Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In aquatic organisms, changes in salinity in water provoke a variety of physiological responses, so this study aimed to evaluate the effect of water salinity on weight gain, survival and expression of the genes Catalase (CAT), Glutathione Reductase (GSR), Glutathione Synthase (GSS), Glutaione peroxidase (GPX), and heat shock protein (HSP70) in the liver of Nile Tilapia (Oreochromis niloticus). For the conduction of the experiment, 160 tilapias with a mean weight of 20.8 g ( ± 4.02) were used. The experiment was conducted in a completely randomized design (DIC) composed of four treatments and four replicates, being: T1 = Treatment 1 (salinity 0 + basal diet); T2 = Treatment 2 (salinity 7 + basal diet); T3 = Treatment 3 (salinity 21 + basal diet); T4 = treatment 4 (salinity 21 + diet with 1500 mg of vitamin C / kg of feed). The parameters of water quality were monitored daily and were kept within the range of comfort for the species. For the analysis of gene expression samples of liver of tilapia were collected in two distinct periods, 24 hours and 14 days after the beginning of the experiment. Gene expression quantification was performed by qRT-PCR. There was a significant effect of the treatments on weight gain, treatment 1 (4.10 g) and treatment 2 (6.42 g) had the highest weight improve. Animals from T4 had greater weight gain than animals from T3. Higher survival was observed in treatment 2 followed by control (T1). HSP 70 and GSS were more expressed in the 24 h period and GSRR was more expressed in the 14 day period, whereas CAT and GPX did not differ from one period to the other (P <0.05). The salinity variation had an effect under the expression of the genes evaluated in the liver of O. niloticus with the exception of catalase for the 24 hour period. After 14 days of evaluation, animals raised in salinity 21 and fed with vitamin C supplementation presented greater expression of GPX, GSR and GSS, suggesting that animals raised at this level of salinity had greater need of action of glutathione system, and that the supplementation of vitamin C under these conditions allowed greater expression of these genes. It was concluded that salinity had an effect on the expression of the antioxidant defense system genes evaluated, which varied considerably over the 24-hour period and presented a more defined pattern in the 14-day period. Supplementation of vitamin C contributed, in parts, for better development of tilapia created in salinity 21, which can be observed, through the results of weight gain and gene expression. / Em organismos aquáticos, mudanças de salinidade na água provocam uma variedade de respostas fisiológicas, assim, este estudo objetivou avaliar o efeito da salinidade da água sobre o ganho de peso, a sobrevivência e a expressão dos genes Catalase (CAT), Glutatona Redutase (GSR), Glutationa Sintetase (GSS), Glutationa peroxidase (GPX) e o da proteína de choque térmico (HSP70) no fígado de Tilápias do Nilo (Oreocrhomis niloticus). Para a condução do experimento foram utilizadas 160 tilápias com peso médio 20,8 g (± 4,02). O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado (DIC) compostos por quatro tratamentos e quatro repetições, sendo: T1 = Tratamento 1 (salinidade 0 + dieta basal); T2= Tratamento 2 (salinidade 7 + dieta basal); T3= Tratamento 3 (salinidade 21 + dieta basal ); T4 = tratamento 4 (salinidade 21 + dieta com 1500 mg de vitamina C/ kg de ração). Os parâmetros de qualidade de água foram monitorados diariamente e se mantiveram dentro da faixa de conforto para a espécie. Para as análises de expressão gênica foram coletadas amostras do fígado de tilápias em dois períodos distintos, 24 horas e 14 dias após o início do experimento. A quantificação da expressão gênica foi realizada por qRT-PCR. Houve efeito significativo dos tratamentos sobre o ganho de peso, tilápias do tratamento 1 (4,10g) e tratamento 2 (6,42 g) obtiveram os maiores ganhos de peso. Animais do tratamento 4 (salinidade 21 + acréscimo de vitamina C na ração) tiveram maior ganho de peso que os animais do tratamento 3 (salinidade 21 + dieta basal). Maior sobrevivência foi observada no tratamento 2 seguido pelo controle. HSP 70 e GSS foram mais expressos no período de 24 h e GSR sendo mais expressa no período de 14 dias, enquanto que CAT e GPX não diferiram de um período para o outro. A variação de salinidade teve efeito sob a expressão dos genes avaliados no fígado de O.niloticus com exceção da catalase para o período de 24 horas. Após 14 dias de avaliação animais criados em salinidade 21 e alimentados com suplementação de vitamina C apresentaram maior expressão de GPX, GSR e GSS, sugerindo que animais criados nesse nível de salinidade, tiveram maior necessidade de ação do sistema glutationa, e que a suplementação de vitamina C nessas condições permitiu maior expressão desses genes. Conclui-se que a salinidade apresentou efeito sobre a expressão dos genes do sistema de defesa antioxidantes avaliados, os quais variaram bastante no período de 24 horas e apresentaram um padrão mais definido no período de 14 dias. A suplementação de vitamina C contribuiu em partes, para melhor desenvolvimento das tilápias criadas em salinidade 21, o que pode ser observado, pelos resultados de ganho de peso e expressão gênica.

As propriedades bioquímicas da (Na+,K+)-ATPase branquial do siri eurialino Callinectes danae aclimatado à salinidade de 15 o/oo foram estudadas. A análise do gradiente de centrifugação em sacarose revelou a presença de um único pico entre 30-35% de sacarose, com uma boa correlação entre as atividades PNFFase a ATPase totais e (Na+,K+)-ATPase. A atividade residual observada na presença de ouabaína 3 mM sugere a presença de outros sistemas de enzimas atuantes. A eletroforese em condições desnaturantes nos microsomas de brânquias de C. danae em animais recém-coletados em salinidade de 33 o/oo (não aclimatados) e de aclimatados a salinidades de 15 e 33 o/oo por um período de 10 dias mostrou a presença de pequenas diferenças nos padrões eletroforéticos das diferentes amostras. A análise por Western blot mostrou um aumento significativo da proporção relativa da subunidade alfa da (Na+,K+)-ATPase em relação à proteína total na fração microsomal do tecido branquial de animais aclimatados à salinidade de 15 o/oo quando comparados aos animais aclimatados a 33 o/oo. Entretanto, proporções similares de subunidade alfa foram observadas para amostras de animais recém-coletados a salinidade de 33 o/oo e aclimatados a 15 o/oo. A estimulação da atividade (Na+,K+)-ATPase pelo ATP ocorreu através de uma curva de saturação monofásica apresentando interações sítio-sítio (nH=1,2), com V= 298,8 ± 16,7 U/mg, com K0,5 de 174,2 ± 9,8 uM. A estimulação da atividade ATPase da (Na+,K+)-ATPase por íons Mg2+ (V= 299,16 ± 14,06 U/mg; K0,5= 767,31 ± 36,06 uM), íons Na+ (V= 309,0 ± 15,8 U/mg; K0,5= 7,8 ± 0,4 mM), íons K+ (V= 300,6 ± 15,3 U/mg; K0,5= 1,63 ± 0,08 mM) e íons NH4+ (V= 345,1 ± 19,0 U/mg; K0,5= 6,0 ± 0,3 mM) ocorreu através de interações sítio-sítio. A atividade da enzima foi modulada sinergisticamente pelos íons K+ com atividade máxima variando de 300,6 ± 15,3 U/mg para 514,6 ± 26,2 U/mg, na ausência e na presença 50 mM de íons NH4+, respectivamente. Além disso, foi observado um significativo aumento na afinidade aparente da enzima pelo íon K+ da ordem de 10 vezes (diminuiu de 1,6 ± 0,08 mM para 0,157 ± 0,008 mM). Similarmente ao observado para os íons K+, o íon NH4+ estimulou sinergisticamente a atividade da enzima na presença de diferentes concentrações de íons K+. A estimulação da atividade da enzima pelo íon NH4+ também ocorreu através de interações cooperativas entre os sítios. Embora tenha sido observado um aumento da atividade específica da enzima de 345,1 ± 19,0 U/mg para 516,8 ± 27,9 U/mg, não foram observadas variações significativas nos valores de nH e K0,5 com o aumento da concentração de íons K+. A ouabaína inibiu cerca de 90% da atividade ATPase total. A inibição pela ouabaína apresentou valor de KI de 45,09 ± 2,51 uM. O ortovanadato também inibiu atividade (Na+,K+)-ATPase na mesma faixa (90%) através de uma curva de inibição monofásica, com valor de KI da ordem de 1,31 ± 0,06 uM. O emprego de bafilomicina A1, tapsigargina e teofilina, juntamente com a ouabaína, na atividade ATPase total descartam a presença de V-ATPase, Ca2+-ATPase ou fosfatase, respectivamente. Apesar da inibição por oligomicina corresponder a menos de 3,7%, esse valor aparentemente sugere a presença de uma F0F1-ATPase. Além disso, a inibição por ácido etacrínico, em conjunto com os experimentos de estimulação por da atividade ATPase da enzima por íons Na+ sugere fortemente a presença de uma K+-ATPase. A (Na+,K+)-ATPase hidrolisou o substrato PNFF obedecendo à cinética Michaeliana com velocidade de V= 102,9 ± 4,3 U/mg e KM= 1,7 ± 0,1 mM. Já a estimulação da atividade K+-fosfatase da enzima por íons Mg2+ (V= 93,7 ± 2,3 U/mg; K0,5= 1,40 ± 0,03 mM), K+ (V= 94,9 ± 3,5 U/mg; K0,5= 2,9 ± 0,1 mM) e NH4+ (V= 106,2 ± 2,2 U/mg; K0,5= 9,8 ± 0,2 mM) seguiu uma cinética cooperativa, sugerindo a presença de múltiplos sítios de ligação. Entretanto, a atividade K+-fosfatase não foi estimulada sinergísticamente na presença de íons K+ mais NH4+. Os íons sódio (KI= 22,7 ± 1,7 mM) e ortovanadato (KI= 28,1 ± 1,4 nM) inibiram completamente a atividade fosfatase total através de uma única curva de inibição. / The biochemical properties of the (Na+,K+)-ATPase from the gill microsomal tissue of the euryhaline, marine, swimming crab Callinectes danae, acclimated to 15 0/00 salinity, were investigated. Sucrose gradient centrifugation analyses revealed a unique peak, between 30-35% sucrose, coincident with the total PNPPase, ATPase, and (Na+,K+)-ATPase activities. The residual activity observed in the presence of 3 mM ouabain suggests the existence of other enzyme systems. Electrophoresis under denaturing conditions, using material from fresh-caught crabs (33 o/oo salinity, not acclimated), and from crabs acclimated to 15 or 33 o/oo salinity, for 10 days, revealed differences in migration pattern. Western blot analyses showed a significant increase in the amount of (Na+,K+)-ATPase alpha-subunit relative to total protein, for crabs acclimated to 15 o/oo compared to those acclimated to 33 o/oo salinity. However, the proportion of alpha-subunit in samples from fresh-caught crabs acclimated to 33 o/oo and those acclimated to 15 o/oo salinity was similar. (Na+,K+)-ATPase activity was stimulated by ATP and showed a single saturation curve, exhibiting site-site interactions (nH=1.2), with V= 298.8 ± 16.7 U/mg, and K0.5= 174.2 ± 9.8 uM. Stimulation of the ATPase activity by Mg2+ (V= 299.16 ± 14.06 U/mg; K0.5= 767.31 ± 36.06 uM), Na+ (V= 309.0 ± 15.8 U/mg; K0.5= 7.8 ± 0.4 mM), K+ (V= 300.6 ± 15.3 U/mg; K0.5= 1.63 ± 0.08 mM) and NH4+ ions (V= 345.1 ± 19.0 U/mg; K0.5= 6.0 ± 0.3 mM) occurred through site-site interactions. (Na+,K+)-ATPase activity was synergistically modulated by K+ ions, maximum activity varying from 300.6 ± 15.3 U/mg to 514.6 ± 26.2 U/mg, in the absence and presence of 50 mM NH4+ ions, respectively. K+ ions induced a 10-fold increase in enzyme apparent affinity (from 1.6 ± 0.08 mM to 0.157 ± 0.008 mM). As for K+ ions, NH4+ synergistically stimulated enzyme activity in the presence of variable K+ concentrations. The stimulation by NH4+ ions exhibited cooperative, site-site interactions. Although an increase in specific activity from 345.1 ± 19.0 U/mg to 516.8 ± 27.9 U/mg was seen, no significant changes in nH and K0.5 were observed. Ouabain inhibited total ATPase activity by about 90%, showing a KI= 45.09 ± 2.51 uM. Orthovanadate also inhibited the (Na+,K+)-ATPase with a KI of 1.31 ± 0.06 uM. Although the inhibitory effect of oligomycin was minimal (3.7%), this inhibition may suggest F0F1-ATPase activity. The inhibition by ethacrynic acid, in association with Na+ ion stimulation of the ATPase activity, suggests the presence of a K+-ATPase. The (Na+,K+)-ATPase hydrolyzed PNPP (K+-phosphatase activity) obeying Michaelian kinetics, with V= 102.9 ± 4.3 U/mg and KM= 1.7 ± 0.1 mM. The stimulation of K+-phosphatase activity by Mg2+ (V= 93.7 ± 2.3 U/mg; K0.5= 1.4 ± 0.03 mM), K+ (V= 94.9 ± 3.5 U/mg; K0.5= 2.9 ± 0.1 mM), and NH4+ ions (V= 106.2 ± 2.2 U/mg; K0.5= 9.8 ± 0.2 mM) following cooperative kinetics, suggests multiple binding sites. K+-phosphatase activity, however, was not synergistically stimulated by K+ and NH4+. Sodium ions (KI= 22.7 ± 1.7 mM), and orthovanadate (KI= 28.1 ± 1.4 nM) totally inhibited the total phosphatase activity.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Seawater teleost fish are hyposmotic to their environment and as a consequence must deal with a constant diffusive loss of water and a net gain of salts. In contrast to living in seawater, teleosts fish in a freshwater environment are faced with the opposite dilemma, a constant osmotic influx of water and depletion of salts. Between these environments there are estuarine regions, which are habitats of several species. The purpose of this study was to investigate Na+, Cl-, K+, Ca2+, and Mg2+ levels in the fluid phase and total amount of the contents of the segments of the gastrointestinal tract and plasma of freshwater and estuarine teleosts collected in different salinities (0 to 34 ) in the São Gonçalo channel in Pelotas, southern Brazil. Moreover, a possible relationship between the ion levels and salinity was investigated. After capture of the fishes, blood was collected and specimens were sacrificed for removal gastrointestinal tract segments: stomach, pyloric ceca/anterior intestine, mid- and posterior intestine. The results showed that there was no relationship between ion levels in the plasma, in the fluid phase and in the total amount of the segments of the gastrointestinal tract with salinity when considering all species together, but species (Micropogonias furnieri and Netuma barba) collected in three or more salinities demonstrated significant relationship of these parameters with salinity. The ion levels in the fluid phase and total amount of the most species showed significantly higher values in the anterior intestine than stomach. Moreover, ion levels showed a variation throughout the gastrointestinal tract suggesting possible ion absorption. These results suggest that the change of salinity affected ion levels in the plasma and in the content of the gastrointestinal tract of Micropogonias furnieri and Netuma barba, indicating that this system might be related with osmoregulation of these species. / Peixes teleósteos adaptados à água do mar são hiposmóticos em relação ao meio em que vivem e como conseqüência disso convivem com uma constante perda de água por osmose e ganho de sais por difusão. Ao contrário dos teleósteos que vivem na água salgada, peixes teleósteos adaptados à água doce convivem com o dilema oposto, uma constante entrada de água por osmose e perda de íons por difusão. Além disso, entre esses ambientes existem as regiões estuarinas, as quais são habitats de várias espécies. A proposta desse estudo foi investigar os níveis de Na+, Cl-, K+, Ca2+ e Mg2+ na fase fluida e quantidade total do conteúdo dos segmentos do trato gastrintestinal e do plasma de teleósteos estuarinos e de água doce coletados em diferentes salinidades (0-34 ) no Canal São Gonçalo em Pelotas, sul do Brasil. Além disso, uma possível relação entre os níveis iônicos e a salinidade foi investigada. Após a captura dos peixes, coletou-se sangue e os espécimes foram submetidos a eutanásia para remoção dos segmentos do trato gastrintestinal: estômago, cecos pilóricos/intestino anterior, intestino médio e posterior. Os resultados mostraram que não houve relação entre os íons no plasma, na fase fluida e na quantidade total dos segmentos do trato gastrintestinal com a salinidade quando se considerou todas as espécies juntas, porém duas espécies (Micropogonias furnieri e Netuma barba) coletadas em três ou mais salinidades demonstraram relação significativa entre esses parâmetros e a salinidade. Os níveis iônicos na fase fluida e quantidade total da maioria das espécies mostraram valores significativamente maiores no intestino anterior em relação ao estômago. Além disso, os níveis iônicos mostraram variação ao longo do trato gastrintestinal sugerindo uma possível absorção de íons. Estes resultados sugerem que a mudança de salinidade afetou os níveis iônicos do plasma e dos conteúdos do trato gastrintestinal de Micropogonias furnieri e Netuma barba, indicando que este sistema pode estar relacionado com a osmorregulação destas espécies.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3129.pdf: 1211425 bytes, checksum: fe662cd2f2192794e3ea63b146284d10 (MD5) Previous issue date: 2010-05-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this work was to evaluate the effects of the water-soluble fraction of gasolina (WSFG) to the Neotropical fish Prochilodus lineatus. The WSFG was prepared by adding gasoline to water (1:4) this mixture was then exposed to intense sunlight for 6h, simulating a gasoline spill in tropical conditions. After that the upper insoluble phase was discharged and the WSFG was collected. Fish were exposed for 6, 24 and 96h to the WSFG diluted to 5% (EXP group) or only to water (control group or CTR). The following parameters were analyzed: biochemical (antioxidants and EROD) of gills and liver, hematologic, osmo-ionic, metabolic, endocrine (cortisol) besides the density and distribution of chloride cells (CC) and the activity of gills Na+/K+-ATPase (NKA). The increased in ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) and glutathione-S-transferase (GST) activity indicated phase I and II biotransformation of the compounds present in the WSFG in both organs. The activation of CYP1A in the gills pointed out the importance of this organ in the biotransformation of xenobiotics. The liver showed an increase in reduced glutathione (GSH) content at 24 and 96 h exposure to WSFG and the increase in the activity of catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx) after 96 h exposure. The gills showed an activation of the antioxidant defenses with an increased CAT activity soon after 6h exposure and an increase in GSH content after 24h exposure. However, for both organs the antioxidants defense was not enough to prevent oxidative damage, as shown by the occurrence of lipid peroxidation in liver and gills after 6 and 96h of exposure, respectively. The WSFG also promoted hemolysis, as indicated by the changes in the hematological parameters analyzed and an increase in plasma K+. Fish showed a secondary stress response, noted by the occurrence of hyperglycemia in all the periods of exposure, despite no significant increase in plasma cortisol. The WSFG also lead to an increase in the density of CC, in the activity of NKA, in plasma concentrations of Na+ and in the osmolarity in fish exposed to WSFG for 24h. Taken together these results showed that the compounds present in the WSFG interfere on the functioning of vital organs such as liver and gills of Prochilodus lineatus. / O objetivo deste trabalho foi avaliar os possíveis efeitos da fração solúvel da gasolina (FSG) em alguns parâmetros bioquímicos e fisiológicos do peixe neotropical Prochilodus lineatus. A FSG foi preparada misturando-se gasolina em água (1:4), essa mistura foi exposta à radiação solar intensa durante 6 h, simulando um derrame de gasolina em condições tropicais. Após, a FSG foi coletada e a fração insolúvel foi descartada. Os animais foram expostos por 6, 24 e 96 h à FSG diluída 5 % (grupo EXP) ou apenas à água (grupo controle ou CTR). Foram analisados parâmetros bioquímicos (antioxidantes e indução da CYP1A) em brânquia e fígado, hematológicos, osmo-iônicos, metabólicos, endócrino (cortisol) além da densidade e distribuição de células-cloreto (CC) e a atividade da enzima Na+/K+-ATPase (NKA) nas brânquias. O aumento na atividade da etoxiresorufina-O-desetilase (EROD) e da glutationa-S-transferase (GST) indicou a estimulação das vias de biotransformação de fase I e II dos compostos da FSG em ambos os órgãos. A ativação das enzimas de detoxificação nas brânquias ressaltou a importância deste órgão na biotransformação de xenobióticos. O fígado apresentou aumento na concentração de glutationa reduzida (GSH) após 24 h e 96 h de exposição à FSG e aumento na atividade catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx) após 96 h de exposição. As brânquias mostraram uma ativação das vias antioxidantes com o aumento da CAT logo após 6 h de exposição, e da concentração de GSH após 24 h de exposição. No entanto, para ambos os órgãos estudados, a ativação das defesas antioxidantes não foi suficiente para impedir os danos oxidativo, como indicado pela ocorrência de peroxidação lipídica (LPO) no fígado e nas brânquias após 6 e 96 h de exposição, respectivamente. A FSG também provocou hemólise comprovada pela diminuição dos parâmetros hematológicos analisados, seguido pelo aumento do K+ plasmático. Os peixes mostraram uma resposta secundária de estresse visualizado pela ocorrência da hiperglicemia em todos os períodos de exposição, apesar da ausência de diferenças significativas na concentração plasmática do cortisol. A FSG também provocou aumento na densidade das CC, na atividade da NKA, nas concentrações plasmáticas do Na+ e osmolaridade nos animais expostos durante 24 h. Esses resultados em conjunto indicam que os compostos presentes na FSG afetaram de maneira significativa órgãos vitais como o fígado e as brânquias do Prochilodus lineatus.