Entenda o gasto metabólico no período pós-prandial em peixe-zebra.

Na segunda-feira (dia 2 de abril), ocorreu mais um dos Seminários do LEEM (Laboratório de Ecofisiologia e Evolução Molecular), laboratório Sede do INCT ADAPTA. O palestrante desta semana foi o doutor Márcio Soares Ferreira, com o trabalho intitulado: “Uso de combustíveis metabólicos após alimentação em peixe-zebra (Danio rerio): uma análise respirométrica”.

Em 2017, por meio do INCT Adapta II, o doutor Soares foi desenvolver o trabalho durante três meses na University of British Columbia (UBC) – uma das universidades colaboradoras do INCT Adapta – localizada em Vancouver no Canadá. Um dos objetivos do trabalho foi desenvolver a técnica que será aplicada em peixes regionais, como o tambaqui (Colossoma macropomum) e o matrinxã (Brycon amazonicus).

O trabalho focou no uso de energia após a ingestão alimentar em peixe-zebra, incluindo os processos de ingestão, digestão, absorção e assimilação de nutrientes da ração. Durante esses processos há um gasto energético significante, chamado de SDA (Specific dynamic action).

“Os peixes possuem um metabolismo mais baixo porque são ectotérmicos, e apresentam uma relação mais significativa entre a SDA e o metabolismo total, o que torna esta questão ecologicamente importante pois interfere no fitness deste animal, ou seja, na sua capacidade de se ajustar ao ambiente, de conseguir alimento, crescer e se reproduzir”, explicou o doutor Ferreira.

Um dos grandes questionamentos do passado, sobre esse assunto era o motivo que leva ao maior consumo de energia no período pós-prandial (tempo após a alimentação do peixe). Os pesquisadores sabiam que os processos peristálticos consumiam cerca de apenas 10% do gasto total de energia em peixes, e que a quantidade ingerida de proteína estava relacionada ao aumento de SDA.

“Os pesquisadores Brown e Cameron, em 1991, decifraram a razão do aumento de SDA após a ingestão de proteínas, a partir de um experimento de infusão de aminoácidos diretamente na corrente sanguínea do bagre de canal, cortando todo o caminho da ingestão, digestão e absorção desses nutrientes. Eles verificaram um aumento significativo do consumo de oxigênio nestes animais, diferente dos animais que receberam um bloqueador da síntese proteica chamado cicloheximida, o que deixou claro que o alto gasto energético se dava para agregar aminoácidos às proteínas corpóreas já existentes”, contou Ferreira.

O avanço nos estudos do SDA.

Após o avanço das pesquisas, os cientistas canadenses Chris M. Wood e Randy Lauff publicaram, em 1996, um trabalho propondo medir a troca de gases entre o peixe e a água; e a excreção de compostos nitrogenados para estimar, a partir de cálculos de calorimetria indireta, a quantidade de cada um dos três substratos energéticos (carboidratos, lipídeos e proteínas) que estariam sendo usados pelo peixe em situações que exigissem alta demanda de energia. No entanto, as técnicas de medição da concentração do CO2 na água ainda não estavam bem desenvolvidas, o que limitou os experimentos de outros pesquisadores em outros centros de pesquisa.

Em 2017, Harter e seus colaboradores, descreveram um novo equipamento no qual são usadas membranas especiais, semelhantes às desenvolvidas em pulmões artificiais, para extrair o CO2 da água, onde após essa remoção, o elemento é medido com a ajuda de equipamentos convencionais, baseados na emissão de infravermelho. Isso tornou a técnica de extração e leitura de CO2 muito mais rápida e eficiente, facilitando a obtenção dos dados necessários para aprofundar as pesquisas sobre SDA e uso de substratos energéticos em peixes.

Durante a pesquisa, Ferreira pela primeira vez, usou as duas técnicas, simultaneamente, para medir o consumo de cada um dos substratos energéticos em peixe-zebra no período pós-prandial.

“Não foi um experimento fácil, pois desde o início os animais já se recusaram a comer nas condições experimentais necessárias para que se fizesse a medição, mas depois de alguns testes, percebemos que, para os peixes comerem, era necessário ter em um aquário com, ao menos, três desses indivíduos, pois os mesmos possuem um comportamento social. Essa etapa era importante porque, para realização dos cálculos, era necessário saber quanto cada peixe comeria, o que foi resolvido pela divisão por três da quantidade de ração ingerida pelo grupo”, disse Ferreira.

A hipótese principal do trabalho era que os carboidratos endógenos (os que já estavam no peixe) seriam importantes na fase pré-absortiva, quando os nutrientes dos alimentos ainda não atingiram a corrente sanguínea.

“Quando o animal acabou de ingerir o alimento, ele ainda não está pronto para fornecer energia, então de onde vinha a energia para a digestão? Meu palpite era de que vinha diretamente dos carboidratos do próprio corpo do animal”, falou Ferreira.

Os peixes em jejum possuem uma taxa entre consumo de O2 e excreção de CO2 menor do que os animais alimentados, e o tamanho dessa taxa indica que foi mudado o tipo de substrato usado nessa condição. Uma vez que cada substrato gera um cociente entre esses dois gases, isso levou os pesquisadores a supor que os animais que se alimentaram passaram a usar mais carboidratos e proteínas como fonte de energia, enquanto que aqueles em jejum se basearam mais no uso de lipídeos.

Por fim, ao longo da pesquisa foi confirmado que a princípio, havia um consumo elevado de energia pelo peixe, que era baseado no consumo de carboidratos endógenos poupando sua proteína corporal. Os pesquisadores então, fizeram cálculos do desperdício de nitrogênio (excreção), e os resultados deixaram claro que uma parte da proteína ingerida foi excretada como amônia na água, principalmente nos estágios mais avançados da digestão, quando os aminoácidos da ração já estavam disponíveis para o peixe usar como fonte de energia.

O trabalho de Ferreira também concluiu que o equipamento desenvolvido por Harter e colaboradores é funcional para a medição da excreção de CO2 pelos peixes, podendo ser útil para compreender como esses animais usam seus substratos energéticos após a alimentação ou outras condições, como diferentes temperaturas, tipos de ração ou estágios de desenvolvimento.

Doutores Adalberto Val e Márcio Ferreira.

 

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