ABSTRACT
Increased environmental pH decreases ammonia transport through the gills, impairing nitrogenous waste. The consequent toxicity is usually drastic to most fishes. A few species are able to synthesize urea as a way to detoxify plasma ammonia. We studied three teleosts of the family Erythrinidae living in distinct environments, and assumed the biochemical behaviors would be different in spite of their being closely related species. Adult fish collected in the wild were submitted to alkaline water and the urea excretion rate was determined. The specific activity of urea cycle enzymes was determined in liver samples of fish from neutral waters. The studied species Hoplias lacerdae, Hoplerithrynus unitaeniatus, and Hoplias malabaricus are ureogenic. Urea synthesis is not a metabolic way to detoxify ammonia in H. lacerdae and Hoplerithrynus unitaeniatus exposed to an alkaline environment. The plasma ammonia profile of both species showed two distinct biochemical responses. Urea excretion of H. malabaricus was high in alkaline water, and the transition to ureotelism is proposed. The nitrogen excretion rate of H. malabaricus was among the highest values reported and the high urea excretion leads us to include this species as ureotelic in alkaline water.
O aumento do pH ambiental diminui o transporte de amônia pelas brânquias, prejudicando a saída de nitrogênio. A conseqüente toxidade é normalmente drástica para muitos peixes. Poucas espécies são capazes de sintetizar uréia como forma de detoxificar a amônia plasmática. Estudamos três telósteos da família Erythrinidae que vivem em ambientes distintos e apresentam respostas bioquímicas diferentes apesar de serem espécies extremamente próximas. Peixes adultos foram coletados no ambiente, sendo submetidos a águas alcalinas, e o grau de excreção de uréia foi determinado. As atividades específicas das enzimas do ciclo da uréia foram determinadas em amostras de fígado de peixe de águas cujo pH é neutro. As espécies estudadas, Hoplias lacerdae, Hoplerithrynus unitaeniatus e Hoplias malabaricus, são ureogênicas. A síntese de uréia não é a rota metabólica utilizada para detoxificar a amônia em H. lacerdae e H. unitaeniatus expostas a ambiente alcalino. O perfil da amônia plasmática em ambas as espécies apresentaram duas respostas bioquímica distintas. A excreção de uréia em H. malabaricus foi superior em águas alcalinas, e transição para o ureotelismo é proposta. O grau de excreção nitrogenada em H. malabaricus foi superior aos valores citados, e o aumento da excreção de uréia sugere que essa espécie é ureotélica em águas alcalinas.
ABSTRACT
The non-ionized form of ammonia is very toxic to many aquatic species. It is especially important in several aspects of fish biology. A large range of organismal strategies for coping with environmental stressors is usually observed in living organisms. Among those, the responses for managing chemical stressors are well studied. The present work compares biochemical responses of two evolutionarily close species, Hoplias malabaricus and Hoplerythrinus unitaeniatus, exposed to environmental ammonia. Adult fish were submitted to 1.0 mg/L of ammonium chloride for 24 hours, and plasma ammonia and urea levels were determined. The activities of OUC enzymes OCT and ARG, and the accessory enzyme GS, were quantified in liver extract and are expressed below in mumol/min/mg of wet tissue. Increases in OUC enzymes (GS from 1.14 to 2.43, OCT from 0.81 to 1.72, and ARG from 3.15 to 4.23), plasma ammonia (from 0.95 to 1.42 mmol/L), and plasma urea (from 0.82 to 1.53 mmol/L) were observed (p 0.05) in H. malabaricus exposed to 1 mg/L of ammonia chloride. The GS in H. unitaeniatus increased from 1.43 to 1.84, however the OCT, ARG, and plasma urea from H. unitaeniatus did not change. These data indicate that each species responds differently to the same environmental stressor.
A forma não ionizada da amônia é muito tóxica a vários organismos aquáticos, sendo particularmente importante em muitos aspectos da biologia dos peixes. Um amplo grupo de estratégias para enfrentar os estressores ambientais pode ser observado nos organismos vivos. Dentre estas, as respostas aos estressores químicos são bem estudadas. O presente trabalho compara respostas bioquímicas de duas espécies evolutivamente próximas Hoplias malabaricus e Hoplerythrinus unitaeniatus, expostas à amônia ambiental. Peixes adultos foram submetidos a 1.0 mg/L de cloreto de amônio por 24 horas e foram determinados os níveis plasmáticos de amônia e uréia. As atividades das enzimas do COU, OCT e ARG e a enzima acessória GS foram quantificadas em extrato de fígado e são expressas em mimol/min/mg de tecido úmido. Foi observado em H. malabaricus, exposto a 1,0 mg/L de cloreto de amônio, aumento (p 0,05) nas enzimas: GS, de 1,14 para 2,43; OCT, de 0,81 para 1,72; ARG, de 3,15 para 4,23; na amônia plasmática, de 0,95 para 1,42 mmol/L, e na uréia plasmática, de 0,82 para 1,53. A GS de H. malabaricus aumentou de 1,43 para 1,84, todavia, OCT, ARG e uréia plasmática não variaram. Esses dados mostram que ambas as espécies, taxonomicamente próximas, respondem distintamente ao mesmo estressor ambiental.