Avaliação histopatológica da toxicidade da formalina em Arapaima gigas (Arapaimidae), o peixe gigante da Amazônia

O presente estudo teve como objetivo determinar a concentração letal e efeitos estruturais e ultraestruturais causados pela exposição a formalina em juvenis de Arapaima gigas. Noventa peixes (60,1±2,5g e 20,2±0,9cm) foram expostos a 0, 22, 44, 66, 88 e 110mg L-1, para determinar a concentração letal (CL50-96h) de formalina que foi 36,4mg L-1. Os efeitos subletais foram avaliados por análises histopatológicas das brânquias e avaliação das alterações comportamentais e sinais clínicos. A CL50 de formalina para 24, 48 e 72horas foi de 88,3, 64,7 e 56,8; respectivamente. Sinais clínicos e alterações comportamentais encontradas foram: natação errática, letargia, aglomeração de peixes na superfície da água, perda de equilíbrio hidrodinâmico, espasmos e confronto agonísticos, observados apenas nas concentrações de 88 e 110mg L-1. O índice de alteração histológica (IAH) mostrou que as concentrações de 66, 88 e 100mg L-1 apresentaram diferenças significativas (p < 0,05) em relação aos controles, indicando a ocorrência de danos moderados nas brânquias dos peixes expostos a formalina. Os valores médios de alteração (VMA) para as concentrações 22, 44, 66, 88 e 110mg L-1 foram 1,14, 1,29, 1,51, 1,53 e 1,60; respectivamente, e as diferenças na composição desse índice foram observados apenas na exposição com 110mg L-1 de formalina. Foi possível concluir que concentrações subletais de formalina (22,0mg L-1) não comprometem a saúde de juvenis de A. gigas. Concentrações de formalina acima da CL50-96h podem ser usadas cuidadosamente para banho de curto tempo, uma vez que o VMA para todas as concentrações testadas indicou apenas lesões localizadas que não comprometem a funcionalidade das brânquias dos peixes expostos. © 2018 Colegio Brasileiro de Patologia Animal.This study aimed to determine the lethal concentration and the structural and ultra-structural effects caused by the formalin exposure on juveniles of Arapaima gigas. Ninety fish (60.1± 2.5g and 20.2±0.9cm) were exposed to 0, 22, 44, 66, 88 and 110mg L-1 in order to determine the lethal concentration (LC50-96h) that was 36.4mg L-1 of formalin. Sublethal effects were evaluated using histopathological analysis on the gills and assessment of behavioral alterations and clinical signs. The LC50 of formalin for 24, 48 and 72h was 88.3, 64.7 and 56.8mg L-1 respectively. Clinical signs and behavioral changes were found: erratic swimming, lethargy, crowding on the water surface, loss of hydrodynamic equilibrium, spasms and agonistic confrontation, which were observed only at 88 and 110mg L-1. The histological alteration index (HAI) showed that 66, 88 and 100mg L-1 presented significant difference (p < 0.05) in relation to unexposed fish, indicating that moderate damage to the gills of fish exposed to formalin had occurred. The mean values of alteration (MVA) for 22, 44, 66, 88 and 110mg L-1 were 1.14, 1.29, 1.51, 1.53 and 1.60 respectively, and differences in this index were only observed with 110 mgL-1 of formalin. It is therefore possible to conclude that sublethal concentrations of formalin (22.0mg L-1) did not compromise the health of juveniles of A. gigas. Finally, concentrations greater than to LC50-96h may be carefully used for short-term exposure, since the MVA for all concentrations tested only indicated localized lesions that did not compromise gills functionality of exposed fish. © 2018 Colegio Brasileiro de Patologia Animal

Influência das águas amazônicas no compromisso osmorrespiratório em osteoglossiformes

In the Amazon basin, the Osteoglossiforme order is represented by the species Osteoglossum ferreirai, O. bicirrhosum and Arapaima gigas. Although belonging to the same order, these species show different modes of breathing; while Osteoglossum ssp. is an obligatory water breather, A. gigas shows a gill remodeling during its development, which causes changes in the osmorespiratory compromise with implications for the gill functions which turns more related to the ion exchanges. The rivers of the Amazon basin have different physicochemical features. While the white water rivers (WW) are slightly alkaline and its waters are considered "soft", black water rivers (BW) are practically distilled" having an acidic pH. Such different characteristics between these waters leads to hypothesize that black water rivers can act as an hydrographic barrier, containing the spread of some species. This can be observed in the distribution of some amazonian fish since there are several species unique from black waters while other species are distributed in white and black waters as others only in white waters. In Osteoglossiformes, data from literature suggest O. bicirrhosum as a fish from white water, while A. gigas can be found in black water rivers as white water lakes. This study tested the hydrographic barrier hypothesis exposing the animals in the Amazonian waters and observing responses of ionic fluxes, proliferation of mitochondria rich cells (MRCs), responsible for regulating ion, the presence of mucous cells (MCs) and changes in morphology functional gills.In A. gigas 2000 g there is a fast recovery from ion losses so probably there is no influence of the hydrographic barrier for this specie. Comparing A. gigas and O. bicirrhosum, these fishes are able to ion regulation iin white water environments, mostly by the ion uptake showed in 3 hours. Data from immunohistochemistry for NKA enzyme of MRCs and morphometric data (CRMsFA and density) of these cell indicates that A. gigas 2000g have the gill functions related to ion regulation. About the ion regulation pattern and functional morphology there are similarities between O. bicirrhosum and 200g A. gigas however O. bicirrhosum did not showed the same potential to recovery ion losses as A. gigas.Universidade Federal de Sao CarlosOs rios da bacia amazônica apresentam diferentes características físico-químicas: de modo que rios de água preta podem atuar como uma barreira hidrográfica, contendo a dispersão das espécies. Nesta bacia, a ordem Osteoglossiforme, representada pelas espécies Osteoglossum ferreirai, O. bicirrhosum e Arapaima gigas, há modos de respiração distintos; Osteoglossum spp. é um respirador aquático obrigatório e A. gigas apresenta um remodelamento branquial ao longo de seu desenvolvimento, o que acarreta mudanças no compromisso osmorrespiratório com implicações para as funções branquiais, que se relacionam principalmente às trocas iônicas e a respiração. Na distribuição destas espécies O. bicirrhosum é uma espécie de água branca, enquanto que A. gigas pode ocupar rios de água preta e lagos de água branca. O presente estudo teve como objetivo avaliar alterações e características do compromisso osmorregulatório de duas espécies de Osteoglossiformes (O. bicirrhosum e A. gigas) expondo-as às diferentes águas amazônicas de forma a investigar o efeito da barreira hidrográfica por água preta. Exemplares de A. gigas foram divididos em dois grupos, considerando os estágios distintos de morfologia branquial; um grupo com peixes menores (200 g), nos quais a morfologia branquial é semelhante à de peixes respiradores aquáticos e outro grupo de peixes maiores (2000 g). Exemplares grandes de A. gigas 2000 g apresentam uma rápida recuperação das perdas iônicas em água preta de modo que infere-se que estes animais não devem sofrer influência da barreira hidrográfica de rios de água preta na dispersão da espécie. Comparativamente A. gigas e O. bicirrhosum apresentam uma capacidade íon-regulatória bem eficiente em ambientes de água branca, principalmente pela retomada de íons (influxo de íons). Dados imunohistoquímicos para marcação da enzima Na+/K+-ATPase e os dados morfométricos de área fracional de células ricas em mitocôndrias e densidade de células ricas em mitocôndrias indicam que exemplares grandes de A. gigas o compromisso osmorrespiratório é deslocado para processos de regulação de íons. O número de células ricas em mitocôndrias foi menor provavelmente devido ao aumento da barreira de difusão de gases Quanto ao padrão de regulação iônica e morfologia funcional há similaridades entre O. bicirrhosum e A. gigas menores, 200g, entretanto O. bicirrhosum não apresenta o mesmo potencial de recuperação das perdas de íons que A. gigas

Caracterização morfofuncional das brânquias de Arapaima gigas, durante a transição da respiração aquática para respiração aérea

The gill structure of the Amazon fish Arapaima gigas, an obligatory air breather, was analyzed during its transition to obligatory air breathing behavior and the obtained data was related to its breathing mode. Gills of fish weighing between 2 to 5000g were collected, fixed and processed for morphometric analysis, histochemistry, imunohistochemistry, transmission (TEM) and scanning (SEM) electron microscopy (chloride cell fractional area, CCFA and density). In the first stages of development the gill filaments is as those of water-breathers, but there s intense changes while the animal grow, with influence on respiratory function and ionic exchanges. The lamellae keeps its organizational structure, including red cells passing through it, but them become to vestigial in fish since 1000g, being the interlamellar regions filled with filament cells. The most important cell types of the gill epithelia are the chloride cells (CCs), mucous cells (MCs) and the pavement cells (PCs). The PCs shows irregular shape and random microridges on the cell surface. Two cell processes are involved to gill changes, cells proliferation and programmed death cells (apoptosis); there is an intense proliferating cells until animals reach 500-600g. Apoptotics cells were low in all the animals observed. The number of CCs are low in animals under 100-200g and increased in the filament and lamellar epithelia in animals up to 1000g as well as the CCFA. Two kinds of MCs were observed, PAS positive and Alcian Blue positive. There was a significant raise in both cells until animals with 100-200g and PAS positives until 500-600g. These cells seem to play an important role relation with ion regulation. The transition to air breathing and the restriction for aquatic respiration result in gill changes in A. gigas, and the gills may play other important functions like ion and acid-base regulation, optimized by its epithelia cell kinds and its design.Universidade Federal de Sao CarlosA estrutura das brânquias do peixe amazônico Arapaima gigas, um respirador aéreo obrigatório, foi analisada durante a transição para a respiração aérea obrigatória e os dados obtidos foram relacionados ao seu modo de respiração. Brânquias de exemplares com massa corpórea entre 2g a 5000g foram coletadas, fixadas e processadas para análises de morfometria, histoquímica, imunohistoquímica, microscopia eletrônica de transmissão e varredura (área fracional de células-cloreto - AFCC e densidade). Nas etapas iniciais de desenvolvimento da espécie a estrutura branquial é semelhante à de respiradores aquáticos obrigatórios, mas profundas alterações ocorrem à medida que o animal cresce, influenciando na respiração e nas trocas iônicas. As lamelas mantêm sua estrutura organizacional, incluindo a circulação de eritrócitos, mas tornam -se vestigiais em animais a partir de 1000g permanecendo parcialmente imersas no epitélio do filamento. Os principais tipos celulares que compõe o epitélio branquial são as células -cloreto (CCs), células mucosas (CMs) e células pavimentosas (CPs). As CPs apresentam forma irregular e microdobras dispostas aleatoriamente na superfície celular. Dois processos celulares envolvem alterações em brânquias, proliferação e morte celular programada (apoptose) predominando um intenso aumento de células em proliferação até 500-600g. Células em apoptose foram escassas em todos os animais. As CCs, pouco presentes em animais abaixo de 100- 200g ocupam uma grande porção no epitélio do filamento em animais acima de aproximadamente 1000g, assim como a AFCC e densidade. Dois tipos de CMs foram observadas, PAS positivas e Alcian Blue positivas. Ocorreu aumento significativo na incidência de ambas até animais com 100-200g e PAS positivas até 500-600g. Na transição para a respiração aérea e conseqüentemente a perda da dependência da respiração aquática devem acarretar as alterações nas brânquias de A. gigas, dessa forma as brânquias desempenham outras funções importantes, como regulação iônica e equilíbrio ácido base, que são otimizadas pelos tipos celulares presentes nesse epitélio e sua configuração