Orientador: Maeli Dal Pai Silva

Tese ( doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: O pirarucu (Arapaima gigas) caracteriza-se como uma espécie promissora para a Aqüicultura, devido principalmente às suas características de rápido crescimento e rusticidade. Sua criação em regime intensivo tem obtido enorme sucesso, podendo alcançar até 10 quilos de peso corporal em apenas...

Resumo: O pirarucu (Arapaima gigas) caracteriza-se como uma espécie promissora para a Aqüicultura, devido principalmente às suas características de rápido crescimento e rusticidade. Sua criação em regime intensivo tem obtido enorme sucesso, podendo alcançar até 10 quilos de peso corporal em apenas um ano de criação. O pirarucu é considerado hoje uma das mais importantes espécies de peixes da bacia Amazônica e, por esta razão, é primordial que se investigue os mecanismos celulares e moleculares que controlam o rápido crescimento muscular, contribuindo com novas estratégias de criação e com a manutenção da espécie. O crescimento do músculo estriado esquelético nos peixes pode ocorrer por dois mecanismos: hipertrofia e/ou hiperplasia das fibras, a partir de células satélites ou mioblastos. Esse processo é controlado por Fatores Reguladores Miogênicos (MRFs) e pelo fator de crescimento Miostatina. O objetivo do presente estudo foi avaliar as características morfológicas e o crescimento muscular hipertrófico e hiperplásico, bem como analisar a expressão gênica e protéica da MyoD, da Miogenina e da Miostatina na musculatura esquelética do pirarucu (A. gigas), em diferentes fases de crescimento. Os animais utilizados no presente estudo foram provenientes de duas pisciculturas: na primeira, foram obtidos os "alevinos" (pós-larvas; 48 g); na segunda, os animais em diferentes estágios de crescimento, divididos em quatro grupos de acordo com o peso corporal. Grupo A (50 gramas, n=7), grupo B (420 gramas, n=7), grupo C (5,5 quilogramas, n=7) e grupo D (9,1 quilogramas, n=7). As amostras musculares foram coletadas, congeladas e submetidas à coloração HE, para avaliação do padrão morfológico das fibras, e à reação para a enzima NADH-TR, para avaliar o metabolismo oxidativo das fibras. Para avaliar o padrão de crescimento hiperplásico e hipertrófico da musculatura branca, foi calculado o menor diâmetro de uma população de fibras por animal, e estas foram distribuídas em classes, na dependência do seu diâmetro. A análise da expressão gênica de MyoD, miogenina e miostatina foi feita por Reação em Cadeia da Polimerase após Transcrição Reversa (RTqPCR); para análise da expressão protéica, foi utilizado o Western Blot. A distribuição das fibras em classes de diâmetro exibiu o seguinte padrão: o grupo A mostrou a maior parte das fibras na classe 20, o grupo B, na classe 50, o grupo C, nas classes 50 e 80, e o grupo D, na classe 80. Isso indica uma alta taxa de hiperplasia das fibras nos grupos menores (A e B) e alta hipertrofia das fibras nos grupos maiores (C e D). Para a análise da expressão gênica de MyoD e miogenina no músculo vermelho e branco dos "alevinos", não houve diferença estatística; para a miostatina, houve expressão diferencial, com os maiores níveis encontrados no músculo branco em comparação com o músculo vermelho. Na avaliação da expressão de MyoD e miogenina, tanto a expressão gênica como a expressão protéica não mostraram diferença significativa. Por outro lado, a expressão gênica da miostatina foi menor no grupo A e maior nos demais, e a expressão da proteína miostatina foi maior no grupo A, diminuindo nos demais grupos. Estes resultados refletem as características de crescimento muscular da espécie e sugerem que a expressão dos MRFs e da miostatina são responsáveis pelo balanço entre a hiperplasia e a hipertrofia das fibras, contribuindo para o rápido crescimento da espécie e a manutenção das características do filé

Abstract: Pirarucu (Arapaima gigas) is a promising fish species for Aquaculture programs mainly by the fast growing feature and rusticity. Their rearing under intensive conditions generated much successful results, as they reach up to 10 kilograms in just one year. Considered one of the most...

Abstract: Pirarucu (Arapaima gigas) is a promising fish species for Aquaculture programs mainly by the fast growing feature and rusticity. Their rearing under intensive conditions generated much successful results, as they reach up to 10 kilograms in just one year. Considered one of the most important fish species from Amazon basin, it is of primary interest to investigate the cellular and molecular mechanisms that control the fast muscle growth in pirarucu, providing information for new rearing strategies and species conservation. In most fish, skeletal muscle growth occurs by two mechanisms: hypertrophy and hyperplasia, from satellite cells or myoblasts. These process are under control by Myogenic Regulatory Factors (MRFs) and by the growth factor Myostatin. The animals were obtained from two pisciculture, where we got the alevin pirarucu (n=7; 48 grams weight), and the specimens at different growth stages, divided into groups according body weight. Group A (50 grams, n=7), group B (420 grams, n=7), group C (5,5 kilograms, n=7) and group D (9,1 kilograms, n=7). Muscle samples were collected, frozen and stained with HE for morphological analysis, and submitted to NADH-TR enzyme reaction for oxidative methabolism analysis. To evaluate hyperplasic and hypertrophic muscle growth, it was measured the smallest diameter from a set of fibers, which were grouped into diameter classes. Gene expression analysis of MyoD, Myogenin and Myostatin were performed by Quantitative Polimerase Chain Reaction after Reverse Transcription (RT-qPCR); protein content analysis was by Western Blot technique. Muscle fibers distribution in classes showed the following pattern: group A showed most fibers in class 20, group B, in class 50, group C, in classes 50 and 80, and group D, in class 80. This is an indicative of high fiber hiperplasia rate in groups A and B, and high hypertrophy in groups C and D. There was no statistical difference in MyoD and Myogenin genes expression in red and white muscles of pirarucu; however, Myostatin expression showed high levels in white muscle compared to red muscle. Evaluating MyoD and Myogenin expression in white muscle of pirarucu at different growth stages, both gene and protein levels were similar. Myostatin gene expression was low in group A and high in the other groups; on the other hand, Myostatin protein was high in group A and low in the other groups. These results reflect the muscle growth characteristics in pirarucu and suggest that the MRFs and Myostatin expression are controlling the balance between hyperplasic and hypertrophic mechanisms, promoting the fast rate feature of pirarucu and their fillet quality