Melatonina, isoenzimas de glutationa S-transferases e estresse oxidante em pacu Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887)

O oxigênio é fundamental para os vertebrados. No entanto, variações dos níveis de oxigênio na água podem provocar estresse oxidante em peixes porque privação de oxigênio seguida de reoxigenação forma espécies reativas de oxigênio (ERO) em células. Níveis intracelulares de ERO aumentados favorecem que moléculas de proteínas, fosfolipídios e ácidos nucleicos sofram alterações, vindo a prejudicar muitas funções celulares. No Pantanal, habitat do pacu, o nível de oxigênio varia circadianamente na água das lagoas rasas que acabam isoladas dos rios na seca. O pacu evoluiu sob a pressão contínua da exposição aos efeitos prejudiciais das ERO causados pelos pulsos de inundação. A melatonina, uma indolamina produzida na glândula pineal, influencia os níveis de atividade de enzimas antioxidantes que reduzem ERO, além de ser capaz de doar elétrons ou captar radicais livres de forma não enzimática. Os níveis de melatonina no pacu são mais altos no verão e menores no inverno. Isoenzimas de glutationa S-transferases que conjugam o tripetídeo glutationa com o 4-hidroxinonenal, aldeído derivado da peroxidação de ácidos graxos por ERO, são importantes para evitar alteração funcional de proteínas por ligação do 4-hidroxinonenal à sua estrutura. Neste trabalho procuramos relação entre estresse oxidante, níveis de atividades de glutationa S-transferase e melatonina, para estabelecer se a melatonina ajudaria pacus a superar os efeitos deletérios das espécies reativas de oxigênio. Ensaiamos atividades de isoenzimas de glutationa S-transferases no citosol de fígado de pacus mantidos em normoxia, hipoxia, reoxigenação e hiperoxia no inverno e no verão. Medimos o efeito da melatonina in vitro e in vivo sobre as atividades de isoenzimas de glutationa S-transferase. Medimos os efeitos do estresse oxidante sobre a ligação do 4-hidroxinonenal com proteínas nos fígados de pacus tratados com melatonina. Somente as isoenzimas que conjugam 4-hidroxinonenal com glutationa mostraram menor atividade no inverno em relação ao verão; outras isoenzimas de glutationa S-transferases não alteram suas atividades sazonalmente. In vitro a melatonina não alterou a atividade de isoenzimas de glutationa S-transferase que conjugam o 4-hidroxinonenal, mas inibiu outras isoenzimas de glutationa S-transferase. In vivo a melatonina aumentou a atividade encontrada no inverno das isoenzimas que conjugam o 4-hidroxinonenal para os níveis do verão. A ligação de 4-hidroxinonenal com proteínas foi menor em pacus inoculados com melatonina. Nossos resultados mostram que a melatonina pode influenciar os efeitos de ERO em fígado de pacus. Ficou claro que a melatonina do plasma mantém os níveis de atividade conjugadora de 4-hidroxinonenal do fígado em pacus e que a baixa produção de melatonina no inverno não é adequada para a conjugação do 4-hidroxinonenal em fígado de pacus.

Study on feeding habits of Piaractus mesopotamicus (Pacu) larvae in fish ponds

A limnological study of the artificial fish pond and an analysis of the stomach contents of pacu (Piaractus mesopotamicus) larvae of 2 to 45 days age were made for a period of 45 days to evaluate their feeding preferences. A preference for chlorophytes and rotifers were noted, while other planktonic species remained constant in the stomach contents. Some limnological variables were found to have strong influence on the feeding behavior of the pacu. A preference for feeding on smaller species in the first few days of larval development was also noted.

Carboxilesterase na adaptação do metabolismo de lipídios do pacu à hipoxia

Os peixes são vertebrados que vivem em vários habitats. Adaptações de sua fisiologia e de sua bioquímica são estudadas para entender como conseguem sobreviver aos desafios presentes em cada ambiente. A diminuição da concentração de oxigênio dissolvido na água é um fenômeno natural cíclico em águas do Pantanal e da Amazônia. A crescente poluição antrópica dos rios da Amazônia e do Pantanal pode, somada à hipoxia, oferecer ameaça à permanência de muitas espécies de peixes. Ao estudarmos a carboxilesterase (CarbE), enzima importante para a biotransformação de xenobióticos, observamos que sua atividade diminuía em plasma de pacu, um peixe típico do Pantanal, mantido em hipoxia durante 42 horas. As carboxilesterases participam de inúmeras reações químicas no organismo, incluindo uma transesterificação capaz de produzir ésteres etílicos tóxicos de ácido graxo (FAEE, fatty acid ethyl esters) a partir de etanol e ésteres de ácidos graxos. Já que a diminuição da atividade de CarbE poderia ser uma vantagem, pois que o etanol (um produto da glicólise em peixes sob hipoxia) seria menos esterificado, resolvemos saber mais sobre a bioquímica da CarbE do plasma e do fígado de pacus. Os pacus foram submetidos à hipoxia por diminuição da concentração até 0,5 mg O2/L por meio de borbulhamento de nitrogênio na água. Os animais ficaram nessas condições por 42 horas, quando então coletamos sangue e retiramos seus fígados. A atividade de CarbE ensaiada foi 50% menor no soro e 25% menor nos microssomos de fígado se comparada com a de peixes sob 6 mg O2/L. A CarbE isolada do soro dos pacus em normoxia possui massa molecular relativa de 56.000. A eletroforese em gel desnaturante com a fração purificada rendeu três bandas, mas o gel nativo apresentou só duas bandas com atividades sobre α-naftil acetato. Inferimos que mais do que uma isoforma da enzima está no plasma dos pacus. A CarbE isolada do soro não possui atividade de lipase sobre o Tween 20, mas os microssomos dos fígados dos animais em normoxia e hipoxia possuem. No entanto, a CarbE possui atividade sobre acil-CoA assim como o microssomo de fígado. A enzima pura apresenta Vmáx três vezes maior e uma KM quatro vezes maior do que a atividade presente nos microssomos. Além disso, os microssomos do fígado dos pacus em normoxia podem hidrolisar acil-CoA com o dobro da velocidade daqueles em hipoxia. A atividade clássica de CarbE do soro foi inibida por 4-HNE a 4 mM. A atividade de acil-CoA dos microssomos de fígado também foi sensível a 4-HNE a 4 mM, enquanto 2 mM de 4-HNE inibiu metade desta atividade do soro.

The combined effect of copper and low pH on antioxidant defenses and biochemical parameters in neotropical fish pacu, Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887)

Copper sulfate is widely used in aquaculture. Exposure to this compound can be harmful to fish, resulting in oxidative metabolism alterations and gill tissue damage. Pacu, Piaractus mesopotamicus, (wt = 43.4 +/- A 3.35 g) were distributed in experimental tanks (n = 10; 180 l) and exposed for 48 h to control (without copper addition), 0.4Cu (0.4 mg l(-1)), 0CupH (without copper addition, pH = 5.0) and 0.4CupH (0.4 mg l(-1), pH = 5.0). In liver and red muscle, the superoxide dismutase (SOD) was responsive to the increases in the aquatic copper. The plasmatic intermediary metabolites and hematological variables in the fish of group 0.4Cu were similar to those of the control group. Conversely, the exposure to 0.4CupH caused an increase in the plasmatic lactate, number of red blood cells (RBC) and hemoglobin (Hb). Plasmatic copper concentration [Cu(p)] increased in group 0.4Cu and 0.4CupH, which is higher in group 0.4CupH, suggests an effect of water pH on the absorbed copper. Exposure to 0.4Cu and 0.4CupH resulted in a reduction in the Na(+)/K(+)-ATPase activity and an increase in metallothionein (MT) in the gills. Exposure to 0CupH caused a decrease in glucose and pyruvate concentrations and an increase in RBC, Hb, and the branchial Na(+)/K(+)-ATPase activity. These responses suggest that the fish triggered mechanisms to revert the blood acidosis, save energy and increase the oxygen uptake. MT was an effective biomarker, responding to copper in different pHs and dissolved oxygen. Combined-factors caused more significant disturbance in the biomarkers than single-factors.

Digestibility and performance of pacu (Piaractus mesopotamicus) juveniles - fed diets containing different protein, lipid and carbohydrate levels

Due to lack of information on the use of non-protein energy sources in diets for pacu (Piaractus mesopotamicus), a 2 x 2 x 3 factorial experiment was conducted to evaluate the performance and digestibility of 12 diets containing approximately two crude protein (CP; 220 and 250 g kg(-1)), two lipid (40 and 80 g kg(-1)) and three carbohydrate levels (410, 460 and 500 g kg(-1)). The pacu juveniles-fed diets containing 220 g kg(-1) CP did not respond (P > 0.05) to increased dietary lipid and carbohydrate levels, but the fish-fed diets containing 250 g kg(-1) CP showed a better feed conversion ratio. There were interactions in weight gain (WG), specific growth rate (SGR), crude protein intake (CPI) and feed conversion rate (FCR) dependent on dietary carbohydrate and lipid levels, showing positive effects of increasing carbohydrate levels only for fish-fed diets containing 80 g kg(-1) lipid level. However, when the diets contained 40 g kg(-1) lipid, the best energy productive value (EPV) results were obtained at 460 g kg(-1) carbohydrate. A higher usage of lipids (80 g kg(-1)) reduced CPI and was detrimental to protein [apparent digestibility coefficient (ADC)(CP)] and energy (ADC(GE)), but did not affect growth. The ADC(GE) improved proportionally as dietary carbohydrate levels increased (P < 0.05), increasing the concentration of digestible energy. In addition, the WG, CPI, ADC(GE) results showed best use of the energy from carbohydrates when dietary protein level was 250 g kg(-1) CP. The utilization of 250 g kg(-1) CP in feeds for juvenile pacu for optimal growth is suggested. Therefore, the optimum dietary lipid and carbohydrate levels depend on their combinations. It can be stated that pacu uses carbohydrates as effectively as lipids in the maximization of protein usage, as long as it is not lower than 250 g kg(-1) CP or approximately 230 g kg(-1) digestible protein.

Free- and peptide-based dietary arginine supplementation for the South American fish pacu (Piaractus mesopotamicus)

Arginine was hypothesized to be a model compound in the present study on molecular forms of indispensable amino acid (IAA) dietary supplementation. Juvenile South American pacu (Piaractus mesopotamicus) were fed diets containing arginine in a protein base (casein-wheat gluten or casein-gelatin), or the casein-wheat gluten base supplemented with dipeptide or free arginine at two levels (5 and 10 g kg(-1)). Growth and protein efficiency ratios were significantly affected by diets, but not by arginine molecular form. Three free dispensable amino acids (DAA) and four IAA in plasma were affected by diet, but plasma arginine concentrations did not differ. Plasma urea concentrations, being very low in the pacu, and hepatic arginase activities, were not affected by diet (P = 0.10-0.11), but together with plasma ornithine, mirrored the growth data. Molecular form of arginine supplementation, free or dipeptide, significantly changed several free IAA (Phe, Leu, Ile, His) and urea, with a higher mean plasma concentration in dipeptide fed fish. The dietary treatments, or molecular form of the arginine supplementation, did not change proximate composition, except that calcium levels decreased with higher dietary arginine supplementation level. The present study indicates that dipeptides can provide IAA to pacu, and that arginine supplemented in this form is utilized as efficiently as in free form.

Growth performance and energetic metabolism of pacu, Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887), fed diets supplemented with ammonium metavanadate

Vanadium compounds mimic most of the metabolic effects of insulin, suggesting that it might be useful to improve utilization of dietary carbohydrate. This work evaluated the effect of dietary ammonium metavanadate (H(4)NO(3)V) on the growth performance and energy metabolism of pacu, an omnivorous South America characin. Two hundred and eighty-eight fish were distributed into four blocks according to the body weight (21.8 +/- 1.7, 28.5 +/- 2.0, 28.4 +/- 1.9, 35.7 +/- 1.9 g), stocked in 24 plastic tanks and fed twice daily with isonitrogenous and isoenergetic diets containing six levels of H(4)NO(3)V (0, 10, 50, 100, 300 and 1000 mg kg(-1)) for 60 days. Increasing levels of dietary ammonium metavanadate did not improve growth (P > 0.05), and the highest level of inclusion (1000 mg kg(-1)) reduced performance (P < 0.05). Blood glucose levels decreased (P < 0.05) in fish fed 300 and 1000 mg kg(-1) H(4)NO(3)V, but no differences were observed in other blood metabolites. A slight increase in muscle lipid content was observed in fish fed a diet containing 300 mg kg(-1) H(4)NO(3)V. Based on the results of this study, there is no benefit in supplementing pacu diets with metavanadate.

Leukocytes respiratory burst and lysozyme level in pacu (Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Dynamics of some limnological characteristics in pacu (Piaractus mesopotamicus) culture tanks as function of handling

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Monitoramento da variabilidade genética de pacu, Piaractus mesopotamicus, do programa de aumento de estoque do rio Paranapanema

Avaliou-se a variabilidade genética dos estoques de reprodutores e dos peixes jovens de Piaractus mesopotamicus de três pisciculturas do estado do Paraná, utilizadas no programa de aumento de estoque de peixes no rio Paranapanema. Foi utilizado o marcador RAPD para avaliar as amostras do estoque de reprodutores e dos peixes jovens das pisciculturas de Palotina, Cambará e Andirá. A porcentagem de fragmentos polimórficos e o índice de diversidade genética de Shannon dos estoques de reprodutores variaram de 75,0% a 71,4% e de 0,434 a 0,376, respectivamente. Os peixes jovens das pisciculturas apresentaram valores mais elevados para ambos os parâmetros, com exceção da piscicultura de Palotina, na qual o índice de diversidade genética de Shannon foi semelhante. Os estoques de reprodutores apresentaram alta variabilidade genética, e esta foi mantida nos peixes jovens.

Challenge of pacu (Piaractus mesopotamicus) fed diets supplemented with vitamins C and E by Aeromonas hydrophila under different temperature

Pacus Piaractus mesopotamicus alimentados com dietas contendo três níveis de vitaminas C e E (zero, 250 e 500mg/kg de ração) foram desafiados, em diferentes temperaturas, com Aeromonas hydrophila. Os peixes foram mantidos em caixas plásticas de 300L e, com o objetivo de reduzir as reservas vitamínicas, durante os primeiros 60 dias, foram alimentados com dietas isentas das vitaminas C e E. Após esse período, os peixes foram estocados na densidade inicial de 14 peixes/caixa e as dietas-teste foram oferecidas durante 60 dias. Ao final do experimento, todos os peixes foram infectados com 6×10(6) UFC de A. hydrophila/peixe, injetada intraperitonealmente. Não houve interação nível de vitamina C vs. nível de vitamina E quanto à mortalidade. A suplementação com as vitaminas C e E não reduziu a taxa de mortalidade dos peixes desafiados com A. hydrophila. Independentemente da suplementação vitamínica, após o desafio, os peixes menores apresentaram maior taxa de mortalidade que os maiores e o grupo mantido em ambiente com temperatura mais alta apresentou maior taxa de mortalidade após o desafio.

Eficácia do florfenicol e da oxitetraciclina no controle de Aeromonas hydrophila em pacu (Piaractus mesopotamicus)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The administration of exogenous prostaglandin may improve ovulation in pacu (Piaractus mesopotamicus)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Biological indicators of stress in pacu (Piaractus mesopotamicus) after capture

Os efeitos da captura (perseguição, contenção em puçá e exposição aérea) no perfil sanguíneo do cortisol, glicose, cloreto, sódio, potássio, cálcio e na osmolaridade, hematócrito, hemoglobina, número de células vermelhas (CV) e volume corpuscular médio (VCM) foram investigados no pacu (Piaractus mesopotamicus). Um total de 132 peixes (49,7 ± 11,7 g) foi submetido à captura com 3 ou 5 minutos de exposição aérea. Nove peixes de cada tratamento foram amostrados 5, 15, 30, 60 minutos e 24 horas depois e outros nove peixes foram amostrados antes da captura e considerados controle. A captura resultou em aumento do cortisol e glicose no sangue 30 e 5 minutos depois da captura, respectivamente, independente do tempo de exposição aérea. Ambos os indicadores recuperaram os valores controle em 24 horas. Nos dois grupos de peixes, o cloreto plasmático diminuiu 60 minutos após captura e não recuperou os valores controle, enquanto o sódio sérico aumentou entre 15 e 30 minutos recuperando a condição controle em 24 horas. Não houve alteração significativa nos valores de potássio, cálcio, osmolaridade ou no hematócrito, hemoglobina, CV e VCM como consequência da captura. Os estressores sequenciais aplicados no pacu durante a captura ativaram o eixo cérebro-pituitária-interrenal (respostas do cortisol e glicose), mas a ativação do eixo cérebro-sistema simpático-células cromafins foi aparentemente moderada (respostas iônicas e hematológicas).

Feeding strategy with alternate fasting and refeeding: effects on farmed pacu production

P>A 36-day trial was conducted to determine the effects of repetitive periods of food restriction and refeeding on growth and energy metabolism in pacu (Piaractus mesopotamicus). A total 264 juvenile fish (36.9 +/- 2.8 g) were fed with the experimental diet for 36 days using three regimes: (i) feeding daily to satiation (FD); (ii) no feed for 3 days, then feeding the same amount offered to the control groups for the next 3 days (NF/R controlled); and (iii) no feed for 3 days, then feeding to apparent satiation for the next 3 days (NF/R at satiation). The treatments were distributed into four tanks each. WG and SGR were higher in FD group. Fish refed showed hyperphagia just up to the second day of refeeding. The worst feed conversion rate and the lowest protein efficiency ratio were found in fish NF/R controlled. The lowest values of visceral fat somatic index were found in both fasted fish groups, particularly in NF/R at satiation. The LL and glycogen concentrations, and the hepatosomatic index were all elevated in both feed restricted fish. Muscle lipid showed a tendency to decrease after the cycle of fasting and refeeding. Plasma free fatty acids and glucose levels were elevated in fish subjected to feeding restrictions while serum triglycerides levels were reduced. Triiodothyronine levels were significantly depressed in fish from the NF/R-controlled group and remained at the same levels as the control fish in fish NF/R at satiation. Results indicated that fish subjected to cyclic periods of 3-day satiation or controlled feeding after 3-days of fasting were unable to achieve the final body weight of fish fed to satiation after 36 days.