Abstract:
O aumento populacional, urbanização e atividades industriais e agrícolas têm aumentado o aporte de poluentes em ecossistemas aquáticos. Para avaliar a qualidade da água e os efeitos dos poluentes na biota utiliza-se o biomonitoramento. Uma espécie de peixe nativa, vivípara e de pequeno porte potencialmente utilizável como biomonitora e modelo ecotoxicológico para espécies dulcículas e estuarinas no país é a Jenynsia multidentata (Anablepidae, Ciprinodontiforme). Como a reprodução é uma das funções biológicas que podem ser afetadas pela poluição, e a qualidade dos espermatozoides pode contribuir para o sucesso reprodutivo, testes que avaliem sua qualidade produzem bioindicadores sensíveis e seguros de poluição aquática. Um dos parâmetros utilizados para medir a qualidade espermática é a motilidade, sendo esta influenciada principalmente pela osmolalidade do meio. Como não se encontrou estudos determinando a osmolalidade ideal para a J. multidentata, foi testado os efeitos de diferentes osmolalidades (240-460 mOsm/kg) da Solução Balanceada de Hanks (HBSS), na motilidade e outros parâmetros de qualidade espermática (potencial de membrana mitocondrial e integridade de membrana plasmática e DNA) em J. multidentata. Além disso, foi coletado sangue da artéria caudal e medida a osmolalidade plasmática. A osmolalidade plasmática em J. multidentata foi de 326 ± 3,9 mOsm/Kg. Osmolalidades entre 240 e 320 ativaram mais de 50% dos espermatozoides, sendo que as taxas de motilidade mais constantes e duradouras foram entre 300 e 320 mOsm/Kg (isosmoticidade), por até 7 dias. As maiores taxas de integridade de membrana foram entre 280-360 mOsm/Kg, potencial de membrana mitocondrial 300-460 mOsm/Kg, e as maiores taxas de integridade de DNA entre 260-380 mOsm/Kg no 4° dia de avaliação. Em 4 dias de avaliação, tanto a hipo (240 mOsm/Kg) ou hiperosmolalidade (460 mOsm/Kg) apresentaram as menores taxas de motilidade, integridade de membrana plasmática e integridade de DNA. O potencial de membrana mitocondrial foi reduzido somente na hipo-osmolalidade (240 mOsm/Kg) que também foi mais prejudicial a integridade de membrana plasmática. É provável que o estresse oxidativo gerado pelo choque osmótico seja um dos fatores que está reduzindo a qualidade espermática em meio não isosmótico, como relatada em mamíferos. Tendo definido a osmolalidade adequada do meio de armazenamento, foram avaliado os efeitos do cobre na reprodução em machos de J. multidentata. O cobre é um metal essencial para os seres vivos, mas em concentrações elevadas torna-se tóxico. Uma das características conhecidas do cobre é a sua capacidade de provocar estresse oxidativo, e por suas características intrínsecas, os espermatozoides são suscetíveis a danos oxidativos. Como os mecanismos de toxicidade do cobre no sistema reprodutivo em peixes não estão elucidados, é possível que o estresse oxidativo seja um desses mecanismos. Sendo assim, avaliou-se os efeitos de concentrações ambientalmente de cobre presentes nos ecossistemas aquáticos de água doce (0, 4.5, 9 e 18 µg L-1), de forma aguda (4 dias) e crônica (21 dias), em parâmetros de qualidade espermática (motilidade, potencial de membrana mitocondrial e integridade de membrana plasmática e DNA) e espermatogênese (concentração espermática) em J. multidentata. O ensaio bioquímico de lipoperoxidação foi utilizado como marcador de estresse oxidativo. Verificou-se aumento significativo (0,4907 µmol TMP/mg de peso seco) (p<0,05) deste marcador na exposição aguda e na maior concentração 18 µg L-1, bem como redução da motilidade (61,22%) e potencial de membrana mitocondrial (6,33%) quando comparado ao controle. A concentração espermática também foi reduzida (47,38%), embora não significativamente, sendo que no grupo controle a concentração foi de 9,3 x 106 células por gônada. Por outro lado, a concentração de 4.5 µg L-1provocou redução da integridade de membrana (7,81%), mesmo sem ter ocorrido lipoperoxidação. Portanto, o estresse oxidativo parece ser um dos mecanismos de toxicidade do cobre em exposições agudas na água doce, pelo menos em concentrações mais elevadas. Na exposição crônica não foram evidenciados aumentos de lipoperoxidação, mas a motilidade foi reduzida na concentração de 18 µg L-1 (72,35%) e a concentração espermática na concentração 4.5 µg L1 (44,67%) em relação ao controle (p<0,05). Provavelmente, tanto os efeitos agudos e crônicos da menor concentração, como os efeitos crônicos na concentração superior, foram provocados por outro mecanismo de toxicidade do cobre que não o estresse oxidativo, como danos diretos em células e tecidos ou disrupção endócrina. Portanto, podemos concluir que osmolalidades entre 300-320 mOsm/Kg são as que mantiveram satisfatoriamente todos os parâmetros de qualidade espermática avaliados em J. multidentata por pelos menos 4 dias, e tanto a hiper quanto em hipo-osmolalidade são prejudiciais. A exposição ao cobre também afeta a qualidade dos espermatozoides e a espermatogênese, tanto aguda quanto crônicamente, com exceção do DNA, que manteve sua integridade em ambas as concentrações e tempos experimentais. O estresse oxidativo parece ser o mecanismo de toxicidade aguda do cobre em concentrações elevadas. Portanto, parâmetros espermáticos podem ser utilizados tanto para avaliação dos efeitos da osmolalidade quanto como marcadores de exposição ao cobre na reprodução desta espécie
Sperm quality tests on fish are classically used for evaluating cryopreservation procedures, and they are also promising to assess aquatic toxicity and biomarkers of xenobiotic effects on reproduction. Osmotic shock from storage medium is one of the factors affecting sperm quality during evaluation. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of different osmolalities (240 to 460 mOsm/kg) for at least 4 days on the sperm quality parameters of viviparous fish Jenynsia multidentata. The plasma osmolality of J. multidentata is 326 ± 3.9 mOsm/kg. More than 50% of spermatozoa were activated of osmolalities between 240 and 320 mOsm/Kg, however the most constant and long-lasting rates were between 300 and 320 mOsm/kg (isosmotic), for up to 7 days. On the 4th day of evaluation, higher membrane integrity rates were observed between 280 and 360 mOsm/kg, higher mitochondrial membrane potential was observed between 300 and 460 mOsm/kg, and higher DNA integrity rates were observed between 260 and 380 mOsm/kg. Moreover, osmolalities 240 mOsm/kg (hypo-osmolality) and 460 mOsm/kg (hyperosmolality) resulted in the lowest motility, plasm membrane integrity and DNA integrity levels. The mitochondrial membrane potential was lower only in the hypo-osmolality (240 mOsm/kg), was more harmful also to the integrity of the plasma membrane. Therefore, we conclude that for sperm quality preservation in J. multidentata, an osmolality of 300-320 mOsm/Kg of the most suitable diluents is necessary. Furthermore, we conclude that the storage of sperm in a hyposmotic or hypermosmotic solution affects not only motility but also other sperm quality parameters.
