universidade federal de são carlos diana amaral monteiro

476 Pages·2011·7.02 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS
FISIOLÓGICAS ASSOCIAÇÃO PLENA UFSCAR/UNESP

DIANA AMARAL MONTEIRO

IMPACTO DE DIFERENTES VIAS DE CONTAMINAÇÃO POR MERCÚRIO INORGÂNICO
SOBRE OS BIOMARCADORES DE ESTRESSE OXIDATIVO, A FUNÇÃO CARDIO-
RESPIRATÓRIA E O POTENCIAL DE BIOCONCENTRAÇÃO E BIOMAGNIFICAÇÃO EM
MATRINXÃ, BRYCON AMAZONICUS (SPIX & AGASSIZ, 1829) E EM TRAÍRA,
HOPLIAS MALABARICUS (BLOCH, 1794)

SÃO CARLOS

2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS
FISIOLÓGICAS ASSOCIAÇÃO PLENA UFSCAR/UNESP

DIANA AMARAL MONTEIRO

IMPACTO DE DIFERENTES VIAS DE CONTAMINAÇÃO POR MERCÚRIO INORGÂNICO
SOBRE OS BIOMARCADORES DE ESTRESSE OXIDATIVO, A FUNÇÃO CARDIO-
RESPIRATÓRIA E O POTENCIAL DE BIOCONCENTRAÇÃO E BIOMAGNIFICAÇÃO EM
MATRINXÃ, BRYCON AMAZONICUS (SPIX & AGASSIZ, 1829) E EM TRAÍRA,
HOPLIAS MALABARICUS (BLOCH, 1794)

Tese apresentada ao Programa Interinstitucional
de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas
UFSCar/UNESP, como parte dos requisitos
para a obtenção do título de Doutor em
Ciências, área de concentração em Ciências
Fisiológicas.

Orientadora: Profa. Dra. Ana Lúcia Kalinin

SÃO CARLOS
2011
Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da
Biblioteca Comunitária/UFSCar

Monteiro, Diana Amaral.
M775id Impacto de diferentes vias de contaminação por mercúrio
inorgânico sobre os biomarcadores de estresse oxidativo, a
função cardio-respiratória e o potencial de bioconcentração
e biomagnificação em matrinxã, Brycon amazonicus (Spix &
Agassiz, 1829) e em traíra, Hoplias malabaricus (Bloch,
1794) / Diana Amaral Monteiro. -- São Carlos : UFSCar,
2011.
423 p.

Tese (Doutorado) -- Universidade Federal de São Carlos,
2011.

1. Fisiologia. 2. Cloreto de mercúrio. 3. Função cardio-
respiratória. 4. Enzimas. 5. Peixe. I. Título.

CDD: 612 (20a)

À Deus

Por estar sempre junto a mim, por me amparar nos momentos difíceis
e me mostrar o caminho nas horas incertas.

À minha mãe

Por todos esses anos de paciência e confiança, pelo incentivo aos estudos e por
agüentar os momentos de ansiedade e estresse desde que ingressei no doutorado.
Invariavelmente presente em tudo o que eu faço e sou.
AGRADECIMENTOS

A minha orientadora e amiga Ana Lúcia Kalinin, pela atenção, competência e
disposição de sempre. Meu profundo agradecimento pelo apoio e estímulo incansável que
ultrapassaram a tese e chegaram a muitos momentos de minha vida. Obrigada pela
oportunidade, sensibilidade e compreensão de sempre.
Á Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo suporte
financeiro (Processo 06/50772-6) sem o qual este trabalho não seria realizado.
Aos membros da banca examinadora por terem gentilmente aceitado analisar este
trabalho e pelas grandes colaborações que fizeram.
À Universidade Federal de São Carlos pela infra-estrutura e facilidades
proporcionadas, mais uma vez. Tenho orgulho em dizer que minha formação se fez nesta
universidade onde encontrei muitos mestres e amigos.
Aos docentes e funcionários do Departamento de Ciências Fisiológicas da UFSCar,
particularmente àqueles professores que eu tive a oportunidade de conviver mais de perto
cursando suas disciplinas oferecidas na Pós-Graduação e ao querido Seu Ângelo, pelo auxílio
carinhoso e pela convivência amigável.
À secretaria da Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas (PPGCF), em especial ao
Alexandre, pelo atendimento aos pedidos e solicitações.
Ao Prof. Francisco Tadeu Rantin pela total disponibilidade do seu laboratório, pelo
seu pronto auxílio sempre que precisei e pelo exemplo de profissionalismo na pesquisa em
Fisiologia Comparada no Brasil.
Aos amigos do Laboratório de Zoofisiologia e Bioquímica Comparativa: André G.,
Anelli, Daniella, Elinton, Felipe, Hugo, Juliana, Lucas, Luciano DW, Marcelo, Nathan,
Rafael Vô, Rafael Z., Samuel, Thiago e Vivian, pela amizade, convívio e apoio.
À Piscicultura Águas Claras (Mococa-SP) da família Martinho Colpani e ao Parque
do Lago (Dourado-SP) do Malheiro pelo atendimento sempre gentil e pela disponibilidade de
de animais.
Curiosidade, determinação, persistência e paciência são essenciais para aquele que
almeja seguir nesta carreira, que é linda, mas por vezes ingrata. Agradeço aos meus amigos
André G., Danosa, DW, Ju, Mari e Vô, que tornaram esse caminho muito mais doce, cheio
de momentos engraçados, de risadas e de companherismo. Em especial à Ju pela ajuda
profissional e por sempre dividir comigo problemas, alegrias e intermináveis horas no LZBC
de domingo a domingo, sob sol, chuva e tempestades temporais, profissionais e pessoais.
Ás amigas que admiro profissional e pessoalmente Moniquete e Cléo, Profas. Dras.
da UFSCar (Campus Sorocaba), pelo carinho, incentivo e por partilhar conhecimentos e
experiências que mutias vezes direcionaram o caminho a seguir.
A minha grande amiga Fernanda Sampaio, pela convivência sempre agradável e,
mesmo que distante, sempre me apóia, escuta e incentiva desde o Mestrado.
Ao meu amigo Prof. Hugo Ribeiro pelo apoio profissional, pelas conversas, sempre
me mostrando com seu exemplo que não se desiste facilmente diante das dificuldades.
Às grandes amigas-irmãs Fabiana (Bia), Karine (Mané) e Juliana Reis (Ju) por todo
carinho, pela amizade de longos anos e força nos momentos mais difíceis e que mais precisei.
Á Latoía, com seus olhares, pêlos, lambidas e mordidas, amor canino incondicional e
companhia para todas as horas, que faz dos meus dias mais sombrios suportáveis.
A todos aqueles que, apesar de não citados nominalmente, contribuíram direta ou
indiretamente para a realização deste trabalho.

"Cada um que passa em nossa vida passa sozinho,
pois cada pessoa é única e nenhuma substitui outra.
Cada um que passa em nossa vida passa sozinho,
mas não vai só nem nos deixa sós.
Leva um pouco de nós mesmos,
deixa um pouco de si mesmo.
Há os que levam muito,
mas há os que não levam nada.
Essa é a maior responsabilidade de nossa vida,
e a prova de que duas almas
não se encontram ao acaso"
(Antoine de Saint-Exupéry)
"Todo o futuro da nossa espécie, todo o governo das sociedades,
toda a prosperidade moral e material das nações
dependem da ciência, como a vida do homem depende do ar.
Ora, a ciência é toda observação, toda exatidão, toda verificação experimental.
Perceber os fenômenos, discernir as relações,
comparar as analogias e as dessemelhanças, classificar as realidades, e induzir as leis,
eis a ciência; eis, portanto, o alvo que a educação deve ter em mira.
Espertar na inteligência nascente as faculdades
cujo concurso se requer nesses processos de descobrir e assimilar a verdade"
(Rui Barbosa)

"[...] acho que só há um caminho para a ciência - ou para a filosofia: encontrar um problema,
ver a sua beleza e apaixonarmo-nos por ele; casarmo-nos com ele, até que a morte nos
separe - a não ser que obtenhamos uma solução. Mas ainda que encontremos uma solução,
poderemos descobrir, para nossa satisfação, a existência de toda uma família de
encantadores, se bem que talvez difíceis, problemas-filhos,
para cujo bem-estar poderemos trabalhar, com uma finalidade em vista,
até ao fim dos nossos dias.”
(Karl Popper)

"Não sei o que possa parecer aos olhos do mundo, mas aos meus pareço apenas ter sido
como um menino brincando à beira-mar, divertindo-me com o fato de encontrar de vez em
quando um seixo mais liso ou uma concha mais bonita que o normal, enquanto o grande
oceano da verdade permanece completamente por descobrir à minha frente."
(Issac Newton)
RESUMO

Tanto o mercúrio (Hg) quanto seus compostos são reconhecidos como importantes
poluentes, pois são persistentes, bioacumulativos e tóxicos. As maiores fontes de poluição
por Hg são as indústrias de cloro-álcali e a mineração do ouro. O aporte crescente de Hg
nos ambientes aquáticos resulta em grande acumulação deste metal nos tecidos de peixes
e nos consumidores destes, o que representa sério risco aos seres humanos e aos
ecossistemas. O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos de uma exposição aguda
(96 horas), via água, e de uma exposição sub-crônica (30 dias), via alimento, a doses sub-
letais de mercúrio inorgânico (HgCl ) em duas espécies de peixes brasileiros
2
ecologicamente distintos, matrinxã (Brycon amazonicus) e a traíra (Hoplias malabaricus). As
respostas cardio-respiratórias em normóxia (140 mmHg) e hipóxia gradual (120 a 10
mmHg), a contratilidade cardíaca in vitro, os biomarcadores de estresse oxidativo e o
potencial de bioconcentração e biomagnificação foram analisados. Os resultados mostram
que a exposição de tais espécies ao HgCl induz estresse oxidativo em diferentes tecidos;
2
limita a manutenção da contratilidade cardíaca reduzindo a força de contração do miocárdio
e modula o padrão de resposta das variáveis cárdio-respiratórias frente à hipóxia gradual,
tornando as espécies mais susceptíveis às variações ambientais de O . Em relação ao
2
matrinxã especificamente, os pontos críticos em destaque foram: estresse oxidativo severo
principalmente no coração e músculo branco; redução acentuada da força de contração do
músculo cardíaco isolado; hiperventilação e elevação do valor da tensão crítica de O em
2
mais de 100% e bioconcentração intensa em todos os tecidos cujos valores excederam o
limite máximo permitido. Já no caso das traíras foram: intenso estresse oxidativo no fígado e
nas brânquias, hipoventilação, redução da taxa metabólica e da extração de O e
2
bradicardia com prejuízo na condução elétrica como bloqueio átrio-ventricular de primeiro
grau e prolongamento do platô do potencial de ação do músculo cardíaco. Portanto, os
dados indicam que o mercúrio, via água ou alimento e em concentrações ambientalmente
relevantes, pode ter um impacto negativo sobre o comportamento, a saúde, a performance e
o sucesso das espécies estudadas, tornando sua sobrevivência e/ou população vulneráveis.

Palavras-chave: Mercúrio. Matrinxã. Traíra. Estresse oxidativo. Contratilidade cardíaca.
Respostas cardio-respiratórias. Exposição sub-letal aguda e sub-crônica. Bioconcentração.
Biomagnificação.
ABSTRACT

Both the mercury (Hg) and their compounds are recognized as important pollutants, because
they are persistent, bioaccumulative and toxic. The largest sources of mercury pollution are
chloride-alkaline industry and gold mining. The growing contribution of Hg in aquatic
environments results in high accumulation of mercury in fishes tissue and their consumers,
which poses a serious risk to humans and ecosystems. The aim of this study was to evaluate
the effects of acute exposure (96 hours), via water, and a sub-chronic exposure (30 days),
via food, to sub-lethal doses of inorganic mercury (HgCl ) in two species Brazilian fishes
2
ecologically distinct, matrinxã (Brycon amazonicus) and traíra (Hoplias malabaricus). The
cardiorespiratory responses to normoxia (140 mmHg) and graded hypoxia (120 - 10 mmHg),
cardiac contractility in vitro, biomarkers of oxidative stress and the potential for
bioconcentration and biomagnification were analyzed. The results show that exposure of
these species to HgCl induces oxidative stress in different tissues, limiting the maintenance
2
of cardiac contractility by reducing the force of myocardial contraction and modulates the
response pattern of cardio-respiratory variables to graded hypoxia front, making the species
more susceptible to environmental variations of O . Regarding matrinxã specifically, the
2
critical points highlighted were mainly severe oxidative stress in heart and white muscle;
marked reduction of contraction force of isolated heart muscle; hyperventilation and increase
the value of the critical tension of O in more than 100%; and intense bioconcentration in all
2
tissue whose values exceeded the maximum allowed. In the case of traíras the results were:
oxidative stress in the liver and gills; hypoventilation; decreased in metabolic rate and O
2
extraction; and bradycardia with impaired electrical conduction as first degree atrioventricular
block and lengthiness of the potential plateau action of cardiac muscle. Therefore, the data
indicate that mercury via food or water and in environmentally relevant concentrations, can
have a negative impact on behavior, health, performance and success of the species,
making their survival and/or vulnerable populations.

Keywords: Mercury. Matrinxã. Traíra. Oxidative stress. Cardiorespiratory responses.
Cardiac contractility. Acute and subchronic subletal exposure. Bioconcentration.
Biomagnification.