Avaliação da remodelação ovariana pós-desova da tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus) em condições de cultivo
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Resumo
As tilápias constituem o segundo grupo mais importante de peixes cultivados na aquacultura
mundial e a tilápia-do-nilo, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758), é a principal espécie de
tilápia cultivada atualmente. Estudos sobre a recuperação ovariana após desova em espécies
de importância comercial, como O. niloticus, fornecem importantes parâmetros reprodutivos
para o cultivo das espécies. Ovários de peixes após a desova também são excelentes modelos
experimentais para estudar mecanismos de morte celular programada, especialmente devido à
remodelação tecidual que envolve crescimento e regressão folicular para início de novo ciclo
reprodutivo. Desta forma, o presente trabalho teve como principal objetivo avaliar a dinâmica
de remodelação ovariana da tilápia-do-nilo após a desova em cativeiro. Inicialmente, foi
avaliada a dinâmica morfológica e quantitativa do crescimento folicular após desova, e
posteriormente, o papel da apoptose e autofagia no crescimento e regressão folicular pós
desova em ovários de O. niloticus. Amostras ovarianas foram coletadas semanalmente, no
período entre 0 a 24 dias pós-desova, para análises histológicas, ultraestruturais, TUNEL in
situ, imunofluorescência (caspase-3) e morfométricas. Ovários recém-desovados continham
folículos em todos os estádios de desenvolvimento, com predominância de folículos em
crescimento primário inicial (~42%) e folículos de crescimento completo (~20%). Folículos
pós-ovulatórios representaram cerca de 5% dos folículos ovarianos logo após a desova, e
menos de 1% após 7 dias. Folículos atrésicos representaram cerca de 2% dos folículos
durante o período de estudo. Folículos em crescimento primário mantiveram um estoque
estável durante a remodelação ovariana, indicando disponibilidade para recrutamento
contínuo. Vinte e um dias pós-desova, os folículos de crescimento completo predominaram
nos ovários, representando cerca de 35% dos folículos. Todos os folículos, exceto pós
ovulatórios e atrésicos, cresceram em tamanho significativamente ao longo da remodelação
ovariana. A ultraestrutura dos folículos em crescimento revelou uma intensa atividade de
síntese das células foliculares, as quais contribuíram ativamente para a formação da zona
radiata e desenvolvimento ovocitário após desova. Os resultados mostraram uma rápida
recuperação ovariana e crescimento folicular de O. niloticus, em 21 dias a 29,5 °C, para
permitir a próxima desova. A segunda etapa do trabalho revelou, durante o crescimento
folicular pós-desova, uma baixa ocorrência de apoptose nas células foliculares e tecais dos
folículos. Logo após a desova, folículos pós-ovulatórios exibiram células foliculares
hipertrofiadas com intensa atividade de síntese, altas taxas de apoptose folicular e início de
autofagia para depuração celular. Folículos pós-ovulatórios, 7 dias pós-desova, mostraram
células foliculares com abundante maquinaria autofágica e menor apoptose folicular.
Folículos atrésicos iniciais mostraram células foliculares hipertrofiadas contendo numerosas
organelas de síntese, intensa atividade heterofágica para fagocitose do vitelo e baixa taxa de
apoptose folicular. Na atresia avançada, o vitelo foi quase todo fagocitado pelas células
foliculares, que exibiram diminuição da atividade de síntese acompanhada pelo aumento de
autofagia e apoptose folicular. Nos folículos atrésicos finais, as células foliculares
apresentaram citoplasma marcadamente eletron-lúcidos e aumento da apoptose. Estes
resultados indicaram que autofagia e apoptose agem cooperativamente para uma eficiente
regressão e eliminação dos folículos pós-ovulatórios e atrésicos em ovários de tilápia-do-nilo.
Adicionalmente, a apoptose exerce um importante papel na homeostase do folículo ovariano
em crescimento após a desova.
Abstract
Tilapias are the second most important group of fish cultivated in aquaculture worldwide and
the Nile tilapia Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) is the main species of tilapia
currently farmed. Studies about the ovarian regeneration after spawning in species of
commercial importance, such as O. niloticus, provides important reproductive parameters for
the cultive of the species. Fish ovaries after spawning are also excellent experimental models
for studying mechanisms of programmed cell death, especially due to tissue remodeling
involving follicular growth and regression for initiation of new reproductive cycle. Thus, the
present study aimed to evaluate the dynamics of ovarian remodeling of Nile tilapia after
spawning in captivity. To achieve this goal, ovarian samples were collected weekly for
histological, ultrastructural, in situ TUNEL, immunohistochemistry (caspase 3) and
morphometric analysis. Initially, the quantitative and morphological dynamics of follicular
growth after spawning was evaluated, and then, the role of apoptosis and autophagy was
studied during follicular growth and regression after spawning in O. niloticus ovaries.
Recently spawned ovaries contained follicles at all stages of development, with a
predominance of early primary growth (~42%) and full-grown follicles (~20%). Post
ovulatory follicles represented approximately 5% of the ovarian follicles after spawning, and
less than 1% after 7 days. Atretic follicles accounted for approximately 2% of the follicles
during the study period. Primary growth follicles maintained a stable stock during ovarian
remodeling, indicating their availability for continuous recruitment. Twenty-one days after
spawning, the full-grown follicles predominated in the ovaries, representing approximately
35% of the follicles. All follicles, except post-ovulatory and atretic, grew significantly along
the ovarian remodeling. The ultrastructure of growing follicles revealed an intense synthesis
activity of the follicular cells, which actively contributed to formation of the zona radiata and
oocyte development after spawning. The results showed a rapid ovarian recovery and follicular growth of O. niloticus, in 21 days at 29.5°C, to allow the next spawning. The
second stage of the present work revealed, during follicular growth after spawning, a low
occurrence of apoptosis in the follicular cells and theca of the follicles. Shortly after
spawning, post-ovulatory follicles exhibited hypertrophied follicular cells with intense
synthesis activity, high rates of follicular apoptosis and autophagy to cell clearance. Post
ovulatory follicles, 7 days post-pawning, showed follicular cells with abundant autophagic
machinery and lower apoptosis. Early atretic follicles showed follicular cells containing
numerous synthesis organelles, heterophagous activity for phagocytosis of the yolk and low
apoptosis. In advanced atresia, the yolk continues to be phagocytosed by the follicular cells,
which exhibited decreased synthesis activity accompanied by increased apoptosis and
autophagy. In late atretic follicles, the follicular cells presented a markedly electron-lucid
cytoplasm and increased apoptosis. These results indicate that autophagy and apoptosis act
cooperatively for efficient regression and elimination of post-ovulatory and atretic follicles in
ovaries of Nile tilapia and are essential mechanisms in ovarian remodeling post-spawning.
Additionally, apoptosis plays an important role in the homeostasis of growing follicles after
spawning.
Assunto
Palavras-chave
Ovário, Peixe, Reprodução, Regeneração ovariana, Crescimento folicular, Regressão folicular, Apoptose, Autofagia