Renata Guimarães Moreira Whitton.

Projeto Temático

O projeto tem como objetivo a promoção e o aumento do consumo de peixes e alimentos de origem aquática (Pescado) como uma alternativa mais saudável para as carnes vermelhas processadas e as 'fast-foods' no combate à obesidade, doenças do coração e males associados no Estado de São Paulo; tendo a prevalência de obesidade crescido na capital de 10% para 16% em homens e de 12% para 19% em mulheres entre 2006 e 2016, sendo que a obesidade e suas implicações são responsáveis por mais de 65% das mortes no Brasil, e os custos de serviço de saúde para tratamento de sobrepeso e obesidade ultrapassam R$ 143 bilhões, anualmente. Especificamente, o projeto visa melhorar a saúde e o bem-estar das pessoas do Estado de São Paulo por meio da implementação de uma abordagem multidisciplinar de pesquisa.

A utilização de óleo de peixe (OP) na aquicultura marinha é importante devido à necessidade dos ácidos graxos de cadeia longa e altamente insaturados (LC-PUFA) da série n-3. No entanto, a produção de OP é limitada, e fontes alternativas de menor custo e produção mais estável como óleos vegetais (OV) vêm sendo estudadas. No entanto, esta substituição, na maioria dos casos, impacta negativamente o crescimento e altera o metabolismo lipídico, principalmente devido às quantidades elevadas de ácidos graxos saturados (SFA), monoinsaturados (MUFA) e polinsaturados da série n-6 (PUFAn-6), e inversamente à ausência de LC-PUFAs. Uma alternativa para produção de dietas com menor custo e que cumpram as necessidades nutricionais é a utilização de OV suplementado com LC-PUFAs. Contudo, estudos com peixes marinhos mostraram que dietas com altas quantidades de SFA, MUFAs e PUFA n-6, mesmo suplementadas com LC-PUFAs, alteram a deposição lipídica no fígado e intestino assim como a expressão de genes relacionados com a síntese e oxidação de AGs. Com base no exposto, os objetivos deste projeto são conhecer inicialmente as respostas metabólicas de juvenis de Rachycentron canadum (bijupirá) no período pós-prandial e investigar os efeitos da utilização de fontes lipídicas alternativas suplementadas com LC-PUFAs no desempenho e metabolismo lipídico desta espécie. Serão avaliados ainda os parâmetros relacionados com a performance de crescimento, o perfil de AG de tecidos lipolíticos e lipogênicos, a morfologia hepática e intestinal, assim como a expressão de genes relacionados com as vias de síntese e oxidação de AGs.

O aumento da densidade populacional promoveu a intensificação das atividades antrópicas nos ambientes naturais, levando a um intenso processo de degradação e contaminação dos corpos hídricos. Nos reservatórios da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), já tem sido reportado processos de eutrofização e presença de poluentes emergentes, produtos da antropização, dentre os quais se encontram diferentes tipos de fármacos, sendo o diclofenaco (DCF) e a cafeína (CAF) os que se acham em maior concentração. Embora os processos hidrológicos e ecológicos dos reservatórios sejam estudados, pesquisas sobre a transferência trófica de ácidos graxos polinsaturados aos peixes e o estudo sobre os efeitos dos fármacos na fisiologia dos animais são muito limitados. Com base nestas informações, o objetivo do presente projeto é avaliar os ajustes fisiológicos relacionados ao metabolismo de ácidos graxos, estresse oxidativo e endocrinologia reprodutiva, das espécies Astyanax fasciatus e A. altiparanae decorrentes do impacto antrópico em reservatórios da RMSP. Serão amostrados quatro reservatórios (Billings, Guarapiranga, Jundiaí e Ponte Nova) em duas estações do ano, inverno e verão. Serão coletadas amostras de água para análises de nutrientes, concentração de CAF e DCF e identificação da comunidade planctônica, bem como amostras de tecidos dos peixes para análises de ácidos graxos, histologia do tecido gonadal, lipoperoxidação, enzimas de estresse oxidativo, concentração de prostaglandinas, atividade da ciclooxigenase e fosfolipase citosólica, concentração de esteroides plasmáticos, vitelogenina (VTG) plasmática, expressão gênica das gonadotropinas hipofisárias (fshβ e lhβ) e da VTG, e genotoxicidade. O efeito dos fármacos sobre o estresse oxidativo e a endocrinologia da reprodução dos peixes, serão também testados por meio de teste de toxicidade aguda (96h).

Um padrão inequívoco que envolve tanto causas naturais quanto impactos antrópicos é a mudança global, e mesmo assim heterogênea, do clima na Terra. Espera-se que esta tendência, que ocorre em paralelo com outros tipos de mudanças antrópicas, cause efeitos profundos na fauna. Entretanto, a natureza, amplitude, e consequências finais das mudanças climáticas sobre a fauna devem variar entre táxons, mesmo entre espécies próximas, por causa da vasta diversidade da história natural, as características da fisiologia e as associações ecológicas da fauna. Entender os efeitos diferenciados das mudanças climáticas sobre as espécies animais é um dos muitos desafios urgentes e interdisciplinares enfrentados pela ciência contemporânea, e aumentar este entendimento é o principal objetivo do presente projeto. Propomos uma abordagem integrativa que salienta a convergência disciplinar em torno da disciplina emergente conhecida como Fisiologia da Conservação. Uma premissa destacada nesta abordagem é que, populações de animais expostas a mudança ambiental podem desaparecer se a maior parte dos indivíduos reduzirem a reprodução além de certo limite. Isto pode acontecer por diversos mecanismos, por exemplo, redução do potencial reprodutivo em associação com deterioração da saúde, diminuição do desempenho ecológico ou inibição dos comportamentos reprodutivos. Esses sintomas dos organismos, por sua vez, possuem mecanismos subjacentes frequentemente identificados no contexto de disfunção fisiológica com impacto sobre a manutenção do equilíbrio interno, isso ao longo do tempo. Todavia, os efeitos de mudanças ambientais sobre os organismos não podem ser avaliados pelo tipo, magnitude, ou escala temporal da perturbação, mas pelo impacto de tal perturbação sobre a condição fisiológica. Como consequência, o mesmo padrão de mudança ambiental pode ser deletério para um táxon, é neutro, ou inclusive benéfico para outro. A questão geral abordada neste projeto é como e por que variáveis físicas relacionadas ao clima, ou a interação entre clima e outras fontes de mudança ambiental antrópica, afetam a função fisiológica e o desempenho ecológico dos indivíduos de diferentes espécies animais. Também perguntamos qual o escopo e mecanismos de ajuste às mudanças climáticas, como as características da história de vida são afetadas pelo clima, quais os custos energéticos e compromissos (trade-offs) impostos nos animais pelas mudanças climáticas, e como as condições climáticas gerais dos biomas afetam a resiliência às mudanças climáticas das espécies animais que os habitam. Essas perguntas serão enfocadas no contexto de diversos projetos de pesquisa sobre diversos grupos sistemáticos, considerando sua adequação para a pesquisa, a representação de diversidade fisiológica e ecológica ao longo do estudo, considerações específicas de conservação, necessidade de dados básicos, e considerações específicas relativas a espécies de interesse econômico.

Os ecossistemas aquáticos têm sido fortemente afetados por atividades antrópicas, como a introdução de agentes químicos decorrentes de atividade de mineração, agricultura, petrolíferas, pesqueiras, desflorestamento e represamento de rios, as quais, ao longo do tempo, podem causar consequências deletérias para a biota. As modificações nas características físico-químicas da água resultam em alterações nas estruturas das comunidades biológicas, o que acarreta em mudanças no fluxo de energia e nutrientes, incluindo os ácidos graxos, que são considerados importantes biomarcadores trófico, além de desempenharem um papel crucial na reprodução dos peixes e demais vertebrados. A presença de agentes químicos pode também alterar as vias hormonais e metabólicas envolvidas na reprodução, interferindo, por exemplo, na síntese/liberação do hormônio 17β-estradiol e/ou na mobilização dos substratos energéticos. Diante disso, o presente projeto tem como objetivo entender como ocorre a transferência trófica de ácidos graxos em peixes teleósteos de hábitos alimentares distintos em um ambiente impactado, relacionando os diferentes ácidos graxos considerados biomarcadores à sua importância na reprodução. Além disso, investigaremos também, neste mesmo ambiente, as respostas endócrinas e metabólicas envolvidas na vitelogênese. Para atingir tais objetivos, será analisada a composição dos ácidos graxos do plâncton e dos tecidos dos peixes, juntamente com outros parâmetros envolvidos na reprodução, além da correlação entre biomarcadores hormonais e metabólicos envolvidos na vitelogênese. Os resultados obtidos certamente contribuirão para o melhor entendimento de como peixes tropicais, viventes em um ambiente impactado se comportam frente a esta condição.

Serão estudados sistemas sustentáveis para a produção de mapará e do camarão-da-amazônia com uma abordagem ecossistêmica, bem como serão desenvolvidos e testados métodos inéditos e inovadores de avaliação da sustentabilidade da aqüicultura. Serão investigados processos essenciais para o estabelecimento de biomanipulação e avaliação da sustentabilidade ambiental nos cultivos, como eficiência na incorporação de nutrientes, balanços de massa e energia, emissão de efluentes eutrofizantes e de gases do efeito estufa. Além disso, serão avaliados o uso do capital ambiental, econômico e social em projetos de aquicultura. No subprojeto I serão avaliados a possibilidade de domesticação, o ciclo e o desempenho reprodutivo do mapará mantidos em cativeiro em sistema consorciado com camarões da Amazônia. No subprojeto II será avaliada a biologia reprodutiva do mapará em ambiente natural. Ao final das análises os dados obtidos em cativeiro serão confrontados com aqueles obtidos em ambiente natural para avaliação das adaptações fisiológicas da espécie ao cativeiro, e os possíveis reflexos disso em sua performance reprodutiva. No subprojeto III será avaliada a produtividade, o custo de produção e a sustentabilidade em sistemas multiespaciais e multitróficos envolvendo a criação do camarão-da-amazônia e o mapará. Serão determinados o custo de produção, a viabilidade econômica e os indicadores de sustentabilidade econômica, social e ambiental. Também serão determinados os balanços de carbono, nitrogênio, fósforo e energia nos sistemas, visando fornecer subsídios para a prática da biomanipulação.

An unequivocal pattern that involves both natural and anthropic causes is the global, yet heterogeneous, change in the climate of Earth. Although this trend is expected to cause pervasive effects on the biota, the nature, span and final consequences of climate change must differ among taxa, even among animal species, because of the vast diversity in physiological traits and ecological associations evident in the fauna. Understanding the nature of differential effects of climate change on animal species is one of the many urgent and interdisciplinary challenges faced by contemporary science, and enhancing this understanding is the main general goal of this project. We propose an integrative ecophysiological and comparative approach that is derived from the conceptual framework supporting the emerging discipline known as conservation physiology. A main tenet of this discipline is that populations exposed to environmental change may crash when most individuals deteriorate, and that individuals decline when they reach a physiological state that prevents them to maintain proper internal equilibrium through time. It follows that the effects of climate change on animal species cannot be assessed from the type, magnitude or time scale of the perturbation, but from the physiological states caused by it; and that the same pattern may be deleterious for one species and innocuous to another. We ask how and why physical variables related to climate induce noxious physiological states in some animal species and not in others, what are the limits and paths of physiological adjustment to climate, how early stages of life cycles are affected by climatic variables, and what are the energetic costs and trade-offs imposed on animals by climate shifts. These general questions are tackled using key models carefully selected from the Brazilian fauna, not only because they represent diverse metabolic and ecological profiles, but also because of apparent particular sensitivity.

Apesar do grande potencial aquícola brasileiro, os estudos relacionados à piscicultura marinha ainda são incipientes, com limitações de conhecimento em processos básicos, considerados fundamentais para o desenvolvimento da atividade no país. A produção de peixes marinhos apresenta complicados entraves nos processos de reprodução, no desenvolvimento larval, mais especificamente na produção de alimento vivo, e principalmente no desenvolvimento de protocolos alimentares que proporcionem a redução do canibalismo. Esta é a situação atual da garoupa verdadeira, Epinephelus marginatus, espécie de teleósteo hermafrodita, escolhida para o desenvolvimento do presente projeto. A garoupa apresenta um alto valor agregado de mercado e, por este motivo, diversos estudos relacionados com sua produção, vêm sendo desenvolvidos no sudeste asiático, região em que seu cultivo já é uma atividade fundamental. No Brasil um grande potencial para esta espécie já foi detectado, mas as dificuldades na reprodução, larvicultura e engorda ainda limitam a sua produção. Vista todas as dificuldades encontradas no processo produtivo da garoupa o seguinte projeto visa: estudar os processos metabólicos durante o ciclo reprodutivo de fêmeas de garoupa, para subsidiar estudos de nutrição; estabelecer um protocolo de indução hormonal baseado não apenas em desempenho zootécnico, mas também nas alterações dos hormônios esteróides gonadais e acompanhar o desenvolvimento ontogenético das larvas, definindo assim protocolos alimentares para um melhor desenvolvimento desta espécie. A consolidação de resultados nessas áreas propostas será importante para o estabelecimento do cultivo desta espécie no Brasil.

Os poluentes no ambiente aquático afetam todos os organismos que nele vivem, como todos os animais que destes organismos se alimentam. Os peixes absorvem compostos químicos principalmente pelas brânquias, cuja ação sobre sua fisiologia é muito extensa.	Entre os efeitos dos poluentes sobre o eixo endócrino, pode-se destacar modificações nas concentrações de vitelogenina, gonadotropinas e conseqüente aumento nos níveis de dopamina, diminuição dos esteróides e do colesterol. O principal objetivo deste projeto é avaliar as possíveis alterações na fisiologia reprodutiva de peixes utilizando-se como modelo a espécie Astyanax fasciatus, quando os mesmos são expostos às altas concentrações de alumínio e em pH ácido. Será analisado o efeito do alumínio no desenvolvimento ovariano, principalmente na fase de vitelogênese, através da dosagem de esteróides gonadais e da lipofosfoproteína, vitelogenina.

Considerando-se as diferentes linhagens de tilápia, foi observado que, comparando-se a quantidade de gordura do filé de Oreochromis niloticus (Stirling, selvagem) e do híbrido vermelho obtido entre o cruzamento de vermelha Flórida X vermelha Stirling O. niloticus, este último apresentou um teor de gordura cerca de 6 vezes menor do que a espécie selvagem.O motivo exato destas alterações no conteúdo lipídico em animais com o genótipo diferente ainda não está claro, mas é sugerido o fato de que estes animais possam ter uma taxa metabólica mais elevada e assim uma maior demanda energética, reduzindo assim o conteúdo lipídico armazenado nos tecidos.
O principal objetivo do presente projeto é avaliar a presença de possíveis diferenças no teor de lipídios e perfil de ácidos graxos em filés de tilápia Oreochromis niloticus de duas diferentes variedades, assim como de seu híbrido.