Impacto do esgoto sobre a defesa antioxidante e a neurotransmissão no encéfalo de Notothenia coriiceps

Abstract

Resumo: A Antártica tem sido considerada a região mais preservada do planeta. Contudo, a crescente presença humana na região tem suscitado preocupações quanto a poluição por esgoto, queima e vazamento de combustível fóssil. O peixe Notothenia coriiceps é estenotérmico e endêmico da região Antártica e um importante elo da malha trófica sendo uma das 5 espécies mais abundantes do ambiente marinho da Ilha Rei George. O objetivo do presente estudo foi avaliar o impacto do esgoto humano sobre a defesa antioxidante e a neurotransmissão do encéfalo do peixe antártico N. coriiceps. Os espécimes foram coletados com linha e anzol no ambiente marinho da Baía do Almirantado, Ilha Rei George. Os bioensaios foram conduzidos nos módulos de aquário da Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), no verão de 2011. O grupo experimental (n=10) foi exposto ao efluente de esgoto da Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), diluído à 0,5% (v/v) em condição termo-salina próxima do ambiente natural (0oC e 35 psu) por 96 h. Após o sacrifício dos indivíduos, o tecido encefálicos foi coletado, imediatamente congelado em nitrogênio líquido e posteriormente transferido para o Laboratório de Bioquímica da Universidade de Taubaté. Os encéfalos dos espécimes do grupo controle e experimental foram homogeneizados em tampão e as atividades das enzimas superóxido dismutase (SOD) e acetilcolinesterase (AChE) foram determinadas espectrofotometricamente. A diferença entre a atividade de SOD, do tecido encefálico de N. coriiceps do grupo controle e experimental não foi estatisticamente significativa, diferente a atividade de AChE, que apresentou atividade significativamente mais elevada nos encéfalos dos peixes expostos ao efluente do esgoto. A ausência de modulação da atividade de SOD no encéfalo de N. coriiceps, expostas ao efluente do esgoto da EACF, pode ter relação com barreira hematoencefálica dos vertebrados. As junções muito estreitas do epitélio vascular encefálico, podem ter impedido, em parte, a livre difusão de xenobióticos através das paredes capilares, protegendo o sistema nervoso central dos efeitos deletérios dos poluentes do esgoto. Por outro lado, o impacto do esgoto sobre os demais tecidos de N. coriiceps, pode ter elevado as demandas sensoriais do sistema nervoso central, em resposta ao estresse por poluição. Assim os estímulos aferentes e respostas eferentes do SNC de N. coriiceps, podem ter se tornado mais intensas na poluição por esgoto, elevando a propagação de potencias de ação e secreção de neurotransmissores nas sinapses, bem como demandando uma atividade mais elevada de AchE.

Abstract: The Antarctica was considered the most pristine region of the planet. However, the growing human presence in the region has caused concerns about the risk of pollution from sewer, burned and leaking fossil fuel. Notothenia coriiceps is stenothermal and endemic to the Antarctic region and is an important link in the trophic mesh and is one of the 5 most abundant species in the marine environment of King George Island. The purpose of the present study was to evaluate the impact of human sewage on antioxidant defense and neurotransmission of Antarctic fish N. coriiceps. The specimens were collected with line and hook in the marine environment of Admiralty Bay, King George Island. The bioassays were conducted in the Comandante Ferraz Antarctic Station (EACF) during in the summer of 2011. The experimental group (n = 10) was exposed to the sewage effect of the Comandante Ferraz Antarctic Station (EACF), diluted to 0.5 % (v/v) thermo-saline saline conditions near the natural environment (0oC and 35 psu) for 96 h. After the sacrifice of specimes, the encephalic tissue were collected, and immediately frozen in liquid nitrogen and later transferred to the Biochemistry Laboratory of the University of Taubaté. The encephalus of control and experimental groups were homogenized in the buffer and the activities of the superoxide dismutase (SOD) and acetylcholinesterase (AChE) enzymes were monitored spectrophotometrically. The difference between SOD activity, N. coriiceps neural tissue of the control and experimental group wasn’t statistically significant, different from AChE activity, which exhibited the highest activity in the encephalus of the fishes exposed to sewage effluent. The absence of modulation of SOD activity at N. coriiceps level, exposed in the EACF effluent, might be related to the vertebrate blood-brain barrier. Because the very narrow junctions of the cerebrovascular epithelium may have partly prevented free diffusion of xenobiotics through the capillary walls, protecting the central nervous system from the deleterious effects of sewage pollutants. On the other hand, the impact of the sewer on other tissues of N. coriiceps may have a high level of demand for central nervous system sensors in response to pollution stress. Therefore, the afferent and the efferent stimulus responses of the N. coriiceps CNS can be made more intense in sewer pollution, increasing the propagation of action powers and secretion of neurotransmitters in synapses, as well as requiring higher AChE potential.