Avaliação de estresse oxidativo e análise histopatológica em peixes coletados à jusante das barragens Eustáquio e Santo Antônio, no município de Paracatu-MG.

Abstract

Monitorar a qualidade de vida da ictiofauna próxima a barragens é crucial para avaliar as atividades de extração, em especial das espécies nativas. Neste contexto, peixes são modelos desejáveis, uma vez que estão em contato direto com os poluentes através das brânquias e fazem parte dos últimos níveis tróficos das cadeias alimentares, sendo os últimos a serem submetidos às propriedades bioacumulativas dos metais pesados. Baseado nisto, nosso objetivo foi investigar possíveis alterações histopatológicas em tecidos de peixes encontrados em locais potencialmente impactados pelas barragens. Também objetivamos entender a patogênese destas lesões relacionadas ao estresse oxidativo em brânquias, fígado, gônadas e músculos. Para realizar estas análises foram coletados 113 peixes para as análises histopatológicas e 82 peixes para as análises de estresse oxidativo. Foram distribuídos em 2 grupos: peixes de localidades não impactadas pela contaminação (área de referência (AR)) e peixes de localidades possivelmente impactadas pela contaminação (área diretamente afetadas/áreas de influência (ADA/AI)). Foram retirados fígado, brânquias, músculos e gônadas para análises histopatológicas e músculos e brânquias para análises de estresse oxidativo. Nos fígados, houve aumento de infiltrados inflamatórios nos peixes de ADA/AI. No entanto, não foram encontradas diferenças significativas em regiões de isquemia e hemorragia. Não houve diferenças no metabolismo e armazenamento de glicogênio e não foram encontrados sinais de morte celular e fibrose nos tecidos hepáticos em ambas as áreas. Para as brânquias, as regiões ADA/AI tiveram aumento na fusão lamelar, hiperplasias e maior destruição do epitélio secundário. Em relação ao tecido muscular, não foram encontradas patologias significativas entre as áreas AR e ADA/AI não houve diferença na área de suas fibras musculares. Para as gônadas, foram encontrados alguns ovócitos em atresia, mas não houve diferença significativa entre as áreas. Em relação ao estresse oxidativo, houve diminuição na atividade da enzima antioxidante catalase e do marcador de peroxidação lipídica malondialdeído nos músculos das áreas ADA/AI comparadas com AR. Houve também aumento de óxido nítrico (NO) nos músculos nas áreas ADA/AI em relação as áreas AR. Diferentes espécies possuem predisposição a serem afetadas a certos metais, justificando as diferenças apontadas nas espécies do estudo. As diferenças entre as localidades se relacionam as características físicas e químicas dos rios e as diferentes concentrações de metais. Isto pode justificar o aumento dos processos inflamatórios em áreas ADA/AI e a patogênese pode estar associada pelas ligações específicas que alguns metais estabelecem com as células hepáticas, especialmente devido ao fenômeno de explosão respiratória que está diretamente ligado ao estresse oxidativo nos tecidos. Em nosso estudo, observamos que as brânquias apresentaram hiperplasia e algumas regiões de fusão lamelar em áreas ADA/AI. Estas modificações estão associadas principalmente às funções de defesa deste órgão. Geralmente em condições de estresse as brânquias aumentam as células do epitélio lamelar para impedir a chegada dos metais na corrente sanguínea, explicando a hiperplasia e fusão lamelar. Em condições mais drásticas, o epitélio lamelar é completamente perdido, como foi observado para as áreas ADA/AI. A diminuição de malondialdeído (MDA), juntamente com a catalase (CAT), nas regiões ADA/AI indicam que o balanço oxidativo está em equilíbrio nesses peixes. Por outro lado, houve um aumento de óxido nítrico no tecido muscular nas áreas ADA/AI. Este achado possivelmente está relacionado a outras atividades do NO dentro das células como vasodilatação e sinalização celular, já que o estresse oxidativo dentro destes tecidos parece estar controlado. Conclui-se que os peixes das localidades a jusantes das barragens de Eustáquio e Santo Antônio, não apresentaram contaminação severa a partir de análises histopatológicas e de estresse oxidativo feitas com tecidos do fígado, brânquias, gônadas e músculos.

Palavras-chave:

Barragem. Estresse Oxidativo. Histopatologia. Metais Pesados.

Monitoring the quality of life of the ichthyofauna near dams is crucial to assess extraction activities, especially for native species. In this context, fish are desirable models, since they are in direct contact with pollutants through the gills and are part of the last trophic levels of food chains, being the last to be subjected to the bioaccumulative properties of heavy metals. Based on this, our objective was to investigate possible histopathological alterations in fish tissues found in sites potentially impacted by dams. We also aimed to understand the pathogenesis of these injuries related to oxidative stress in gills, liver, gonads and muscles. For these analyses, 113 fish were collected for histopathological analysis, and 82 fish were collected for oxidative stress analysis. They were divided into 2 groups: fish from non- impacted areas (reference area, RA) and fish from potentially impacted areas (directly affected areas/influence areas, DAA/IA). Liver, gills, muscles, and gonads were removed for histopathological analysis, while muscles and gonads were used for oxidative stress analysis. In the livers, there was an increase in inflammatory infiltrates in the DAA/AI fish. However, no significant differences were found in regions of ischemia and hemorrhage. There were no differences in glycogen metabolism and storage, and no signs of cell death and fibrosis were found in liver tissues in either area. For the gills, the DAA/AI regions had an increase in lamellar fusion, hyperplasia and greater destruction of the secondary epithelium. Regarding muscle tissue, no significant pathologies were found between the RA and DAA/AI areas, there was no difference in the area of their muscle fibers. For the gonads, some oocytes were found in atresia, but there was no significant difference between the areas. Regarding oxidative stress, there was a decrease in the activity of the antioxidant enzyme catalase and the lipid peroxidation marker malondialdehyde in the muscles of the DAA/AI areas compared to the RA. There was also an increase in nitric oxide in the muscles in the DAA/AI areas compared to the RA áreas. Different species have a predisposition to be affected by certain metals, justifying the differences observed among the species in the study. The differences between the locations are related to the physical and chemical characteristics of the rivers and the varying concentrations of metals. This can explain the increase in inflammatory processes in DAA/AI areas, and the pathogenesis may be associated with the specific interactions that certain metals establish with hepatic cells, particularly due to the phenomenon of respiratory burst, which is directly linked to oxidative stress in tissues. In our study, we observed that the gills exhibited hyperplasia and some regions of lamellar fusion in DAA/AI areas. These modifications are primarily associated with the defense functions of this organ. Generally, under stressful conditions, the gills increase the cells of the lamellar epithelium to prevent the metals from entering the bloodstream, thereby explaining the hyperplasia and lamellar fusion. Under more severe conditions, the lamellar epithelium is completely lost, as observed in the DAA/AI areas. The decrease in malondialdehyde (MDA), along with catalase (CAT), in the DAA/AI regions indicates that the oxidative balance is in equilibrium in these fish. On the other hand, there was an increase in nitric oxide in the muscular tissue in the DAA/AI areas. This finding is possibly related to other activities of NO within cells, such as vasodilation and cellular signaling, since oxidative stress within these tissues appears to be under control. It can be concluded that the fish in the downstream areas of the Eustáquio and Santo Antônio dams did not show severe contamination based on histopathological and oxidative stress analyses conducted on liver, gills, gonads, and muscles tissues.

Keywords:

Dam. Oxidative Stress. Histopathology. Heavy Metals.