ABSTRACT
The skin in amphibians is an organ involved in several functions, such as breathing and chemical defense against predators and microorganisms. These functions are related to different skin components, such as cutaneous glands of two basic types, the mucous glands and the poison glands. Among anurans, in special in tree frogs, calls attention the fact that, in stressful situations, while some species can release large amounts of secretion, usually thick and sticky, others do not modify their secretory mode, making use of behavioral strategies to escape of danger. These differences, at first sight, may be related to greater or lesser capacity to control myoepithelial cells that involve the skin glands, isolated or together with other cutaneous morphological characteristics. This work aims at the morphological and morphometric study of the skin of different tree frogs capable of release abundant secretion, Trachycephalus mesophaeus and Corythomantis greeningi, in comparison with a little secretory tree frog, Itapotihyla langsdorffii. We tried to focus on the main characteristics of the cutaneous glands, mainly with regard to the myoepithelial cells, but we also analyzed other specific characteristics, such as the thickness of the calcified dermal layer and the number of pillar cells scattered in the dermis. Samples of dorsal skin of adults (n = 3) from T. mesophaeus, I. langsdorffii and C. greeningi obtained from animals previously fixed in buffered paraformaldehyde solution, were processed for histology in historesin. The sections (2 µm) were stained with toluidine blue-fuchsin. The images were analyzed in an Olympus BX51 light microscope, equipped with a digital camera and the Olympus Cellsens 1.17 software. The measurements were performed in triplicate and the media was calculated. A statistical analysis was performed using unidirectional ANOVA and the differences were significant when P ≤ 0.05. The results showed that in all analyzed species, in some cases, both the poison and the mucous glands, did not show differences in thickness, contrarily of what was expected. In relation to the other structural characteristics, called attention the number of pillar cells that were apparently more numerous in I. langsdorffii and in C. greeningi, fact that was not initially expected, in addition to the thicker calcified layer in T. mesophaeus and C. greeningi. Our results demonstrate that the cutaneous morphological structures do not seem to perform a predominant individual role in any of the analyzed species. All structures seem to participate of a more complex system of skin secretion release, together with other factors of phylogenetic, physiological and behavioral origin.
A pele nos anfíbios é um órgão envolvido em diversas funções vitais, como respiração e defesa química contra predadores e microrganismos. Essas funções estão relacionadas a diferentes componentes da pele, tais como as glândulas cutâneas de dois tipos básicos, as mucosas e as de veneno. Entre os anuros, em especial nas pererecas, chama a atenção o fato que, em situações de estresse, enquanto algumas espécies conseguem liberar imediatamente grandes quantidades de secreção, geralmente espessa e pegajosa, outras não modificam seu modo secretório cutâneo, fazendo uso de estratégias comportamentais para escapar do perigo. Essas diferenças, à primeira vista, deveriam se relacionar com a maior ou menor capacidade de contração das células mioepiteliais que envolvem as glândulas da pele, agindo isoladamente ou em conjunto com outras características morfológicas cutâneas. Este trabalho objetivou o estudo morfológico e morfométrico da pele de diferentes pererecas capazes de liberar secreção abundante, Trachycephalus mesophaeus e Corythomantis greeningi, em comparação com uma perereca pouco secretora, Itapotihyla langsdorffii. Procuramos focar nas principais características das glândulas cutâneas, principalmente no que se refere às células mioepiteliais, mas também analisamos outras características estruturais, como a espessura da camada dérmica calcificada e o número de células pilares espalhadas na derme. Amostras de pele dorsal de indivíduos adultos (n = 3) de T. mesophaeus, I. langsdorffii, C. greeningi obtidas de animais previamente fixados em solução de paraformaldeído tamponada, foram processadas para histologia em historesina. Os cortes (2 μm) foram corados com azul de toluidina-fucsina. As imagens foram obtidas e analisadas em um microscópio de luz Olympus BX51, equipado com uma câmera digital e o software Olympus Cellsens 1.17. As medições foram realizadas em triplicata e as médias calculadas. A análise estatística foi realizada através da ANOVA one-way e as diferenças foram consideradas significantes quando P ≤ 0,05. Os resultados mostraram que, em todas as espécies analisadas, os 9 mioepitélios, tanto das glândulas de veneno como das mucosas, não apresentaram diferenças significativas em suas espessuras, contrariado o que era inicialmente esperado. Em relação às outras características estruturais, chama a atenção o número de células pilares aparentemente mais numerosas em I. langsdorffii e C. greeningi, fato que também não era esperado inicialmente, além da camada calcificada mais espessa em T. mesophaeus e C. greeningi. Nossos resultados demonstram que as estruturas morfológicas cutâneas analisadas aparentemente não possuem um papel individual predominante em uma ou outra espécie. Todas devem participar de um sistema mais complexo de liberação da secreção cutânea, conjuntamente com outros fatores de origem filogenética, fisiológica e comportamental.
ABSTRACT
Poisons and secretions animals are among the most complex and rich sources of biological materials, ie new molecules with potential biotechnological applications or pharmaceutical. Accordingly, molecules isolated from amphibian skin secretions may be used as alternatives for the development of new biotechnology tool, such as those target to combat resistant pathogens or develop new industrial products. This project aimed to identify and characterize molecules in the skin secretion of Dermatonotus muelleri (only specie in the genus of the family Microhylidae), through the isolation and biochemical characterization. The secretions were filtered through 10 kDa cut-off membranes and the retained fraction was analyzed by SDS-PAGE, followed by a proteomic approach. A zymographic assay was also performed. The low molecular mass filtrate was fractionated by HPLC and analyzed by mass spectrometry and nuclear magnetic resonance. Gel electrophoresis showed protein content of various molecular masses. Proteomics analysis found relevant matches for proteins distributed in the electrophoresis gel, including proteolytic enzymes. On the other hand, the < 10kDa fraction showed to contain sugars, according to the interpretation of the NMR data. The ESI-IT-TOF analyses revealed low molecular mass molecules (<800 Da) throughout the chromatographic separation, and tryptophan could be identified among the molecules. The filtered fractions were assayed for antibiotic activity but no inhibition of bacterial growth could be observed. Interestingly, one fraction exhibited a significant increase in the growth of Staphylococcus aureus. The proteomic analysis was pertinent, demonstrating the presence of several proteins related to the animal's biology and defense mechanism. From the chemical point of view, one amino acid was detected and induced bacterial growth, which could be related to alternative mechanisms to the absence of low molecular mass antibiotic compounds.
Venenos e secreções animais estão entre as mais ricas e complexas fontes de materiais biológicos, ou seja, novas moléculas com potencial aplicação biotecnológica ou mesmo farmacêuticas. Nesse sentido, moléculas isoladas da secreção da pele de anfíbios podem ser utilizadas como alternativas biotecnológicas destinadas aos novos medicamentos, como por exemplo, o combate de patógenos resistentes ou no desenvolvimento de novos produtos de utilidade industrial. Assim, esse projeto teve como objetivo identificar e caracterizar moléculas presentes na secreção cutânea de Dermatonotus muelleri (única espécie no gênero da família Microhylidae), por meio do isolamento e caracterização bioquímica. As secreções foram filtradas em membranas de corte de 10 kDa e o material retido foi analisado por SDS-PAGE e em seguida por uma abordagem proteômica. Também foi realizado um ensaio de zimografia. O filtrado de baixa massa foi fracionado por HPLC e analisado por espectrometria de massas e ressonância magnética nuclear. A eletroforese em gel apresentou conteúdo proteico de diversas massas moleculares. A análise proteômica encontrou correspondências relevantes para as proteínas distribuídas no gel de eletroforese, inclusive enzimas proteolíticas. Já os compostos filtrados na membrana de corte de 10kDa, demonstraram conter açúcares de acordo com a interpretação dos dados de RMN. Na análise por ESI-ITToF verificou-se moléculas de baixa massa molecular (<800 Da) ao longo de toda a amostra, sendo identificado o aminoácido triptofano entre elas. As frações filtradas foram ensaiadas para a atividade de antibiótica mas não foi observada inibição do crescimento bacteriano para estas frações, entretanto uma fração apresentou um significativo aumento do crescimento para Staphylococcus aureus. A análise proteômica foi pertinente, tendo demonstrando a presença de diversas proteínas relacionadas a biologia do animal e seu mecanismo de defesas. Do ponto de vista químico detectou-se um aminoácido que apresentou atividade de indução ao crescimento bacteriano, que pode estar relacionada a mecanismos alternativos à ausência atividade antimicrobiana nos compostos de baixa massa molecular.
ABSTRACT
Considerando-se a falta de informações detalhadas sobre a morfologia da paca, sendo o segundo maior roedor da fauna brasileira, de excelente qualidade de carne e, dada a importância do tegumento comum, inclusive para o bom manejo em cativeiro, e até mesmo estudos como uma opção de animal de experimentação, descreveu-se a morfologia, morfometria e a ultraestrutura da pele de oito pacas (Cuniculus paca) machos e fêmeas, mediante a análise comparativa de segmentos cutâneos das regiões cervical, dorsal e medial do carpo. Observaram-se macroscopicamente as características da pelagem. Parte dos segmentos das regiões cutâneas foi analisada à microscopia de luz e parte, à microscopia eletrônica de varredura. Mensuraram-se as espessuras da derme, epiderme, camada córnea, perfis das fibras de colágeno da derme reticular e a área dos perfis das células das glândulas sebáceas repletas. Analisaram-se os resultados pela estatística descritiva e teste "T" (p<0,001). A coloração da pelagem da paca é castanho avermelhado com cerdas organizadas em grupos. A arquitetura da cútis e os anexos cutâneos se assemelham aos dos mamíferos em geral, embora haja ausência de glândulas sudoríparas. De acordo com a analise morfométrica, pôde-se inferir que a arquitetura da cútis de pacas machos e fêmeas apresenta diferenças quando comparada entre os sexos e também em um mesmo animal, diferenciando-se entre diversas regiões corpóreas.
Considering the lack of detailed information about the morphology of paca, which is the second largest rodent of Brazilian's fauna, with excellent meat quality and, due to the importance of the common integument, we described the morphology, ultrastructure and morphometry of the skin of eight pacas (Cuniculus paca), males and females, through comparative analysis of skin's segments of the cervical, dorsal and medial carpal portions. Macroscopic characteristics of the coat were studied. Part of the segments of cutaneous regions was analyzed by light microscopy, and the other part by scanning electron microscopy. We measured the thickness of dermis, epidermis, stratum corneum, the profiles of the collagen fibers of reticular dermis and the area of filled sebaceous gland cells. The results were analyzed by descriptive statistics and "T" test (p<0.001). The color of the coat is reddish brown with bristles arranged in groups. The architecture of the skin and skin appendages resembles those of mammals in general, although there are no sweat glands. According to the morphometric analysis, this study shows differences of the skin architecture between male and female pacas and also between various body regions in the same animal.
