Efeitos combinados do estresse térmico e da exposição ao cobre no metabolismo energético, comportamento trófico e estado oxidativo do coral Mussismilia harttii

Abstract

Os recifes de corais encontram-se ameaçados por mudanças climáticas globais e impactos locais. Apesar disso, pouco se sabe sobre os efeitos combinados desses estressores em corais. O cobre é amplamente conhecido como perturbador da capacidade energética e oxidativa. Devido a isso, a exposição ao cobre pode reduzir a sensibilidade de corais a eventos de mudanças climáticas. Portanto, é imprescindível a avaliação combinada desses estressores. Assim, o objetivo foi investigar os efeitos combinados do estresse térmico e da exposição ao cobre em enzimas do metabolismo energético (hexoquinase, piruvato quinase, lactato desidrogenase, citrato sintase, isocitrato desidrogenase e cadeia transportadora de elétrons), no comportamento trófico (marcadores de autotrofia e heterotrofia) e no estado oxidativo (peroxidação lipídica e capacidade antioxidante total) do coral Mussimilia harttii, endêmico dos recifes do Atlântico Sul. Para isso, os corais foram expostos em um mesocosmo marinho a três temperaturas (25.0, 26.6 e 27.3 ºC) e três concentrações de cobre (2.9, 5.4 e 8.6 µg/L) por até 12 dias. Ainda avaliamos o efeito da exposição ao cobre in vitro na atividade de enzimas do metabolismo energético e determinamos o funcionamento do metabolismo do coral em condições de campo. Os resultados mostraram que a combinação dos estressores inibe enzimas do metabolismo energético, além disso, demonstramos na exposição in vitro que o cobre pode interagir diretamente com enzimas especificas do metabolismo energético e contribuir para essa inibição. Mostramos também que a combinação dos fatores afeta parâmetros específicos no coral, uma vez enzimas do metabolismo energético se mostraram sensíveis à exposição, enquanto marcadores tróficos e oxidativos não foram alterados. Portanto, é possível que a inibição de enzimas do metabolismo energético possa contribuir para redução na produção de espécies reativas de oxigênio e consequente para a manutenção dos níveis basais dos marcadores tróficos e oxidativos. Os resultados demonstram que M. harttii pode ativar mecanismos fisiológicos baseados na diminuição do metabolismo para reduzir o estresse causado pela exposição combinada aos estressores

Coral reefs are threatened by global climate change and local impacts. Despite this, little is known about the combined effects of these stressors on coral. Copper is widely known to disrupt energy and oxidative capacity. Because of this, exposure to copper can reduce the sensitivity of corals to climate change events. Therefore, the combined assessment of these stressors is essential. Thus, the aim of this thesis was to evaluate the combined effects of thermal stress and copper exposure on energy metabolism enzymes (hexokinase, pyruvate kinase, lactate dehydrogenase, citrate synthase, isocitrate dehydrogenase and electron transport chain) on trophic behavior(markers of autotrophy and heterotrophy) and in the oxidative status (lipid peroxidation and total antioxidant capacity) of the Mussimilia harttii coral, endemic to South Atlantic reefs. For this, corals were exposed in a marine mesocosm to three temperature (25.0, 26.6 and 27.3 ºC) and three copper concentrations (2.9, 5.4 and 8.6 µg/L) for up to 12 days. We further evaluated the effect of in vitro copper exposure on the activity of energy metabolism enzymes and determined the functioning of coral metabolism under field conditions. The results showed that the combination of stressors inhibits enzymes of energy metabolism, in addition, we demonstrated in in vitroexposure that copper can directly interact with specific enzymes involved in energy metabolism and contribute to this inhibition. We also show that the combination of factors affects specific parameters in coral, since enzymes of energy metabolism were sensitive to combined exposure, while trophic and oxidative markers were not altered. Therefore, it is possible that the inhibition of nergy metabolism enzymes may contribute to a reduction in the production of reactive oxygen species and, consequently, to the maintenance of basic levels of trophic and oxidative markers. The results demonstrate that M. harttii can activate physiological mechanisms based on decreased energy etabolism to reduce the stress caused by combined exposure to stressors.