Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/24281
Title: Effects of sub-lethal heat shock in the tolerance of Danio rerio embryos to cadmium exposure
Other Titles: Efeitos de um choque térmico sub-letal na tolerância a cádmio em embriões de Danio rerio
Author: Santos, Joana Patrícia da Silva
Advisor: Domingues, Inês
Pestana, João Luís Teixeira
Keywords: Heat shock
Cadmium
Danio rerio
Zebrafish embryo
Total length
Width of the yolk sac
Induced tolerance
Cross-tolerance
Biomarkers
Oxidative stress
Heat shock proteins
Metallothioneins
Defense Date: 27-Jul-2018
Abstract: Aquatic organisms are often exposed to multiple stressors and it is known that one stressor can affect the tolerance to another subsequent stressor of different nature (a process known as cross-tolerance). To determine the effects of a heat shock on cadmium (Cd) tolerance, zebrafish embryos were exposed to a heat shock (HS) of 37°C during 1 h and then exposed to a range of lethal concentrations of Cd during 5 days. Embryos that were previously exposed to HS were more tolerant to Cd, compared to embryos maintained at normal temperature; however, after 48 hours, this tolerance is no longer evident. In order to evaluate the impact of cross-tolerance on the general health status of embryos and the possible mechanisms involved in this process, organisms were also exposed to sub-lethal concentrations of Cd (after HS) and multilevel endpoints were measured: behavior, total length and width of yolk sac and a set of biomarker responses were assessed (Cholinesterase (ChE), Glutathione S-Transferase (GST), Catalase (CAT), Total Glutathione (TG), Electron Transport System (ETS), Lipid Peroxidation (LPO)) and also the Heat shock protein 70 (HSP70) and Metallothioneins (MTs) content. Our results showed that HS decreases the total length and width of yolk sac of larvae, causes hyperactivity and affects the activity of ChE and GST and TG content in zebrafish larvae. MTs content was not affected by Cd or HS. Cd also did not affect HSP70 levels, however HS resulted in increased HSP70 content in zebrafish. Although HS increased GST activity and TG content, which could subsequently protect the embryos from Cd exposure within the first 48h, our study does not clearly indicate the involvement of this general stress response on cross-tolerance to Cd reported in the acute assay. In turn, although Cd exposure had no effect on HSP70 levels, our results suggest that increased HSP70 levels induced by HS could be involved in cross-tolerance to Cd. Moreover future studies are required to confirm the involvement of increased GST activity, increased TG content and increased HSP70 levels in the cross-tolerance process and address the regulation of these general stress responses genes and their cellular functions that ultimately culminate in induced tolerance to Cd
Os organismos aquáticos estão frequentemente expostos a múltiplos stressores e sabe-se que um stressor pode afetar a tolerância a outro subsequente stressor de diferente natureza (processo conhecido como tolerância cruzada). Para determinar os efeitos de um choque térmico na tolerância ao cádmio (Cd), os embriões de peixe-zebra foram expostos a um choque térmico (HS) de 37°C durante 1h e posteriormente expostos a uma gama de concentrações letais de Cd durante 5 dias. Os embriões que foram previamente expostos ao HS mostraram-se mais tolerantes ao Cd, comparativamente aos embriões mantidos à temperatura normal; no entanto, após 48h, esta tolerância não é mais evidente. Para avaliar o impacto da tolerância cruzada no estado de saúde geral dos embriões e os possíveis mecanismos envolvidos neste processo, os organismos foram também expostos a concentrações sub-letais de Cd (após o HS) e parâmetros de vários níveis foram medidos: comportamento, comprimento total e largura do saco vitelino, respostas de vários biomarcadores (Colinesterase (ChE), Glutationa S-Transferase (GST), Catalase (CAT), Glutationa Total (TG), Sistema de Transporte de Eletrões (ETS), Peroxidação Lipídica (LPO)) e também os níveis de proteínas de choque térmico 70 (HSP70) e metalotioninas (MTs). Os nossos resultados mostraram que o HS diminui o comprimento total e a largura do saco vitelino das larvas, provoca hiperactividade e afeta a atividade da ChE e da GST e o conteúdo em TG em larvas de peixe-zebra. Os níveis de MTs não foram afetados pelo Cd ou pelo HS. O Cd também não afetou os níveis de HSP70, no entanto, o HS resultou num aumento do conteúdo de HSP70. Embora o HS tenha aumentado a atividade da GST e o conteúdo em TG, que poderia subsequentemente proteger os embriões da exposição ao Cd nas primeiras 48 horas, o nosso estudo não aponta claramente o envolvimento desta resposta geral ao stress na tolerância cruzada ao Cd relatada no ensaio agudo . Por sua vez, embora a exposição ao Cd não tenha tido qualquer efeito sobre os níveis de HSP70, estes resultados sugerem que o aumento dos níveis de HSP70 induzidos pelo HS pode estar envolvido na tolerância cruzada ao Cd. São necessários estudos futuros para confirmar o envolvimento do aumento da atividade da GST, do aumento do conteúdo em TG e do aumento dos níveis de HSP70 no processo de tolerância cruzada e abordar a regulação dos genes destas respostas gerais de stress e as suas funções celulares que culminam na tolerância induzida ao Cd
URI: http://hdl.handle.net/10773/24281
Appears in Collections:DBio - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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