Reorganização do consumo energético em tecidos do caranguejo Neohelice granulata submetido à hipóxia e reoxigenação : estratégias metabólicas e moleculares

Abstract

A hipóxia ambiental afeta os animais em uma ampla extensão de habitats, desde sistemas aquáticos até ambientes terrestres e de altitude. A transição para ambiente com baixo teor de oxigênio requer a supressão coordenada das atividades celulares que são consumidoras e produtoras de ATP, bem como uma reorganização das prioridades para o uso de energia O presente estudo teve como objetivo ampliar o entendimento das estratégias metabólicas utilizadas para a reorganização do consumo energético nas brânquias anteriores e posteriores, músculo mandibular e hepatopancreas de caranguejos Neohelice granulata submetidos ao estresse hipóxico e à reoxigenação, além de determinar a expressão gênica do fator induzível por hipóxia 1 (HIF-1 ) e a sua relação no controle dessas respostas. Para isso foram utilizados caranguejos machos coletados na Lagoa de Tramandaí (RS), submetidos à hipóxia (38 Torr de O2 dissolvido na água) por 1h ou 8h e a períodos de recuperação após hipóxia, em normóxia (155 Torr de O2), por 3h ou 24h após cada período de estresse hipóxico. Durante a hipóxia por 1h e subsequentes períodos de recuperação, a redução na atividade da enzima Na+/K+-ATPase indica que o caranguejo N. granulata apresenta uma estratégia de redução da demanda de ATP. No entanto, a manutenção da atividade da Na+/K+-ATPase em períodos mais prolongados de hipóxia (8h) demonstra que o animal utiliza estratégias alternativas para compensar o gasto energético com a atividade dessa enzima. Em ambos os tempos de hipóxia (1h e 8h), a capacidade de síntese proteica a partir de 14C-leucina se manteve inalterada na maioria dos tecidos estudados, indicando que a estratégia de supressão da síntese de proteínas, para diminuir o consumo de ATP frente ao estresse hipóxico, não foi utilizada pelo caranguejo. Ainda, a manutenção de níveis basais de formação de CO2 a partir de 14C-piruvato, associada ao aumento dos níveis de glicose e lactato na hemolinfa, indicam que a mobilização de glicose nos tecidos excede sua utilização pela via glicolítica, causando seu acúmulo na hemolinfa, e o metabolismo anaeróbio é intensamente utilizado pelo caranguejo durante esse período. Durante a fase de recuperação pós-hipóxia, embora os níveis de glicose e de lactato na hemolinfa diminuam gradativamente, a redução na oxidação de piruvato a CO2 nos tecidos estudados dos animais submetidos à 8h de hipóxia indica que a oxidação destes substratos não é a via utilizada para metabolizar a glicose e/ou lactato produzidos durante o estresse. Por outro lado, o aumento da produção de CO2 nas brânquias anteriores após 24h de recuperação pós-hipóxia de 1h sugere uma participação desse tecido na metabolização desses substratos. Pela primeira vez em N. granulata foi demonstrada a participação do HIF-1 na resposta ao estresse hipóxico e seu possível envolvimento com a mobilização de substratos energéticos. A diminuição na expressão de HIF-1 no músculo, durante a hipóxia de 1h e a recuperação pós-hipóxia, pode ser interpretada como uma resposta ao aumento da concentração da proteína HIF-1 celular. No hepatopancreas, após 24h de reoxigenação, o aumento nos níveis de mRNA de HIF-1 sugere a participação deste gene no controle do metabolismo da glicose no hepatopâncreas de N. granulata. O presente estudo demonstra que as estratégias utilizadas pelo caranguejo N. granulata para reorganizar as prioridades do uso de energia são dependentes do tempo de exposição ao estresse hipóxico e essas respostas são tecidoespecíficas.