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Orientadora: Prof.ª Dr.ª Edith Susana Elisabeth Fanta Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Curso de Pós-Graduação em Morfologia Inclui referências: p. 90-110 Área de concentração: Biologia Celular Resumo: Os seres vivos, incluindo os peixes, sofrem a influência de fatores ambientais que levam a ajustes morfológicos, funcionais e adaptações evolutivas. Dentre eles, mesmo no ambiente aquático, a luz é um dos fatores mais importantes, porque é responsável direta ou indiretamente por uma grande variedade de processos vitais. Partindo desse princípio buscamos descrever nesse trabalho as características morfológicas da retina do peixe Metynnis roosevelti Eigenmann, 1915 e suas alterações estruturais quando mantida em regime de luz monocromática vermelha. A retina de M. roosevelti possui basicamente três tipos celulares: as células epiteliais pigmentadas, os neurônios - incluindo as células fotorreceptoras - e as células de sustentação desses neurônios. Os cones apresentam uma variabilidade morfológica e podem ser classificados em cones duplos e simples do tipo longo e curto, arranjados na forma de um mosaico em quadra. Os bastonetes são células fotorreceptoras mais altas e finas que os cones e de difícil visualização, pois geralmente estão encobertos por pigmentos de melanina presentes nas células pigmentares. Além das células fotorreceptoras, M. roosevelti possui como neurônios retinianos as células horizontais, as amácrinas, as bipolares e as ganglionares responsáveis pela formação de conexões entre as células fotorreceptoras e os neurônios aferentes. O epitélio pigmentar é formado por uma única camada de células, cujo citoplasma é rico em pigmentos de melanina capazes de migração dependendo das mudanças de iluminção no meio. A retina de M. roosevelti, quando exposta à luz vermelha, apresenta uma maior migração de pigmentos de melanina na região apical das células epiteliais se comparada com o controle. A análise ultraestrutural leva à conclusão de que a renovação de membranas fotorreceptoras é maior, já que partes dos discos de membrana são encontrados no citoplasma das células pigmentares. Abstract: As for all living beings, including fish, there are many environmental factors which lead to morphological and functional adjustments and evolutionary adaptations. Among them, even in the aquatic environment, light is one of the most important factors, as it is directly or indirectly responsible for a great number of vital processes. Thus, the aim of this study was to describe the morphology of the retina of a freshwater fish, Metynnis roosevelti Eigenmann, 1915 and to evaluate its structural changes when under the influence of monochromatic red light. In the retina of M. roosevelti basically three types of cells are seen: the pigmentary epithelial cells, nervous cells, including the photoreceptors, and supporting cells of these neurons. Among the photoreceptors, cones are morphologically identified as double, long simple and short simple, being arranged as a mosaic in squares. Rods are thinner and more elongated than cones, generally surrounded by the pigments in the extensions of the pigmentary epithelial cells. Besides photoreceptor cells, M. roosevelti has different neurons in its retina: horizontal and amacrine cells, bipolar and ganglionar neurons. All of the them are responsible for connections and integration between photoreceptor cells and afferent neurons. The pigmentary epithelium has one single cell layer. The cytoplasm of these cells is rich in melain grains that can migrate along the cell extensions, depending on the levels of light intensity that reaches the retina. When under red light influence, the retina of M. roosevelti shows a greater migration of melanin pigments, when compared with the control under day light influence. The ultrastructural analysis leads to the conclusion that the renewal of photoreceptor membranes is higher, as parts of the membrane discs are seen in the cytoplasm of pigmentary epithelium cells.

Orientadora: Profa. Dra. Lucélia Donatti Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 25/08/2022 Inclui referências: p. 53-68 Resumo: Psalidodon bifasciatus é uma espécie de peixe que possui ampla distribuição geográfica apresentando boa adaptação a diferentes habitats. Por ser sensível as alterações físicas e químicas da água, torna-se um bom bioindicador das diferenças de temperatura do ambiente aquático, sendo utilizada em estudos ecotoxicológicos. Assim, este estudo propôs avaliar os biomarcadores relacionados a defesa antioxidante do coração, encéfalo e músculo de P. bifasciatus expostos a variação térmica de 10ºC em relação ao controle. Exemplares de P. bifasciatus (n=120) foram coletados na região do médio Iguaçu no município de União da Vitória-PR e Porto Vitória-PR, e mantidos no Centro de Pesquisa e Extensão em Aquicultura Ildo Zago União da Vitória-PR. Após o período de aclimatação, os peixes foram divididos em grupo (n= 12 indivíduos) controle (21ºC) e submetidos ao choque térmico de 31ºC por 2, 6, 12, 24 e 48 horas, respectivamente. Os biomarcadores relacionados a defesa antioxidante: catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa S-transferase (GST), glutationa peroxidase (GPx), glutationa reduzida (GR), glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH) e glutationa reduzida (GSH), juntamente com os marcadores de dano celular: lipoperoxidação (LPO) e carbonilação de proteínas (PCO), foram quantificados e submetidos ao teste estatístico (ANOVA). Os resultados demostraram que o aumento de 10°C na temperatura foi capaz de causar estresse oxidativo no coração, encéfalo e músculo de P. bifasciatus. Isso foi demonstrado pelos níveis alterados de LPO, PCO e GPx no coração, CAT e LPO no encéfalo e LPO no músculo. Além disso, as análises de PCA e IBR indicaram que o encéfalo apresentou maior ativação das respostas antioxidantes expostos ao choque térmico quando comparado com coração e músculo. O que conclui que P. bifasciatus possui estratégias para lidar com o choque térmico de 31ºC por curtos períodos de tempo (até 48h), ajustando seu sistema de defesa antioxidante. Abstract: Psalidodon bifasciatus is a species of fish that has a wide geographic distribution showing good adaptation to different habitats. Because it is sensitive to physical and chemical water changes, it is a good bioindicator of temperature differences in the aquatic environment, being used in ecotoxicological studies. Th u s, this study proposed to evaluate the biomarkers related to antioxidant defense in the heart, brain and muscle of P. bifasciatus exposed to 10ºC thermal variation in relation to the control. P. bifasciatus specimens (n=120) were collected from the middle Iguaçu region in União da Vitória-PR and Porto Vitória-PR, and kept in the Ildo Zago Aquaculture Research and Extension Center in União da Vitória-PR. After the acclimation period, the fishes were divided into groups (n=12 individuals) control (21ºC) and submitted to heat shock of 31ºC for 2, 6, 12, 24 and 48 hours, respectively. The biomarkers related to antioxidant defense: catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione S-transferase (GST), glutathione peroxidase (GPx), reduced glutathione (GR), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and reduced glutathione (GSH), along with cell damage markers: lipoperoxidation (LPO) and protein carbonylation (PCO), were quantified and subjected to statistical test (ANOVA). The results showed that the 10°C increase in temperature was able to cause oxidative stress in heart, brain and muscle of P. bifasciatus. This was demonstrated by altered levels of LPO, PCO and GPx in heart, CAT and LPO in brain and LPO in muscle. Furthermore, PCA and IBR analyses indicated that the brain showed greater activation of antioxidant responses exposed to heat shock when compared to heart and muscle. Which concludes that P. bifasciatus has strategies to cope with the heat shock of 31ºC for short periods of time (up to 48h), adjusting its antioxidant defense system.

Orientadora: Profa. Dra. Lucélia Donatti Coorientadora: Dra. Maria Rosa Dmengeon Pedreiro de Souza Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 26/08/2022 Inclui referências: p. 57-70 Resumo: Como ectotérmicos a temperatura da água influência diretamente na ecologia, biologia e história de vida dos peixes. Quando a temperatura da água aumenta além dos níveis que os peixes são rotineiramente expostos, alterações na taxa respiratória pode ser perceptível e consequentemente aumento a formação de espécies reativas de oxigênio. Desta forma, respostas da defesa antioxidante enzimático podem ser alteradas a fim de evitar estresse a nível celular. Rhamdia voulezi, uma espécie endêmica do Rio Iguaçu, é uma espécie que é utilizada na piscicultura por seu rápido crescimento corpóreo e hábito alimentar. Por essas características podem ser utilizados como bioindicadores das implicações das variações ambientais de temperatura da água em tanques de cultivo em produção local. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade dos biomarcadores da defesa antioxidante enzimático (superóxido dismutase, catalase, glutationa peroxidase, glutationa S-transferase, glutationa redutase, glicose-6-fosfato desidrogenase, glutationa reduzida) e marcadores de danos oxidativo (lipoperoxidação lipídica e carbonilação proteica) em R. voulezi sob o efeito da exposição aguda a alta temperatura (31 ºC) no fígado, brânquias e rins durante 2, 6, 12, 24 e 96 horas de exposição. O número de peixes por experimento foi de 7 indivíduos com exceção de 8 em 96 horas e as coletas foram realizadas no rio Iguaçu (União da Vitória/PR). A exposição a alta temperatura aumentou a resposta da defesa antioxidante em todos os tecidos estudados. No fígado de R. voulezi foi perceptível o aumento da superóxido dismutase até 12 h de exposição a alta temperatura, bem como o aumento da glutationa S-transferase em 12 h e 96 h também no grupo experimental. Nas brânquias o aumento da superóxido dismutase foi evidenciado até 24 h de exposição a alta temperatura e os marcadores de danos como a lipoperoxidação lipídica foi identificado em 2, 6, 12 e 96 h de exposição neste mesmo grupo. Nos rins em 12 h também houve indução de resposta ao estresse térmico, com uma resposta da superóxido dismutase/catalase no grupo exposto à alta temperatura. Também foi evidenciado marcadores de danos como lipoperoxidação lipídica em 2 e 6 h de exposição a 31 ºC. Os três tecidos avaliados responderam diferentemente ao estresse térmico, sendo que o fígado apresentou maior capacidade de aclimatação. Os padrões de expressão de múltiplos biomarcadores relacionados à defesa antioxidante e danos oxidativo em resposta a exposição a alta temperatura sugere que R. voulezi apresentou estresse oxidativo, o que pode prejudicar o bem-estar do animal. Abstract: As ectotherms, water temperature directly influences the ecology, biology, and life history of fish. When water temperature increases beyond the levels that fish are routinely exposed to, changes in respiration rate may be noticeable and consequently the formation of reactive oxygen species increases. Thus, enzymatic antioxidant defense responses can be altered to avoid stress at the cellular level. Rhamdia voulezi, an endemic species of the Iguaçu River, is a species that is used in fish farming for its fast body growth and feeding habit. For these characteristics they can be used as bioindicators of the implications of environmental water temperature variations in culture ponds in local production. The objective of this work was to evaluate the activity of enzymatic antioxidant defense biomarkers (superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase, glutathione S-transferase, glutathione reductase, glucose-6- phosphate dehydrogenase, reduced glutathione) and oxidative damage markers (lipoperoxidation and protein carbonylation) in R. voulezi under the effect of acute exposure to high temperature (31 ºC) in liver, gills and kidneys during 2, 6, 12, 24 and 96 hours of exposure. The number of fish per experiment was 7 individuals except for 8 at 96 hours and the collections were made in Iguaçu River (União da Vitória/PR). High temperature exposure increased the antioxidant defense response in all tissues studied. In the liver of R. voulezi an increase of superoxide dismutase was observed up to 12 h of high temperature exposure, as well as an increase of glutathione Stransferase at 12 h and 96 h also in the experimental group. In the gills the increase of superoxide dismutase was evidenced up to 24 h of high temperature exposure and damage markers such as lipid lipoperoxidation was identified at 2, 6, 12 and 96 h of exposure in this same group. In the kidneys at 12 h there was also an induction of a heat stress response, with a superoxide dismutase/catalase response in the group exposed to high temperature. It was also evidenced damage markers such as lipoperoxidation lipid at 2 and 6 h of exposure at 31 ºC. The three tissues evaluated responded differently to heat stress, with the liver showing greater capacity to acclimatize. The expression patterns of multiple biomarkers related to antioxidant defense and oxidative damage in response to high temperature exposure suggests that R. voulezi exhibited oxidative stress, which may impair animal welfare.

Orientadora: Profa. Dra. Lucélia Donatti Coorientadora: Profa. Dra. Maria Rosa Dmengeon Pedreiro de Souza Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa : Curitiba, 25/08/2021 Inclui referências: p. 75-89 Resumo: A temperatura é um importante fator que condiciona as respostas fisiológicas dos peixes, gerando uma condição estressante quando em parâmetros não ideais. Neste contexto, peixes representam uma boa ferramenta de estudo tendo em vista as alterações naturais, perturbações antrópicas locais e as alterações climáticas estimadas que alteram a dinâmica da água, afetando diretamente estes animais. Assim, objetivou-se avaliar o metabolismo de carboidratos de proteínas e parâmetros relacionados ao estresse oxidativo no músculo do peixe Astyanax lacustris proveniente de lagos artificiais da região da bacia do rio Iguaçu, submetido a choque térmico. Os espécimes (n = 240) foram submetidos aos regimes de tempo de 2, 6, 12, 24, 48, e 96 horas sob baixa (15 ± 1°C) e alta temperatura (31 ± 1°C), com seus respectivos controles (23 ± 1°C) e um n = 10 por grupo experimental. A baixa temperatura reduziu a atividade da glicogênio fosforilase (GP) e os níveis de piruvato em 2h e lactato em 6h. Isso pode indicar uma redução da glicólise nos períodos iniciais do estresse. A diminuição do piruvato também ocorre em 24h, podendo estar associado ao ciclo de Cori. Posteriormente houve um aumento da atividade da GP em 12h, aumento dos níveis de piruvato em 48h e da atividade da hexoquinase (HK) em 96h. Isso indica um aumento da demanda energética depois das horas iniciais do choque térmico. Não houve alterações do metabolismo de carboidratos e ciclo de Krebs para alta temperatura, essa ausência de alterações pode estar ligada a outro mecanismo para suprir as necessidades energéticas, como a utilização da fosfocreatina quinase. Em relação ao metabolismo de proteínas para 15 ºC, não houve alterações para glutamato desidrogenase (GLDH), transaminase glutâmico oxalacética (TGO) ou transaminase glutâmico pirúvica (TGP). Essa ausência de alterações pode estar relacionada com uma compensação do metabolismo de carboidratos ou lipídico. Em 31 ºC houve redução da atividade da TGO em 2 e 96h e da TGP em 2h, que teve posterior aumento em 48h. Isso pode demonstrar, uma baixa necessidade o peixe por esta via metabólica. Em relação ao estresse oxidativo em 15 ºC, houve aumento da atividade da glutationa redutase (GR) em 2 e 6h com posterior redução em 24 e 48h. Em relação a danos em proteínas através da observação de proteínas carboniladas (PCO), houve aumento de nível em 6h. Isso indica uma indução de estresse para músculo de A. lacustris expostos a 15 ºC. Em 31 ºC foi observado um aumento pontual dos níveis de glutationa reduzida (GSH) em 24h. Desta maneira, é possível inferir que a temperatura baixa foi mais estressante em músculo de A. lacustris. A partir disso, é possível concluir que o choque térmico agudo pode afetar o metabolismo do músculo de A. lacustris, que em determinadas situações promove alterações nas vias metabólicas. Abstract: Temperature is an important factor that conditions the physiological responses of fish, generating a stressful condition when in non -ideal parameters. In this context, fish represent a good study model in view of natural changes, local anthropogenic disturbances and estimated climate changes that alter the water dynamics, directly affecting these animals. Thus, the objective was to evaluate the carbohydrates metabolism from proteins and parameters related to oxidative stress in the muscle of the fish Astyanax lacustris from artificial lakes in the region of the Iguaçu river basin, submitted to thermal shock. The specimens (n = 240) were subjected to the time regimes of 2, 6, 12, 24, 48, and 96 hours under low (15 ± 1°C) and high temperature (31 ± 1°C), with their respective controls (23 ± 1°C) and a n = 10 per experimental group. The low temperature reduced the activity of glycogen phosphorylase (GP) and the levels of pyruvate in 2h and lactate in 6h. This may indicate a reduction in glycolysis in the initial periods of stress. The decrease in pyruvate also occurs within 24 hours and may be associated with the Cori cycle. Subsequently, there was an increase in GP activity in 12h, increase in pyruvate levels in 48h and increase in hexokinase (HK) activity in 96h. This indicates an increase in energy demand after the initial hours of the thermal shock. There were no changes in carbohydrate metabolism and high temperature Krebs cycle, this absence of changes may be linked to another mechanism to meet energy needs, such as the use of phosphocreatine kinase. Regarding protein metabolism at 15 ºC, there were no changes for glutamate dehydrogenase (GLDH), glutamic oxaloacetic transaminase (TGO) or glutamic pyruvic transaminase (TGP). This absence of alterations may be related to a compensation of carbohydrate or lipid metabolism. At 31 ºC there was a reduction in the activity of TGO in 2 and 96h and of TGP in 2h, which had a subsequent increase in 48h. This may demonstrate a low necessity for this metabolic pathway in the fish. Regarding oxidative stress at 15 ºC, there was an increase in glutathione reductase (GR) activity at 2 and 6 hours with a subsequent reduction at 24 and 48 hours. Regarding protein damage through the observation of carbonyl proteins (PCO), there was only an increase in level in 6h. This indicates an induction of stress for A. lacustris muscle exposed to 15 ºC. At 31 ºC a punctual increase in reduced glutathione (GSH) levels was observed within 24 hours. Thus, it is possible to infer that low temperature was more stressful on A. lacustris muscle. From this, it is possible to conclude that the acute thermal shock can affect the metabolism of the A. lacustris muscle, which in certain situations promotes alterations in the metabolic pathways.

Orientadora: Profª Drª Lucélia Donatti Coorientadora: Drª Maria Rosa Dmengeon Pedreiro de Souza Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 29/03/2021 Inclui referências: p. 63-80 Resumo: A temperatura é um fator abiótico que afeta diretamente a fisiologia dos peixes. Um aumento agudo na temperatura (choque térmico) pode iniciar o processo de estresse oxidativo e consequente ativação de defesas antioxidantes, podendo também desencadear variações nas atividades de enzimas do metabolismo energético. Neste estudo investigamos a resposta do sistema de defesa antioxidante e do metabolismo energético de carboidratos e proteínas em Psalidodon bifasciatus frente ao choque térmico de 31ºC nos tempos de 2, 6, 12, 24 e 48h nas brânquias, fígado e rim. Os peixes apresentaram sinais de estresse em todos os tecidos testados, mostrado pelo aumento na concentração de LPO em 2h e atividade de PFK, HK e MDH em 48h nas brânquias, no aumento da atividade de GST em 12h e CS em 24h e concentração de GSH em 12 e 48h no fígado e maiores atividades de SOD em 48h, GR em 24h, G6PDH em 48h e concentração de GSH em 24h no rim. No rim o sistema de defesa antioxidante foi o mais alterado, enquanto nas brânquias o metabolismo de carboidrato foi o mais alterado. Os resultados indicam a importância da via da glicólise e do metabolismo aeróbico nas brânquias, do metabolismo aeróbico no fígado e da via pentose fosfato no rim na tentativa de retornar a homeostase. As respostas dos biomarcadores apresentaram-se tecido-específico, com mais biomarcadores alterados na ordem decrescente de brânquias, rim e fígado. Palavras-chave: Characidae. Ecofisiologia. Estresse Oxidativo. Metabolismo Energético. Abstract: Temperature is an abiotic factor that directly affects the physiology of fishes. An acute increase in temperature (thermal shock) can initiate the oxidative stress process and consequently activation of antioxidant defense enzymes, also triggering variations in enzyme activities from the energy metabolism. In this study, we investigated the antioxidant defense system and the energy metabolism of carbohydrates and proteins response in Psalidodon bifasciatus when facing thermal shock of 31ºC in the exposure times of 2, 6, 12, 24, and 48h in the tissues of gills, liver and kidneys. The fish presented signs of stress in all tissues tested, showed through the increase in the concentration of LPO in 2h and PFK, HK and MDH activity in 48h in the gills, the increase in GST activity in 12h and CS activity in 24h and the concentration of GSH in 12 and 48h in the liver and also through higher activities in SOD in 48h, GR in 24h, G6PDH in 48h and concentration of GSH in 24h in the kidney. In kidneys the antioxidant system was highly altered, while in the gills the carbohydrate metabolism presented greater alterations. The results indicate the importance of the glycolysis pathway and the aerobic metabolism in the gills, the aerobic metabolism in the liver and the pentosephosphate pathway in kidneys in attempt to returning to homeostasis. The biomarkers response presented to be tissue-specific, with more biomarkers altered in the decreasing order of gills, kidney and liver. Keywords: Characidae. Ecophysiology. Oxidative stress. Energy Metabolism.

Orientadora: Profa. Dra. Lucélia Donatti Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa : Curitiba, 23/08/2019 Inclui referências Resumo: Peixes antárticos são altamente adaptados a viver em ambientes térmicamente frios e estáveis sendo, portanto, vulneráveis aos aumentos de temperatura relatados no oceano e continente Antártico. Diante de agentes estressores os organismos podem contar com sua plasticidade fenotípica que pode lhe conferir uma capacidade de aclimatação. Um dos fatores que influencia a resposta ao estresse é a magnitude do agente estressor que quanto menor, potencialmente possibilita maiores ajustes de plasticidade. O presente trabalho verificou o efeito da temperatura de aclimatação nos níveis de parâmetros enzimáticos e não enzimáticos dos metabolismos energético de carboidratos e oxidativo e de defesas antioxidantes nos tecidos renal, branquial, hepático e encefálico.Também analisou parametros plasmáticos e enzimas osmo-reguladoras em rim e branquias de Nothotenia rossii, submetidos à mudança gradual de temperatura de 0,5 ° C / dia, até que as temperaturas de 2, 4, 6 e 8 °C fossem atingidas. Quanto ao metabolismo de carboidratos sob o efeito da taxa de aclimatação de 0,5?C / dia o tecido branquial apresentou um aumento da atividade da fosfofrutoquinase (PFK) em todas as temperaturas experimentais e o renal da malato desidrogenase (MDH) (2°C), glucose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH) (2°C) e glicogênio fosforilase (GP) (6°C). No fígado houve aumento na concentração de lactato (6°C) e, no encéfalo, aumento da atividade da GP (6°C). O metabolismo energético de carboidratos em N. rossii apresentou-se vulnerável à temperatura em interação com o tempo e, dentre os órgãos, o rim sofreu influencia isolada da temperatura. O metabolismo energético para mitigar o estresse térmico nessa espécie, nessas condições experimentais, possivelmente ativa as vias da glicólise, gliconeogênese e glicogenólise. Quanto aos níveis de parâmetros plasmáticos, osmorregulatórios e do metabolismo oxidativo e de defesas antioxidantes, em N. rossii, o tecido branquial apresentou aumento da atividade da glutationa-Stransferase (GST) (2°C) e o renal da H??-ATPase (2°C). No plasma houve diminuição da concentração de proteínas totais e globulinas em todas as temperaturas experimentais. No fígado houve aumento constante na concentração de MDA como indicativo de lipoperoxidação em todas as temperaturas experimentais e da glutationa reduzida (GSH) em 2°C, possivelmente relacionadas. Essas respostas podem ser em decorrência da alteração de pH ou ainda à uma prejudicada síntese protéica hepática. Nos órgão analisados de N. rossii o metabolismo oxidativo e de defesas antioxidantes não se apresentou vulnerável ao fator temperatura isoladamente à exceção do fígado provavelmtne por sua vulnerabilidade à lipoperoxidação. As alterações demonstram que o aumento gradual de temperatura pode causar respostas opostas ao modelo de choque térmico. Em ambos os metabolismos as respostas foram tecido específicas e indicam a presença de plasticidade térmica e tentativa de regulação para mitigar o estresse térmico em N. rossii. Palavras-chave: Peixes antárticos. Notothenidae. Temperatura. Aquecimento. Metabolismo. Biomarcadores. Abstract: Antarctic fish are highly adapted to live in thermally cold and stable environments and are therefore vulnerable to reported temperature increases in the Antarctic ocean and continent. Faced with stressors, organisms can count on their phenotypic plasticity that can give them a high capacity for acclimatization. One of the factors influencing stress response is the magnitude of the stressor which, the smaller, potentially enables greater plasticity adjustments. The present study verified the effect of the acclimatization temperature on the enzymatic and non-enzymatic parameter levels of carbohydrate and oxidative energy metabolism and antioxidant defenses in renal, gill, hepatic and encephalic tissues. and gills of Nothotenia rossii, subjected to a gradual temperature change of 0.5 ° C / day, until the temperatures of 2, 4, 6 and 8 ° C were reached. Regarding carbohydrate metabolism under the acclimatization rate of 0.5?C / day, the gill tissue presented increased phosphofrutokinase (PFK) activity at all experimental temperatures and renal malate dehydrogenase (MDH) (2 ° C), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) (2 ° C) and glycogen phosphorylase (GP) (6 ° C). In the liver there was an increase in lactate concentration (6 ° C) and in the brain an increase in GP activity (6 ° C). The energy metabolism of carbohydrates in N. rossii was vulnerable to temperature in interaction with time and, among the organs, the kidney was isolated influence of temperature. Energy metabolism to mitigate heat stress in this species, under these experimental conditions, possibly activates the pathways of glycolysis, gluconeogenesis and glycogenolysis. Regarding the levels of plasma, osmoregulatory parameters and oxidative metabolism and antioxidant defenses, in N. rossii, the gill tissue presented increased glutathione-S-transferase (GST) activity (2 ° C) and renal H??- ATPase (2 ° C). In plasma there was a decrease in total protein and globulin concentration at all experimental temperatures. In the liver there was a steady increase in MDA concentration as indicative of lipoperoxidation at all experimental temperatures and reduced glutathione (GSH) at 2 ° C, possibly related. These responses may be due to pH change or impaired hepatic protein synthesis. In the N. rossii organs analyzed, oxidative metabolism and antioxidant defenses were not vulnerable to temperature alone, except for the liver probably due to its vulnerability to lipoperoxidation. The changes demonstrate that gradual temperature rise can cause opposite responses to the thermal shock model. In both metabolism the responses were tissue specific and indicate the presence of thermal plasticity and attempted regulation to mitigate heat stress in N. rossii. Keywords: Antarctic fish. Notothenidae. Temperature. Warming. Metabolism. Biomarkers.

Orientadora: Profa. Dra. Lucélia Donatti Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 26/04/2019 Inclui referências: p.54-61 Resumo: A urbanização causa problemas ambientais como a deposição de lixo, que quando inadequada gera contaminação por lixiviado em solo e corpos hídricos. Uma ferramenta para avaliar o impacto do lixiviado é o uso de bioindicadores como os bivalves límnicos, uma vez que são filtradores, sedentários e respondem a alterações ambientais em curto período de tempo. Este trabalho avaliou a ação do lixiviado e a eficácia dos estágios de tratamento feito pelo Aterro Sanitário da Caximba, Curitiba/PR, em diferentes concentrações, no metabolismo celular dos bivalves límnicos Corbicula fluminea (n = 90) e Diplodon parodizi (n = 54) coletados na APA do rio Verde, Campo Magro/PR. Os animais coletados foram levados para laboratório com temperatura controlada de 20°C, e mantidos em água desclorada por 12 dias. Após período de aclimatação, os animais permaneceram nas concentrações de lixiviado de 3% e 10%, para o lixiviado coletado em estado bruto (Ponto A), pós tratamento físico-químico (Ponto B) e após saída da terceira wetland (Ponto C). Para cada situação experimental houve um grupo controle, mantidos em água desclorada. Os animais ficaram expostos ao lixiviado por 7 dias, em seguida foram eutanasiados e as brânquias congeladas em nitrogênio líquido. Em ambas as espécies foram analisados o mecanismo de resistência multixenobiótica (MXR) e defesas antioxidantes enquanto que ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) e proteínas semelhantes a metalotioneína (MT) foram analisados somente em D. parodizi. O MXR não variou entre os tratamentos para as duas espécies, o que pode indicar a inativação do MXR. A MT e a lipoperoxidação (LPO) em D. parodizi, não variaram entre os tratamentos o que está associado com a não alteração das concentrações de metais entre os pontos de coleta. Para C. fluminea, o nível de glutationa-S-transferase (GST) foi maior no ponto A que nos pontos B e C. D. parodizi teve maior atividade da GST no ponto B, que também apresentou maior atividade de glutationa redutase (GR), fornecedora de glutationa reduzida (GSH). A baixa atividade de GST no ponto A foi associada ao efeito hormético. D. parodizi apresentou maiores níveis de superóxido dismutase (SOD) no ponto A que em B e C, assim como a EROD e a glutationa peroxidase (GPx), o que está de acordo com o esperado para os tratamentos. Para C. fluminea a SOD teve menor nível no ponto A que em B e C, enquanto a GPx não alterou entre os tratamentos. As diferenças nas respostas entre as espécies, pode indicar que para C. fluminea os componentes do lixiviado inibiram a atividade da SOD, comprometendo a capacidade do organismo de defender-se, deixando as células mais exposta aos danos. Para D. parodizi a glucose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH) foi inibida nos pontos com maior carga poluidora e nas maiores concentrações de lixiviado, enquanto que em C. fluminea a G6PDH não alterou entre os tratamentos, demonstrando diferentes padrões de resposta entre as espécies. As respostas dos marcadores nos bivalves mostram que o tratamento empregado pelo Aterro Sanitário da Caximba tem sido eficaz. Corbicula fluminea e Diplodon parodizi apontam os efeitos negativos para populações de bivalves em corpos hídricos contaminados com lixiviado, pois ambas as espécies foram sensíveis aos contaminantes presentes no lixiviado. Palavras-chave: Bivalves. Defesas antioxidantes. Ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD). Aterro sanitário de Caximba. Biomarcadores. Abstract: Urbanization causes environmental problems such as the deposition of garbage, which when inadequate generates contamination by leachate in soil and water bodies. One tool to evaluate the impact of leachate is the use of bioindicators such as limestone bivalves, since they are sedentary filterers and respond to environmental changes in a short period of time. This work evaluated the effect of the leachate and the effectiveness of the treatment stages performed by the Caximba Sanitary Landfill, Curitiba / PR, in different concentrations, on the cellular metabolism of the limbic bivalves Corbicula fluminea (n = 90) and Diplodon parodizi (n = 54) collected in the APA of the Verde River, Campo Magro / PR. The animals collected were taken to the laboratory with a controlled temperature of 20 ° C and kept in dechlorinated water for 12 days. After a period of acclimation, the animals remained in leachate concentrations of 3% and 10% for the leachate collected in the raw state (Point A), after physical-chemical treatment (Point B) and after leaving the third wetland (Point C). For each experimental situation there was a control group, kept in dechlorinated water. The animals were exposed to the leachate for 7 days, then euthanized and the gills frozen in liquid nitrogen. In both species the mechanism of multi-xenobiotic resistance (MXR) and antioxidant defenses were analyzed, while ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) and metallothionein-like proteins (MT) were analyzed only in D. parodizi. MXR did not vary between treatments for both species, which may indicate MXR inactivation. The MT and lipoperoxidation (LPO) in D. parodizi did not vary among the treatments, which is associated with the nonalteration of the concentrations of metals between the collection points. For C. fluminea, the level of glutathione-S-transferase (GST) was higher at point A than at points B and C, D. parodizi had higher GST activity at point B, which also had higher activity of glutathione reductase (GR), a supplier of reduced glutathione (GSH). The low GST activity at point A was associated with the hormonal effect. D. parodizi presented higher levels of superoxide dismutase (SOD) at point A than in B and C, as well as EROD and glutathione peroxidase (GPx), which is in line with that expected for the treatments. For C. fluminea SOD had lower level at point A than in B and C, while GPx did not change between treatments. Differences in responses between species may indicate that for C. fluminea the leachate components inhibited SOD activity, compromising the body's ability to defend itself, leaving the cells more exposed to damage. For D. parodizi, glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) was inhibited at the points with the highest pollutant load and at the highest concentrations of leachate, while in C. fluminea the G6PDH did not change among the treatments, demonstrating different response patterns between the species. The responses of the markers in the bivalves show that the treatment used by the Caximba Sanitary Landfill has been effective. Corbicula fluminea and Diplodon parodizi indicate the negative effects for populations of bivalves in water bodies contaminated with leachate, since both species were sensitive to the contaminants present in the leachate. Keywords: Bivalves. Antioxidant defenses. Ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD). Caximba Sanitary landfill. Biomarkers.

Orientadora : Drª Lucélia Donatti Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 31/07/2014 Inclui referências : f. 71-83 Resumo: Os peixes que habitam o Oceano Antártico são extremamente adaptados ao frio, sendo seu metabolismo, bioquímico e fisiológico, eficiente em baixas temperaturas. Oscilações sazonais de luminosidade e do suprimento alimentar são também apontados como fatores determinantes da biodiversidade e limitantes da biomassa e da produtividade primária do Oceano Antártico. A tolerância a temperaturas mais altas dos organismos marinhos antárticos tem sido estudada devido à preocupação dos pesquisadores frente ao aquecimento global e da Península Antártica. Os poucos resultados existentes têm demonstrado que esses organismos são extremamente estenotérmicos e que alterações de temperatura podem ser letais. O sistema antioxidante representa um importante marcador de resposta dos organismos submetidos a situações de estresse e alterações de temperatura podem promover a geração de espécies reativas de oxigênio ocasionando danos celulares. Atualmente, a extrema estenotermia dos organismos marinhos antárticos também tem sido estudada através da expressão das proteínas do choque térmico (HSPs). Dentre a família das HSPs, a HSP70 apresenta síntese rápida e significativa diante de diferentes estressores, por isso é uma ferramenta útil para quantificar e prever níveis de estresse em organismos. As coletas e os bioensaios deste trabalho, foram realizados na Baía do Almirantado, Ilha Rei George, no Arquipélago das Shetlands do Sul, Península Antártica, onde se localiza a Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF). O presente trabalho tem como objetivo investigar variações nos níveis de HSP70, nos níveis de atividade de várias enzimas antioxidantes (SOD, CAT, GPx, GR e GST) e nos níveis dos marcadores não enzimáticos (GSH, PC e LPO) do estresse oxidativo nos peixes antárticos, Notothenia rossii e Nottohenia coriiceps em condições naturais e de estresse térmico. Para tanto, três capítulos compõem este trabalho, onde o primeiro analisa o efeito da temperatura no metabolismo oxidativo de N. rossii e N. coriiceps; o segundo avalia os níveis de expressão de HSP70 no fígado de N. rossii e N. coriiceps submetidos a estresse térmico e o terceiro analisa ao longo do ano os níveis de atividades dos marcadores de estresse oxidativo em diferentes órgãos de N. rossii e N. coriiceps da Baia do Almirantado, Ilha Rei George, Península Antártica. Palavras-chaves: temperatura, sazonalidade, estresse oxidativo, peixes antárticos, proteína do choque térmico. Abstract: The fish that inhabit the Southern Ocean are highly adapted to the cold, and its metabolism, biochemical and physiological, efficient at low temperatures. Seasonal fluctuations of light and food supply are determinants of biodiversity and limiting biomass and primary productivity of the Southern Ocean. The tolerance to higher temperatures of Antarctic marine organisms have studied due to the concern of researchers against global warming and the Antarctic Peninsula. The few results have demonstrated that these organisms are extremely stenothermal and rapid temperature change can be lethal. The antioxidant system is an important response marker of organisms subjected to stress and temperature changes situations can promote the generation of reactive oxygen species causing cell damage. Currently, the extreme stenothermal of Antarctic marine organisms has studied through the expression of heat shock proteins (HSPs). Among the family of HSPs, the HSP70 has significant and rapid synthesis on different stressors, so it is a useful tool to quantify and predict stress levels in organisms. The experiments of were performed in Admiralty Bay, King George Island, in the Archipelago of the South Shetlands, Antarctic Peninsula, where is the Comandante Ferraz Antarctic Station (EACF). This study aims to investigate variations in the levels of HSP70 in the activity levels of several antioxidant enzymes (SOD, CAT, GPx, GR and GST) and the levels of non-enzymatic markers (GSH, PC and LPO) oxidative stress in Antarctic fish, Notothenia rossii and Nottohenia coriiceps in natural and heat stress conditions. Therefore, three chapters make this work, where the first examines the effect of temperature on the oxidative metabolism of N. rossii and N. coriiceps; the second evaluates the HSP70 expression levels in liver N. rossii and N. coriiceps submited to thermal stress and the third analyzes throughout the year, the activity levels of oxidative stress markers in different tissues of N. rossii and N. coriiceps of Admiralty Bay, King George Island, Antarctic Peninsula. Keywords: temperature, seasonality, oxidative stress, Antarctic fish, heat shock proteins.

Orientadora: Profa. Dra.Lucélia Donatti Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 27/02/2013 Inclui referências: p. 62-73 Resumo: A região da Península Antártica tem exibido um aquecimento acelerado nos últimos 50 anos, tendo aquecido 1,5°C entre 1950 a 2006, contra 0,6°C do restante do planeta, o que tem levado bioquímicos e fisiologistas a questionar a adaptação e a plasticidade metabólica dos organismos antárticos frente a elevação de temperaturas ambientais. A Baía do Almirantado, local deste estudo, conta com grande disponibilidade de informações sobre a composição de solos e sedimentos, bem como sobre o degelo associado com a formação de microambientes e com variações na salinidade, sendo um ambiente adequado para os estudos sobre as adaptações evolutivas de organismos antárticos. Ectotérmicos antárticos são tidos como organismos altamente estenotérmicos, uma vez que a alta estabilidade da temperatura de seu habitat levaria a compensações metabólicas que inviabilizariam a manutenção das funções fisiológicas frente a um aquecimento ambiental. Notothenia coriiceps Richardson 1844 (Perciformes: Notothenioidei) é uma das quatro espécies de maior ocorrência na Baía do Almirantado, tendo importância ecológica na cadeia trófica da região, o que a torna adequada para estudos voltados às respostas metabólicas de organismos antárticos. Com o objetivo de avaliar aspectos do metabolismo energético e oxidativo de N. coriiceps frente ao estresse por aquecimento, foram realizados bioensaios por 1, 4, 15 e 30 dias nas temperaturas de 4°C e 8°C com o respectivo controle em 0°C, em situação de choque térmico. Ao final dos bioensaios, foram coletadas amostras de sangue e tecidos hepático e muscular. Foram dosados os constituintes plasmáticos e a hemoglobina, além das concentrações dos substratos energéticos nos tecidos hepático e muscular (proteínas e glicogênio). Foi mensurada também a atividade das enzimas hepáticas CS, G6Pase, LDH, MDH e SOD, bem como das enzimas musculares LDH, MDH e SOD. Foi observado que a temperatura de 8°C é mais estressante que 4°C, uma vez que N. coriiceps não sobrevive por mais do que 5 dias em 8°C. Embora haja respostas no sentido de compensar a demanda energética em 8°C, tais como o aumento da concentração de hemoglobina, hiperglicemia e mobilização de glicogênio hepático, estas não parecem suficientes para compensar os efeitos letais do choque térmico nesta temperatura. Em 4°C a resposta metabólica é lenta, sendo evidente em 30 dias, representada principalmente pelo aumento na concentração de hemoglobina e na atividade da LDH hepática, além de hiperglicemia e mobilização de glicogênio. Já a resposta do sistema de defesa antioxidante, representado pelo aumento na atividade da SOD muscular, ocorre em 4 dias. Em suma, a capacidade de ajuste de N. coriiceps frente ao estresse por aquecimento é diferenciada em 4°C e 8°C, sendo que em 8°C esta espécie sobrevive pouco tempo. Palavras-chave: Antártica. Temperatura. Metabolismo energético. Choque térmico. Notothenia coriiceps. Abstract: The Antarctic Peninsula region has exhibited an accelerated warming over the past 50 years, having warmed 1.5°C from 1950 to 2006, compared with 0.6°C from the rest of the planet, leading biochemists and physiologists to ask questions about the adaptation and the metabolic plasticity of Antarctic organisms in face of rising environmental temperatures. The Admiralty Bay, the site of this study, has a great availability of information on the composition of soils and sediments, as well as on the snowbreak associated with the formation of microenvironments and variations in salinity, being an appropriate environment for studies on evolutionary adaptations of Antarctic organisms. Antarctic ectotherms are considered to be highly stenothermic organisms, since the high temperature stability of their habitat would lead to metabolic compensations that would prevent the maintenance of physiological functions in face of environmental warming. Notothenia coriiceps Richardson 1844 (Perciformes: Notothenioidei) is one of the four most common species in Admiralty Bay, having ecological importance in the trophic chain of the region, making it suitable for studies focused on the metabolic responses of Antarctic organisms. In order to evaluate aspects of the energy and oxidative metabolism of N. coriiceps under heat stress, bioassays were performed for 1, 4, 15 and 30 days at temperatures of 4°C and 8°C with the respective control at 0°C in thermal shock. At the end of the bioassays, blood, and liver and muscle tissue samples were collected. Plasma constituents and hemoglobin were measured, as well as concentrations of energetic substrates in liver and muscle tissues (proteins and glycogen). The activity of liver enzymes CS, G6Pase, LDH, MDH and SOD, as well as muscle enzymes LDH, MDH and SOD were also measured. It was noticed that the temperature of 8°C is more stressful than 4°C, since N. coriiceps does not survive for more than 5 days at 8°C. Although there are responses to compensate for energy demand at 8°C, such as increased hemoglobin concentration, hyperglycemia, and hepatic glycogen mobilization, these do not seem sufficient to compensate for the lethal effects of heat shock at this temperature. At 4°C the metabolic response is slow, being evident at 30 days, represented mainly by the increase in hemoglobin concentration and hepatic LDH activity, in addition to hyperglycemia and glycogen mobilization. The response of the antioxidant defense system, represented by the increase in muscle SOD activity, occurs in 4 days. In short, N. coriiceps ability to adjust to heat stress is differentiated at 4°C and 8°C, and at 8°C this species survives shortly. Key words: Antarctic. Temperature. Energy metabolism. Heat shock. Notothenia coriiceps.