Effects of habitat characteristics on cryptic fish assemblages

Habitat structure is known to influence the abundance of fishes on temperate reefs. Biotic interactions play a major role in determining the distribution and abundance of species. The significance of these forces in affecting the abundance of fishes may hinge on the presence of organisms that either create or alter habitat. On temperate reefs, for example, macroalgae are considered autogenic ecosystem engineers because they control resource availability to other species through their physical structure and provide much of the structure used by fish. On both coral and temperate reefs, small cryptic reef fishes may comprise up to half of the fish numbers and constitute a diverse community containing many specialized species. Small cryptic fishes (<100 mm total length) may be responsible for the passage of 57% of the energy flow and constitute ca. 35% of the overall reef fish biomass on coral reefs. These benthic fish exploit restricted habitats where food and shelter are obtained in, or in relation to, conditions of substrate complexity and/or restricted living space. A range of mechanisms has been proposed to account for the diversity and the abundance of small fishes: (1) lifehistory strategies that promote short generation times, (2) habitat associations and behaviour that reduce predation and (3) resource partitioning that allows small species to coexist with larger competitors. Despite their abundance and potential importance within reef systems, little is known of the community ecology of cryptic fishes. Specifically on habitat associations many theories suggested a not clear direction on this subject. My research contributes to the development of marine fish ecology by addressing the effects of habitat characteristics upon distribution of cryptobenthic fish assemblages. My focus was on the important shallow, coastal ecosystems that often serve as nursery habitat for many fish and where different type of habitat is likely to both play important roles in organism distribution and survival. My research included three related studies: (1) identification of structuring forces on cryptic fish assemblages, such as physical and biological forcing; (2) macroalgae as potential tools for cryptic fish and identification of different habitat feature that could explain cryptic fish assemblages distribution; (3) canopy formers loss: consequences on cryptic fish and relationship with benthos modifications. I found that: (1) cryptic fish assemblages differ between landward and seaward sides of coastal breakwaters in Adriatic Sea. These differences are explained by 50% of the habitat characteristics on two sides, mainly due to presence of the Codium fragile, sand and oyster assemblages. Microhabitat structure influence cryptic fish assemblages. (2) Different habitat support different cryptic fish assemblages. High heterogeneity on benthic assemblages reflect different fish assemblages. Biogenic components that explain different and diverse cryptic fish assemblages are: anemonia bed, mussel bed, macroalgal stands and Cystoseira barbata, as canopy formers. (3) Canopy forming loss is not relevant in structuring directly cryptic fish assemblages. A removal of canopy forming algae did not affect the structure of cryptic fish assemblages. Canopy formers algae on Conero cliff, does not seem to act as structuring force, probably due to its regressive status. In conclusion, cryptic fish have been shown to have species-specific associations with habitat features relating to the biological and non biological components afforded by fish. Canopy formers algae do not explain cryptic fish assemblages distribution and the results of this study and information from the literature (both from the Mediterranean Sea and elsewhere) show that there are no univocal responses of fish assemblages. Further exanimations on an non regressive status of Cystoseira canopy habitat are needed to define and evaluate the relationship between canopy formers and fish on Mediterranean sea.

Mecanismos de neurotoxicidade induzidos pela Dopamina e pela 6–OH-dopamina num modelo celular humano: efeito da presença de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante

O aumento da esperança média de vida tem elevado a prevalência de doenças neurodegenerativas, como é o caso da doença de Parkinson. Nos últimos anos a procura de novas soluções terapêuticas, assim como a minimização dos efeitos dos tratamentos atualmente utilizados tem promovido a procura de novas soluções. Deste modo, o objetivo deste trabalho consistiu no estudo dos mecanismos moleculares de neurotoxicidade induzidos pela dopamina (DA) e 6-hidroxidopamina (6-OHDA) num modelo celular do neuroblastoma humano (SH-SY5Y), bem como na avaliação do potencial neuroprotetor de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante. O efeito neurotóxico da DA e 6-OHDA, assim como o efeito protetor dos extratos das algas com maior atividade antioxidante (Sargassum muticum, Saccorhiza polyschides, Padina pavonica, Codium tomentosum, Ulva compressa) foi avaliado através da viabilidade celular das células SH-SY5Y utilizando o método de MTT. De modo a compreender os efeitos induzidos na viabilidade celular pela DA e 6-OHDA procedeu-se ao estudo da atividade da caspase-3, alterações do potencial mitocondrial e quantificação de H2O2. Os resultados demonstraram um claro efeito dependente da concentração da DA (30-3000μM) e 6-OHDA (10-1000μM) na viabilidade celular das células SH-SY5Y, bem como do tempo de exposição (6-48h). No que diz respeito a prevenção do efeito neurotóxico da DA (1000μM (56,41±5,05% de células viáveis); 24h) e 6-OHDA (100μM (66,76±3,24% de células viáveis);24h) pelos extratos das algas (1mg/mL; 24h) verificou-se que os extratos que apresentaram um efeito preventivo mais marcado pertencem as algas Sargassum muticum (82,37±6,41% de células viáveis e 115,8±8,53% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (89,26±8,62% de células viáveis e 106,51±4,26% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (81,28±3,68% de células viáveis e 103,17±7,25% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). A morte celular induzida pela DA e pela 6-OHDA foi acompanhada pelo aumento da atividade da caspase-3 quando comparado com o controlo (DA - 66,46±1,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; 6-OHDA - 22,56±1,71fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; controlo – 4,8 ±0,48fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto), pela presença de elevadas quantidades de peróxido de hidrogénio (H2O2) (363,81±28,58 % do controlo e 214,26 ± 8,46 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e pela despolarização da membrana mitocondrial (162,3±2,34 % do controlo e 144,7±2,87 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Por sua vez, durante o tratamento com extratos das algas (1mg/mL) na presença de DA e 6-OHDA verificou-se uma inibição da atividade da caspase-3 induzida pelas algas Sargassum muticum (2,53±2,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto e 4,52±1,36 fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (4,71±0,70fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,73±1,11 fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (17,05±1,72fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,58±1,77fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). De igual modo verificou-se uma diminuição da produção de H2O2 pelas células SH-SY5Y na presença dos extratos das algas Sargassum muticum (132,58 ± 10,68% controlo), Saccorhiza polyschides (150,54 ± 23,54% controlo) e Codium tomentosum (54,074 ± 6,66% do controlo), quando expostas a 6-OHDA, contudo não se verificou o mesmo efeito na presença de DA. Relativamente ao potencial mitocondrial observou-se uma inibição da despolarização mitocondrial induzida pela DA e 6-OHDA nas células SH-SY5Y pela presença dos extratos das algas Sargassum muticum (135,7±2,97% controlo e 49,3±1,17% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (126,7±5,46% controlo e 94,3±1,70% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Os resultados obtidos demonstraram o potencial citoprotetor dos extratos de algas sobre efeitos neurotóxicos induzidos pela DA e 6-OHDA no modelo celular SH-SY5Y. O efeito protetor é mediado pela diminuição da condição de stress oxidativo, com redução da produção de H2O2, diminuição da atividade da caspase-3 e prevenção da alteração do potencial mitocondrial induzido pela DA e 6-OHDA. Conclui-se que os extratos de algas produzem moléculas bioativas com elevado potencial antioxidante, podendo ser uma fonte promissora de novos compostos neuroprotetores com aplicação terapêutica para doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson.

Bioprospecção de polissacarídeos sulfatados de macroalgas marinhas do litoral do Rio Grande do Norte: caracterização de uma heterofucana extraída da alga marron Sargassum filipendula que induz apoptose em células HeLa

The coast of Rio Grande do Norte has more than 100 species of seaweed, mostly unexplored regarding their pharmacological potential. The sulfated polysaccharides (PS) are by far the more seaweed compounds studied, these present a range of biological properties, such as anticoagulant activity, anti-inflammatory, antitumor and antioxidant properties. In this study, we extract sulfated polysaccharide rich-extracts of eleven algae from the coast of Rio Grande do Norte (Dictyota cervicornis; Dictiopterys delicatula; Dictyota menstruallis; Dictyota mertensis; Sargassum filipendula; Spatoglossum schröederi; Gracilaria caudata; Caulerpa cupresoides; Caulerpa prolifera; Caulerpa sertularioides e Codim isthmocladum), and these were evaluated for the potential anticoagulant, antioxidant and antiproliferative. All polysaccharide extracts showed activity for anticoagulant, antioxidant and/or antiproliferative activity, especially D. delicatula and S. filipendula, which showed the most prominent pharmacological potential, thereby being chosen to have their sulfated polysaccharides extracted. By fractionating method were obtained six fractions rich in sulfated polysaccharides to the algae D. delicatula (DD-0,5V, DD-0, 7V, DD-1,0v, DD-1,3v, DD-1,5v and DD-2,0) and five fractions to the alga S. filipendula (SF-0,5V, SF-0,7V, SF-1,0v, SF-1,5v and SF-2,0v). For the anticoagulant assay only the fractions of D. delicatula showed activity, with emphasis on DD-1, 5v that presented the most prominent activity, with APTT ratio similar to clexane® at 0.1 mg/mL. When evaluated the antioxidant potential, all fractions showed potential in all tests (total antioxidant capacity, hydroxyl and superoxide radicals scavenging, ferrous chelation and reducing power), however, the ability to chelate iron ions appears as the main mechanism antioxidant of sulfated polysaccharides from seaweed. In antiproliferative assay, all heterofucanas showed dose-dependent activity for the inhibition of cell proliferation of HeLa, however, with the exception of SF-0,7V, SF- 1,0v and SF-1,5v, all fractions showed antiproliferative activity against MC3T3, a normal cell line. The heterofucana SF-1,5V had its antiproliferative mechanism of action evaluated. This heterofucan induces apoptosis in HeLa cells by a pathway caspase independent, promoting the release of apoptosis Inducing Factor (AIF) in the cytosol, which in turn induces chromatin condensation and DNA fragmentation into 50Kb fragments. These results are significant in that they provide a mechanistic framework for further exploring the use of SF-1.5v as a novel chemotherapeutics against human cervical cancer.

Aplicação de revestimentos edíveis à base de subprodutos da indústria do pescado na preservação de atum fresco

Hoje em dia, a indústria do pescado enfrenta muitos desafios e oportunidades, uma vez que o peixe é um alimento extremamente perecível em comparação com outros produtos. Por outro lado, este setor gera uma elevada quantidade de subprodutos, das operações tradicionais de filetagem ou de corte em postas. O aproveitamento desses subprodutos assume assim uma importância muito grande, pois minimiza os problemas de produção e custo unitário das matérias-primas. A maior justificação, porém é de ordem nutricional, pois os subprodutos são uma fonte de nutrientes de baixo custo. Estes subprodutos ou partes subvalorizadas são ricos em proteínas de alto valor biológico e ricos em ácidos gordos polinsaturados da série ómega 3. Acrescenta ainda a presente conjetura económica, desfavorável às empresas do ramo alimentar portuguesas, principalmente às empresas de pescado (devido ao aumento progressivo no preço da matéria-prima) e, urge assim, valorizar os subprodutos e aumentar o tempo de vida útil do pescado fresco, no sentido de revitalizar o mercado. A utilização de revestimentos comestíveis é um método promissor que permite proteger a qualidade dos produtos da pesca, aumentando o tempo de prateleira, sem comprometer a frescura. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de revestimentos à base de gelatina de pele de atum (Thunnus obesus) (5%) com incorporação de extrato de algas (Codium spp e Fucus vesiculosus) (1%) na qualidade físico-química e microbiológica de atum fresco, durante o armazenamento (12 dias a 4°C). Foram desenvolvidas três soluções de revestimento à base de gelatina extraída de peles de atum (G), com ou sem incorporação de extratos de macroalgas (Codium spp (GC) e Fucus vesiculosus (GF)). O método de extração de gelatina a partir de peles de atum foi selecionado com base no rendimento do processo. Os revestimentos foram aplicados por aspersão aos lombos de atum fresco. Ao longo de 12 dias de armazenamento a 4 ± 1°C foram efetuadas várias análises físicas e químicas às postas de atum para poder avaliar o efeito dos revestimentos na manutenção da qualidade do produto. O trabalho realizado demonstrou que a metodologia de extração utilizada permite obter um rendimento na ordem dos 29%. Os revestimentos desenvolvidos juntamente com uma temperatura de armazenamento de 4 °C mostram ser a boa opção para manter os parâmetros de tempo de prateleira do atum durante 12 dias. O teor de azoto básico volátil e o número total de microrganismos apresentam valores inferiores aos limites máximos recomendados, a cor vermelha mantém-se durante mais dias e o valor de pH mantém-se inferior ao controlo para as amostras com revestimento ao fim dos 12 dias. Em suma, a utilização de revestimentos à base de gelatina de peles de atum pode ser uma boa opção para prolongar o tempo de prateleira do atum refrigerado. Por outro lado, o aproveitamento dos subprodutos comestíveis das operações de transformação do atum assume uma importância muito grande, pois minimiza os problemas de produção e custo unitário das matérias-primas.