Efeito das mudanças climáticas sobre a qualidade espermática do peixe amazônico Colossoma macropomum

RESUMO

O conhecimento da qualidade dos espermatozoides de peixes produzidos ou ativados em diferentes cenários de estresse é fundamental para compreender o sucesso da fertilização dos ovócitos. Neste sentido, o objetivo da tese foi avaliar o efeito de diferentes estressores ambientais sobre os espermatozoides do tambaqui, Colossoma macropomum. No primeiro capítulo apresentamos uma série de respostas dos espermatozoides de C. macropomum ativados in vitro em diferentes temperaturas (29, 31, 33 e 35 °C), pHs (4 e 8) e concentração reduzida de oxigênio (1 mg/O2 L-1); a maior duração da motilidade dos espermatozoides ocorreu em 29 °C (50,1±2,70 s), diminuindo em 35 °C (31,2±1,31 s) e na hipóxia em ambos pH 4 (27,4±1,42 s) e pH 8 (30,44±1,66 s)(p<0,05); houve aumento da atividade das enzimas glutationa S-transferase (GST) e superóxido dismutase (SOD), bem como dos níveis de lipoperoxidação (LPO) e danos no DNA nos espermatozoides expostos a temperaturas mais elevadas e a hipóxia. No segundo capítulo, verificamos o efeito da exposição in vivo dos reprodutores de C. macropomum às temperaturas de 29 e 35 °C durante 10 dias; a exposição do peixe a alta temperatura gerou células espermáticas com menor motilidade (51,91±11,60 s) em relação ao controle (61,38±5,52 s)(p<0,05); o consumo de oxigênio dos espermatozoides diminuiu em alta temperatura (32,82±3,49 pmol.(s.ml)-1) quando comparado ao controle (46,64±3,50 pmol.(s.ml)-1); a atividade da catalase (CAT) e GST não foram suficientes para impedir danos oxidativos em espermatozoides gerados em alta temperatura, indicados pelo aumento de células inviáveis com membranas danificadas e estruturas morfológicas alteradas. No terceiro capítulo, apresentamos uma short comunication, onde observamos respostas dos espermatozoides de C. macropomum incubados em pH 4 e 8 e em sinergia com metais cobre (Cu) e cádmio (Cd) ao longo do tempo; as tendências analisadas indicam que a presença dos metais em ambos pHs podem prejudicar a qualidade das células espermáticas ao longo do tempo; e que o pH ácido ao longo do tempo, tende a afetar a integridade do DNA. Em conjunto, esses resultados nos fornecem informações que irão contribuir para a compreensão e previsão de possíveis mudanças na produção de peixes, considerando os cenários de mudanças climáticas.

ABSTRACT

The knowledge of the quality of sperm from fish produced or activated in different stress scenarios is essential to understand the success of oocyte fertilization. In this sense, the aim of this thesis was to evaluate the effect of different environmental stressors on the sperm of tambaqui, Colossoma macropomum. In the first chapter we present a series of responses of C. macropomum sperm activated in vitro at different temperatures (29, 31, 33 and 35 °C), pH (4 and 8) and reduced oxygen concentration (1 mg/O2 L- 1); the longest duration of sperm motility occurred at 29 °C (50.1±2.70 s), decreasing at 35 °C (31.2±1.31 s) and in hypoxia at both pH 4 (27.4±1.42 s) and pH 8 (30.44±1.66 s) (p<0.05); there was an increase in the activity of the enzymes glutathione S-transferase (GST) and superoxide dismutase (SOD), as well as in the levels of lipoperoxidation (LPO) and DNA damage in sperm exposed to higher temperatures and hypoxia. In the second chapter, we verified the effect of in vivo exposure of C. macropomum broodstock to temperatures of 29 and 35 °C for 10 days; the exposure of the fish to high temperature generated sperm cells with lower motility (51.91±11.60 s) compared to the control (61.38±5.52 s) (p<0.05); sperm oxygen consumption decreased at high temperature (32.82±3.49 pmol.(s.ml)-1) when compared to the control (46.64±3.50 pmol.(s.ml)-1); the catalase activity (CAT) and GST were not enough to prevent oxidative damage in sperm generated at high temperature, indicated by the increase of non-viable cells with damaged membranes and altered morphological structures. In the third chapter, we present a short communication, reporting the responses of C. macropomum sperm incubated at pH 4 and 8 and in synergy with copper (Cu) and cadmium (Cd) metals over time; the trends analyzed indicate that the presence of metals at both pHs can affect the quality of sperm cells over time; and that acidic pH over time tends to affect DNA integrity. Together, these results provide us with information that will contribute to the understanding and prediction of possible changes in fish production, considering climate change scenarios.