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https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/37473| Title: | Influência dos contaminantes ambientais Benzo[a]pireno e Roundup® sobre Colossoma macropomum submetida à hipóxia e mudanças climáticas: respostas genéticas, fisiológicas e histológicas |
| Authors: | Silva, Grazyelle Sebrenski da |
| metadata.dc.contributor.advisor: | Val, Vera Maria Fonseca de Almeida e |
| Keywords: | Tambaqui Hipóxia Mudanças climáticas |
| Issue Date: | 23-Nov-2016 |
| Publisher: | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA |
| metadata.dc.publisher.program: | Genética, Conservação e Biologia Evolutiva - GCBEv |
| Abstract: | This study aimed to understand the effects (genetic, histological and physiological) of different environmental stressors such as temperature, CO2 levels and O2, as well as the action of benzo[a]pyrene (BaP) and Roundup® (RD) in Colossoma macropomum. In the first chapter we evaluated the acute effect (96 h) of BaP (4, 8, 16, 32 mol/kg) in tambaqui fish. Changes were observed in the expression of the ras oncogene and hypoxia-inducible factor-1 (hif-1). Tissue damage in the liver increased in fish exposed to BaP (8, 16, 32 mol / kg) compared with the control, being classified as irreparable damage. There has also been an increase in genotoxic damage index in blood cells by the comet assay. The second chapter describes the effects of BaP (8 and 16 mol/kg) in tambaquis exposed to climate scenario A2 (extreme scenario) which provides an average increase of 4.5 °C in air temperature and CO2 levels (850 ppm), as forecasted by IPCC (2007). The increased temperature and CO2 levels in the extreme scenario induced changes in expression of the ras oncogene and hif-1 gene. Both ras oncogene and hif-1 showed an increase in gene expression in fish injected with both concentrations of BaP and exposed to the extreme scenario compared to the same treatments in the current scenario. Moreover, the responses of detoxifying enzyme and antioxidant defense, glutathione-S-transferase (GST), catalase (CAT) and levels of lipid peroxidation LPO were greater in the control setting. The activity of GST and CAT decreased in fish exposed to BaP in the extreme scenario compared to the control scenario. Extreme scenario with high temperatures and CO₂ levels weaken the body's antioxidant response. Likewise, the LPO levels decreased. In consequence of the failure in the antioxidant system, the extreme scenario had a greater influence on genetic variables increasing the expression of ras oncogene and hif-1, also DNA strand breaks in blood cells and histological damage, causing irreversible injuries to the liver cells and tissue necrosis. In the third chapter were evaluated toxicological responses of C. macropomum exposed simultaneously to RD and hypoxia. Surprisingly, animals exposed to hypoxia and hypoxia more RD had their levels of expression of hif1 smaller than those subjected to normoxic and normoxic more RD, suggesting greater cell damage in these groups. The ras oncogene showed higher relative expression in animals contaminated with RD in normoxic, reducing their relative expression in animals exposed to hypoxia and RD, which could also be explained by cellular injury (see below). The enzymes of oxidative stress GST and CAT showed greater activity in both treatments under hypoxia, being able to minimize the damage of oxidative stress in the membranes, which was evidenced by the low lipid peroxidation rate (LPO). Histological changes C. macropomum liver exposed to normoxia plus RD, hypoxia and hypoxia plus RD were similar, and the occurrence of fish had massive necrosis. Tambaqui proved to be an excellent model for studies of genes related to cancer, complemented by molecular markers such as ras oncogene and the hif-1 gene. |
| metadata.dc.description.resumo: | Esse estudo objetivou compreender os efeitos (genéticos, histológicos e fisiológicos) de diferentes estressores ambientais como: temperatura, níveis de CO2 e O2, bem como a ação dos contaminantes benzo[a]pireno (BaP) e Roundup® (RD) em Colossoma macropomum. No primeiro capítulo foi avaliado o efeito agudo (96 h) do BaP (4, 8, 16, 32 mol/kg) em tambaquis. Foram observadas alterações no nível de expressão do oncogene ras e do fator de indução à hipóxia-1 (hif-1). Os danos teciduais no fígado aumentaram nos peixes expostos ao BaP (8, 16, 32 mol/kg) quando comparados com o controle, sendo classificados como danos irreparáveis. Verificou-se também o aumento no índice de danos genéticos das células sanguíneas por meio do ensaio cometa. O segundo capítulo descreve os efeitos do BaP (8 e 16mol/kg) em tambaquis expostos ao cenário climático A2 (cenário extremo) que prevê um aumento médio de 4.5 °C na temperatura do ar e 850 ppm de CO2, como proposto pelo IPCC (2007). O aumento da temperatura e dos níveis de CO2 no cenário extremo induziu modificações nos níveis de expressão do oncogene ras e do gene hif-1. Tanto o oncogene ras como hif-1. apresentaram aumento nos níveis de expressão nos peixes injetados com ambas as concentrações de BaP e expostos ao cenário extremo, quando comparados aos mesmos tratamentos no cenário atual. Por outro lado, as respostas das enzimas glutationa-S-transferase (GST) e catalase (CAT) e nível de lipoperoxidação (LPO) foram maiores no cenário controle. A atividade da GST e CAT diminuiu nos peixes expostos ao BaP no cenário extremo, em relação ao cenário controle, mostrando que um possível cenário com altas temperaturas e níveis de CO2 enfraqueceriam as respostas antioxidantes do organismo. Da mesma maneira, os níveis de LPO diminuíram. Em consequência da falha no sistema antioxidante, o cenário extremo teve maior influência sobre as variáveis genéticas aumentando a expressão do oncogene ras e hif-1, bem como os danos no DNA a alterações histológicas, causando danos irreversíveis nas células hepáticas e necrose do tecido. No terceiro capítulo foram avaliadas as repostas toxicológicas de C. macropomum expostos simultaneamente ao RD e hipóxia. Surpreendentemente, os animais expostos à hipóxia e à hipóxia mais RD tiveram seus níveis de expressão de hif-1 menores doque aqueles submetidos à normóxia e normóxia mais RD, sugerindo uma lesão celular maior nesses grupos. O oncogene ras apresentou expressão relativa maior nos animais contaminados com RD em normóxia, diminuindo sua expressão relativa nos animais expostos à hipóxia e RD, o que também pôde ser explicado pelas lesões celulares (vide abaixo). As enzimas de estresse oxidativo GST e CAT apresentaram maior atividade em ambos os tratamentos sob hipóxia, sendo capazes de minimizar os danos de estresse oxidativo nas membranas, o que foi evidenciado pela baixa taxa de lipoperoxidação (LPO). As alterações histológicas do fígado de C. macropomum expostos à normóxia mais RD, hipóxia e hipóxia mais RD foram similares, sendo que os peixes tiveram massiva ocorrência de necrose. O tambaqui se mostrou um excelente modelo para os estudos de genes relacionados ao câncer, complementado pelos marcadores moleculares como o oncogene ras e o gene hif-1 |
| Appears in Collections: | Doutorado - GCBEv |
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