Mecanismos de ação antioxidante no estado de pós-hipóxia induzida em Phrynops geoffroanus (Testudines:Chelidae)

Abstract

Phrynops geoffroanus (Testudines: Chelidae) compõe um grupo de répteis tolerantes a ambientes com variações na disponibilidade de oxigênio, representando um excelente modelo para estudos que visam compreender os mecanismos fisiológicos e bioquímicos que envolvem a resistência ao estresse oxidativo e dano celular. Esses mecanismos permitem a sobrevivência em situações de privação de oxigênio, bem como a consequente reoxigenação dos tecidos, situação conhecida por liberar as chamadas espécies reativas de oxigênio (ERO), um grupo de moléculas capaz de interagir com outros componentes celulares. As ERO, quando em excesso, podem ser prejudiciais ao organismo, podendo levar à oxidação de componentes essenciais da célula, como proteínas, DNA e ácidos graxos. Os quelônios possuem alta capacidade antioxidante, capaz de combater os efeitos deletérios das ERO e, consequentemente, sobreviver de forma adequada após o período que estiveram sob estresse. Com isso, este estudo consistiu na avaliação dos mecanismos de ação antioxidante que atuam após a reoxigenação decorrente de um período de hipóxia induzida em P. geoffroanus, buscando avaliar a atividade dos principais agentes antioxidantes, assim como a existência de dano celular em cérebro, coração, fígado e pâncreas. Foram utilizados 20 indivíduos adultos coletados no rio Preto, pertencente à bacia Turvo/Grande, na cidade de São José do Rio Preto, São Paulo. Os animais foram aclimatados por 120 dias, e, após esse período, foram realizados os experimentos de normóxia e reoxigenação, em temperaturas controladas de 27ºC e 17ºC, correspondente à amplitude térmica do rio Preto durante o ano. Os tecidos dos animais foram coletados para posterior análise da atividade das enzimas catalase, glutationa redutase, glutationa S-transferase e glutationa peroxidase, além de uma análise dos níveis de peroxidação lipídica, por meio da quantificação do malondialdeído. Diferentemente do que era suposto, a maior atividade das enzimas avaliadas não foi observada em todos os tecidos expostos à reoxigenação. Observou-se a existência de dano celular decorrente da peroxidação lipídica, em especial nos organismos expostos à reoxigenação, evidenciando que o dano existe, apesar de baixo, quando comparado a outros animais. Os resultados obtidos neste trabalho, não somente poderão elucidar questões referentes à conservação de uma espécie muitas vezes negligenciada, mas também auxiliar no melhor entendimento sobre a história de vida, bioquímica e biologia celular desses animais, assim como na compreensão dos mecanismos de reparo do estresse oxidativo.

Phrynops geoffroanus (Testudines: Chelidae), comprises a group of reptiles that are tolerant to variations in environmental oxygen availability. Due to this characteristic, they are considered an excellent model for studies that aim the understanding of the physiological and biochemical mechanisms involved in the resistance to oxidative stress and cell damage. During its evolution, some turtles have developed mechanisms that allow them to survive the oxygen deprivation and consequent reoxygenation of tissues, a condition known to release the so-called reactive oxygen species (ROS), a group of molecules that are capable of interacting with other cell components, in some cases, leading to oxidation of essential cell components, such as proteins, DNA, and fatty acids. These mechanisms are related to turtles high antioxidant capacity, that are able to combat the deleterious effects of ROS and, thus, adequately survive after the period they were under stress. Therefore, this study aimed to understand the antioxidant mechanisms that act in the organism after the reoxygenation, due to the previous period of induced hypoxia in P. geoffroanus. We evaluate the activity of some antioxidants enzimes, as well as the existence of cellular damage in brain, heart, liver and pancreas. 20 individuals were collected in Preto river, that belongs to the basin Turvo/Grande, in the city of São José do Rio Preto, São Paulo. The animals were acclimated for 120 days, and, thereafter, the normoxia and reoxygenation experiments were conducted under controlled temperatures of 27°C and 17°C, corresponding to the temperature range of Preto river during the year. After the extraction of tissues, analysis of the enzymatic activity of catalase, glutathione reductase, glutathione S-transferase and glutathione peroxidase, as well as analysis of the levels of lipid peroxidation by quantification of malondialdehyde, were performed. We concluded that the enzymatic activity was not higher in all tissues exposed to reperfusion. It was observed the existence of cellular damage due to lipid peroxidation, especially in organisms exposed to reoxygenation, concluding that the damage exists, although it’s very low compared to other animals. The results of this study do not can only elucidate conservation issues of a species often neglected, but also contribute to a better understanding of the history of life, biochemistry and cell biology in these animals, as well as the understanding of oxidative stress repair mechanisms.