Controle molecular dos níveis eritrocitários de GTP em Colossoma macropomum (Characiformes, Cuvier 1818) em hipóxia

Dissertação (Mestrado) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA, 2017.

Eventos de hipóxia são comuns nos ecossistemas aquáticos da Amazônia. Como resultado, inúmeros ajustes adaptativos voltados a otimizar a captação de oxigênio são conhecidos nos peixes dessa região, que incluem, entre outros, aumento dos batimentos operculares, liberação de células sanguíneas na circulação, supressão metabólica e redução da concentração dos fosfatos orgânicos nos eritrócitos. O principal objetivo deste estudo foi desvendar como ocorre a regulação da concentração do trifosfato de guanosina ([GTP]) nas células vermelhas do tambaqui em hipóxia. O GTP diminui a eficiência no transporte de oxigênio porque atua como modulador negativo da afinidade da hemoglobina com O 2 . Dessa forma, a diminuição da [GTP] em hipóxia representa uma estratégia para melhorar a transferência de oxigênio para os tecidos. Um importante processo celular que pode estar envolvido com a queda na concentração de GTP nos eritrócitos é a síntese de proteínas, especificamente a etapa de tradução. Nesse ponto atua um elemento denominado eIF2α, o qual necessita de GTP para poder recrutar o RNAt Met i e dar continuidade à formação da maquinaria de tradução. Sendo assim, investigamos a expressão relativa de dois eIFs (eIF2α e eIF3A) por meio de PCR em tempo real e quantificamos o GTP nos eritrócitos de juvenis de tambaqui expostos à normóxia, quatro exposições à hipóxia (<1 mgO 2 /L) (30, 140, 200 e 260 min) e recuperação da hipóxia (240 e 480 min) em >6.0 mgO 2 /L. Nossos resultados mostraram claro aumento da expressão relativa dos dois genes analisados em praticamente todos os tempos de exposição àhipóxia; já que apenas no tempo 30 min o gene eIF2α não apresentou-se elevado em relação ao grupo controle. As concentrações de GTP sofreram forte redução até o grupo exposto a 140 min de hipóxia, mantendo-se praticamente estável até 480 min de recuperação. Sendo assim, notamos que a queda na [GTP] ocorreu entre os tempos 30 min e 140 min de hipóxia. Confirmamos que os exemplares de Colossoma macropomum estavam em hipóxia por meio dos altos níveis de glicose e lactato plasmáticos quantificados nos animais submetidos a baixa disponibilidade de oxigênio na água. O incremento na expressão relativa dos eIFs ao mesmo tempo em que houve a brusca redução na concentração de GTP nos eritrócitos do tambaqui constitui evidência a favor da relação entre intensidade da síntese de proteínas e consumo de moléculas de GTP. No entanto, durante a hipóxia, ocorre uma séria supressão metabólica para estabelecer um equilíbrio entre a produção e o consumo de ATP, uma vez que a principal fonte geradora desse composto encontra-se comprometida. Isso resulta em uma diminuição global na síntese de proteínas. Por outro lado, inúmeros genes ligados aos mecanismos de resposta à hipóxia são regulados positivamente, aumentando seus transcritos na célula, os quais, para se tornarem produtos funcionais dependem de uma elevação da taxa de tradução, mesmo que apenas transitória. Esse fenômeno contribui para a reorganização metabólica, essencial para maior resistência dos organismos à hipóxia.