CdCl2), cádmio + cálcio, cádmio + zinco, cálcio e zinco para verificar a interação do Cd com cálcio ou zinco. Posteriormente, houve a adição dos inibidores como vanadato, amilorida, ouabaina e BAPTA às células, e, novamente, efetuou-se o transporte de cádmio nas concentrações 0,5, 1,0 e 1,5μM. Em seguida, adicionou-se ATP e efetuou-se o transporte de cádmio nas mesmas concentrações citadas anteriormente. Os resultados mostraram um transporte de cádmio sigmoidal, quando em presença de CdSO4, e um pico de 5 segundos de entrada de cádmio e uma posterior queda, quando em presença de CdCl2; além de uma provável competição entre o cádmio e o cálcio e entre o cádmio e o zinco. Observou-se também uma efetiva ação dos inibidores, indicando que o cádmio possivelmente entrou na célula através de canais de cálcio, trocadores Na+/H+ e trocadores aniônicos dependentes ou não de Na+. Percebeu-se ainda que o ATP não influenciou na entrada de cádmio, ou seja, aparentemente não existe uma Cd ATPase nas células branquiais de Ucides cordatus / Ucides cordatus is a crab that lives in mangroves. These regions may be contaminated with cadmium by industrial wastes and disposal of batteries, reaching the animal through its gills, being a toxic metal. The aim of the study was to investigate the kinetics of cadmium transport using specific inhibitors, and its interaction with calcium, zinc and ATP. For this, the gills were separated in anterior and posterior regions, and their cells were dissociated by enzymatic dissociation. After, the cells were labeled with Fluo 3 am and the kinetics of transport of cadmium were performed in a spectrofluorimeter by adding CdSO4 and CdCl2 at concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5μM. For the interaction experiments Cd was added as, cadmium + calcium, cadmium + zinc, calcium and zinc alone. A subsequent experiment, addition of inhibitors such as vanadate, amiloride, ouabain and BAPTA were performed, and again, the transport of cadmium was studied at concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5 μM. Then, ATP was added and the transport of cadmium was performed in the same concentrations mentioned above. Results showed a sigmoidal curve, when in presence of CdSO4, and a peak of 5 seconds for cadmium uptake and a posterior decline when in the presence of CdCl2. In addition, probably occurred a competition between calcium and cadmium and between cadmium and zinc, and here was also an effective action of some inhibitors, indicating that cadmium probably entered the cell by calcium channels, Na+/H+ exchangers and exchangers anionic inorganic dependent of Na+ or not. ATP had no effect for cadmium influx, suggesting that there is no Cd ATPase present in gill cells of Ucides cordatus