Search

Aquatic environmental factors are very changeable in short periods. Among these factors are pH, temperature, dissolved oxygen, ammonia and ions. Nitrite, as one ion naturally present in aquatic systems, deserves particular consideration as it is highly toxic for many species. Among fish, nitrite may have harmful effects, such as methemoglobin (MtHb) formation, disruption to the gill and hepatic structure, which could result in hemolytic anemia and cell hypoxia by reducing the functional hemoglobin content. In this work, we compared hematological and metabolical responses of pacu and its hybrid tambacu exposed to 20 ppm of environmental nitrite. It was observed that the MtHb content was less than 18% in tambacu while pacu reached nearly 8%. These data reflect specific differences in nitrite uptake by the gill. The hematocrit of both fish was distinct; pacu did not have a typical response of poisoning by nitrite. This fact shows less skill of the hybrid to cope with environmental nitrite. Incipient hemolytic anemia was observed in pacu and both species presented a neoglycogenic profile. The glucose-provider character of the liver was more evident in tambacu. The white muscle of both species presented distinct metabolic behavior. While in pacu the white muscle was predominantly oxidative, in tambaqui the lactic fermentation was the most important metabolic profile. Metabolic and hematological observations in both species show that they present distinct metabolical strategies to cope with toxic effects of nitrite and there is no evidence that the hybrid is more resistant to nitrite. Os fatores ambientais nos meios aquáticos são muito flutuantes em curtos intervalos de tempo. Valores de pH, temperatura, oxigênio dissolvido, amônia e íons podem estar freqüentemente variando. Entre esses íons, o nitrito merece especial atenção por ser altamente tóxico para muitas espécies. Entre os peixes, o nitrito pode apresentar efeitos danosos como a formação de metahemoglobina (MtHB), lesão às estruturas branquiais e hepática, podendo levar a quadros de anemia hemolítica e hipóxia celular pela redução do teor de hemoglobina funcional. Neste trabalho, foram comparadas as respostas hematológicas e metabólicas do pacu e de seu híbrido tambacu expostos a 20 ppm de nitrito ambiental, e verificou-se que o teor de MtHb no tambacu foi menor que 18%, enquanto no pacu atingiu valores de 8%. Esses valores refletem diferenças específicas na captação de nitrito pelas brânquias. O hematócrito de ambas as espécies foi diferente; o pacu não apresentou uma resposta típica à intoxicação pelo nitrito. Este fato revelou uma diminuição na capacidade do híbrido em resistir ao nitrito ambiental. Observou-se no pacu um princípio de anemia hemolítica. As duas espécies mostraram um perfil bioquímico neoglicogênico. O papel glicemiante do fígado foi mais evidente no tambacu. O músculo branco de ambas as espécies mostrou um comportamento metabólico distinto. Enquanto o músculo do pacu foi predominantemente oxidativo, o músculo branco do tambaqui exposto ao nitrito realizou fermentação láctica. As observações metabólicas e hematológicas em ambas as espécies indicam que estas apresentam estratégias metabólicas diferentes para enfrentar os efeitos tóxicos do nitrito ambiental, não sendo evidenciada qualquer vantagem do híbrido neste particular.

Oxygen of tropical freshwater environments fluctuates drastically. Eutrophic lakes and ponds of warm waters frequently reach very low oxygen concentrations. This is the most common habitat of the banded knife fish "tuvira" Gymnotus carapo. This electric fish is reported to present bimodal breathing to cope with low environmental oxygen. Biochemical responses can be also observed in fishes facing hypoxia but none were studied in tuvira. In the present study, haematological and metabolic changes were investigated in two groups of fish exposed to hypoxia for 1 and 3 hours. Haematocrit, red blood cells and haemoglobin concentration indicated erythrocyte release from hematopoietic organs and swelling of red blood cells. Glycogen, glucose, lactate, pyruvate, and amino acids were quantified in liver, kidney and white muscle. The metabolic profile of G. carapo to cope with hypoxia suggested liver gluconeogenesis probably supported by proteolysis. The kidney and liver presented the same biochemical trend suggesting similar metabolic role for both organs. Glucogenolysis followed by glucose fermentation and protein mobilisation was observed in the white muscle. The air breathing behaviour of tuvira works in parallel with metabolism to prevent damages from hypoxia. Metabolic adjustments are observed when the air taking is avoided. O oxigênio de água doce dos ambientes tropicais flutua drasticamente. Lagos e lagoas eutróficos de ambientes temperados freqüentemente atingem baixas concentrações de oxigênio. Este é o habitat mais comum da tuvira Gymnotus carapo. Neste peixe elétrico é descrita a respiração bimodal para enfrentar baixos níveis de oxigênio. Em peixes, as respostas bioquímicas também podem ser observadas, mas nenhuma foi estudada em tuvira. Neste estudo foram investigadas as alterações hematológicas e metabólicas em dois grupos de peixes expostos à hipóxia por 1 e 3 horas. O hematócrito, os eritrócitos e a concentração de hemoglobina indicaram liberação de hemácias por órgãos hematopoiéticos e intumescimento celular. Glicogênio, glicose, lactato, piruvato e aminoácidos foram quantificados no fígado, no rim e em músculo branco. O perfil metabólico de G. carapo para enfrentar a hipóxia sugeriu neoglicogênese hepática por proteólise. O rim e o fígado apresentaram a mesma tendência metabólica, sugerindo o mesmo papel metabólico de ambos os órgãos em hipóxia. Foi observada neoglicogênese em músculo branco, seguida da fermentação de glicose e da mobilização protéica. O comportamento de respiração área em tuvira funciona paralelamente ao metabolismo adaptativo para prevenir os danos da hipóxia. Os ajustes metabólicos foram observados a partir do momento em que a tomada de ar foi bloqueada.

Strenuous exercise in fish is usually a consequence of migration, reproduction, and spawning. Varying among fishes, this kind of stress is associated with blood glucose and lactate increase, in relation to which two major groups are distinguishable: the "lactate releasers" and "non-lactate releasers". Unlike strenuous exercise, sustained swimming imposes a variety of effort that results in distinct kinetic types of blood lactate and glucose. Compared to Platichthys stellatus and Oncorhynchus mikyiss, blood lactate of Salminus maxillosus (dourado) was lower after exercise, whereas recovery time was greater. Great demands were made of white muscle, and dourado is not a lactate releaser. Two different metabolic tendencies were observed in sustained and intense swimming. Gluconeogenesis was observed during recovery, as well as the alanine cycle which recomposes the lactate tissue pattern. Full recovery after intensive exertion required more than 24 hours. Exercício intenso em peixes normalmente é conseqüência de migração, reprodução e desova. Esse tipo de esforço está associado ao aumento de glicose sangüínea e de lactato, o qual varia entre as diferentes espécies de peixes. Dois grupos são conhecidos, os "liberadores" e os "não liberadores" de lactato. Diferentemente do exercício intenso, o exercício contínuo impõe certo esforço que resulta em distintos tipos de cinética de lactato e glicose. A concentração de lactato plasmático em Salminus maxillosus é menor após o exercício quando comparada à Platichthys stellatus e Oncorhynchus mikyiss, mas o tempo de recuperação é maior. A musculatura branca é particularmente requisitada e o dourado apresenta-se como um "não liberador" de lactato. Duas tendências metabólicas distintas foram observadas para o exercício contínuo e intensivo. A gliconeogênese, que foi observada durante a recuperação, e o ciclo da alanina, que recompôs o padrão tissular de lactato. O período de completa recuperação do exercício intenso foi maior que 24 horas.

The non-ionized form of ammonia is very toxic to many aquatic species. It is especially important in several aspects of fish biology. A large range of organismal strategies for coping with environmental stressors is usually observed in living organisms. Among those, the responses for managing chemical stressors are well studied. The present work compares biochemical responses of two evolutionarily close species, Hoplias malabaricus and Hoplerythrinus unitaeniatus, exposed to environmental ammonia. Adult fish were submitted to 1.0 mg/L of ammonium chloride for 24 hours, and plasma ammonia and urea levels were determined. The activities of OUC enzymes OCT and ARG, and the accessory enzyme GS, were quantified in liver extract and are expressed below in mumol/min/mg of wet tissue. Increases in OUC enzymes (GS from 1.14 to 2.43, OCT from 0.81 to 1.72, and ARG from 3.15 to 4.23), plasma ammonia (from 0.95 to 1.42 mmol/L), and plasma urea (from 0.82 to 1.53 mmol/L) were observed (p < 0.05) in H. malabaricus exposed to 1 mg/L of ammonia chloride. The GS in H. unitaeniatus increased from 1.43 to 1.84, however the OCT, ARG, and plasma urea from H. unitaeniatus did not change. These data indicate that each species responds differently to the same environmental stressor. A forma não ionizada da amônia é muito tóxica a vários organismos aquáticos, sendo particularmente importante em muitos aspectos da biologia dos peixes. Um amplo grupo de estratégias para enfrentar os estressores ambientais pode ser observado nos organismos vivos. Dentre estas, as respostas aos estressores químicos são bem estudadas. O presente trabalho compara respostas bioquímicas de duas espécies evolutivamente próximas Hoplias malabaricus e Hoplerythrinus unitaeniatus, expostas à amônia ambiental. Peixes adultos foram submetidos a 1.0 mg/L de cloreto de amônio por 24 horas e foram determinados os níveis plasmáticos de amônia e uréia. As atividades das enzimas do COU, OCT e ARG e a enzima acessória GS foram quantificadas em extrato de fígado e são expressas em mimol/min/mg de tecido úmido. Foi observado em H. malabaricus, exposto a 1,0 mg/L de cloreto de amônio, aumento (p < 0,05) nas enzimas: GS, de 1,14 para 2,43; OCT, de 0,81 para 1,72; ARG, de 3,15 para 4,23; na amônia plasmática, de 0,95 para 1,42 mmol/L, e na uréia plasmática, de 0,82 para 1,53. A GS de H. malabaricus aumentou de 1,43 para 1,84, todavia, OCT, ARG e uréia plasmática não variaram. Esses dados mostram que ambas as espécies, taxonomicamente próximas, respondem distintamente ao mesmo estressor ambiental.