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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.41.2020.tde-30112020-103052
Documento
Autor
Nome completo
Ronyelle Vasconcelos Teixeira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Gomes, Fernando Ribeiro (Presidente)
Carvalho, José Eduardo de
Lotufo, Leticia Veras Costa
Whitton, Renata Guimarães Moreira
Título em português
Relação entre elementos traço, resposta imune inata e níveis hormonais de anuros da espécie Rhinella diptycha
Palavras-chave em português
1. Contaminação
2. Anfíbios
3. Ecoimunologia
4. Estresse
5. Corticosterona
Resumo em português
O estado de Minas Gerais é bastante conhecido por ser um grande polo de mineração, principalmente no chamado quadrilátero ferrífero. Em novembro de 2017, houve o rompimento da barragem de Fundão (mineração de ferro), em Mariana - MG, causando um dos maiores desastres ambientais do país, com a contaminação do Rio Doce. Os anfíbios, como indica sua etimologia, estão intimamente associados aos habitats aquáticos e terrestres, o que os torna vulneráveis a quase todos os tipos de modificação de habitats. Entre essas modificações, as causadas pelo ser humano como fragmentação, introdução de doenças emergentes e espécies invasoras, e poluição, podem ser destacadas como as mais preocupantes. A poluição por elementos traço, por exemplo, pode causar impacto na resposta imune dos anfíbios, dependendo da quantidade e duração da exposição. Isto porque a exposição prolongada a elementos traço pode causar alterações fisiológicas e morfológicas nos animais, incluindo diminuição da resposta imune e aumento dos níveis de mediadores de estresse nos indivíduos, condições normalmente encontradas em quadros de estresse crônico. Sendo assim, nosso objetivo foi avaliar como elementos traços presentes no Rio Doce afetaria diversas variáveis fenotípicas de anuros vivendo ao longo da bacia do Rio Doce. Nossa hipótese era a de que anuros expostos a concentrações de elementos traço presentes no Rio Doce estariam sob estresse crônico, associado à redução das funções reprodutivas e imunológicas e da intensidade da resposta a um estressor agudo secundário. Para testar esta hipótese, analisamos a resposta imune inata e a concentração plasmática de hormônios (corticosterona, testosterona e estradiol), nas situações basal (de campo) e pós-estresse (restrição de 1 h) de sapos Rhinella diptycha, ao longo do Rio Doce. Amostras de sangue foram coletadas antes e após a restrição, seguidas de um desafio imunológico com o mitógeno fitohemaglutinina (PHA) e a coleta de tecidos (fígado, baço e rins). Os locais de coleta foram subdivididos em 3 áreas, de acordo com a quantificação do metal na água e no sedimento: mais contaminado (local 2), intermediário (local 1) e menos contaminado (local 3). De forma geral, houve um aumento nos níveis plasmáticos de corticosterona e uma redução na capacidade bactericida plasmática de todos os animais em todas as áreas após a restrição. Além disso, os sapos do local 3 (menos contaminado) apresentaram maior edema após o desafio com PHA e uma maior relação Neutrófilo: Linfócito pós-restrição. Nossos resultados indicam que, sapos vivendo em ambientes contaminados por elementos traço, foram capazes de responder a um estressor agudo e a um desafio imunológico, entretanto a resposta foi mais eficaz nos animais vivendo em ambientes com menor grau de contaminação. Com isso, mostramos que conforme a contaminação ambiental por elementos traço aumenta, menos intensa é a resposta de defesa imunitária de sapos que vivem nestes ambientes, o que poderia comprometer seu valor adaptativo.
Título em inglês
Relationship among trace elements, innate immune response and hormone levels of anurans Rhinella diptycha
Palavras-chave em inglês
1. Contamination
2. Amphibian
3. Ecoimmunology
4. Stress
5. Corticosterone
Resumo em inglês
The state of Minas Gerais is well known for being a large mining pole, mainly in the so-called quadrilátero ferrífero. In November 2017, the Fundao dam (iron mining) rupture in Mariana - MG, caused one of the biggest environmental disasters in the country, with contamination of the Doce River. Amphibians, as their etymology indicates, are closely associated with aquatic and terrestrial habitats, which makes them vulnerable to almost all types of habitat modification. Among these modifications, those caused by humans such as habitat fragmentation, the introduction of emerging diseases and invasive species, and pollution, can be highlighted as the most worrying. Trace element pollution, for example, can impact the immune response of amphibians, depending on the amount and duration of exposure. Since prolonged exposure to trace elements can cause physiological and morphological changes in animals, including decreased immune response and increased levels of stress mediators, conditions normally found in chronic stress. Therefore, our objective was to evaluate how trace elements present in the Doce River would affect several phenotypic variables of anurans living alongside the river basin. Our hypothesis was that frogs exposed to concentrations of trace elements present in the Doce River would be under chronic stress, associated with reduced reproductive and immunological functions, and reduced intensity of the response to an acute secondary stressor. To test this hypothesis, we analyzed the innate immune response and the plasma concentration of hormones (corticosterone, testosterone, and estradiol), in the basal (field) and post-stress (1h restraint) situations of Rhinella diptych toads, alongside Doce River. Blood samples were collected before and after restraint, followed by an immunological challenge with the phytohemagglutinin (PHA) mitogen and tissue collection (liver, spleen, and kidneys). The collection sites were subdivided into 3 areas, according to the quantification of the metal in the water and sediment: more contaminated (site 2), intermediate (site 1) and less contaminated (site 3). In general, there was an increase in plasma levels of corticosterone and a reduction in plasma bactericidal capacity of all animals in all areas after restraint. In addition, the frogs from site 3 (less contaminated) showed greater edema after the challenge with PHA and a greater Neutrophil: Lymphocyte ratio post-restraint. Our results indicate that toads living in environments contaminated by trace elements, were able to respond to an acute stressor and to an immunological challenge, however, the response was more effective in animals living in environments with a lower degree of contamination. Thus, we show that as environmental contamination by trace elements increases, the immune defense response of toads that live in these environments is less intense, which could compromise their adaptive value.
 
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Data de Publicação
2021-02-15
 
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