Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10348/2949
Title: Life-cycle exposure of Danio rerio to the human pharmaceutical clofibric acid
Authors: Peixoto, Maria João Dias
Advisor: Coimbra, Ana Maria
Santos, Miguel
Keywords: Organismos aquáticos
Peixe-Zebra (Danio rerio)
Ácido clofíbrico
Issue Date: 2011
Abstract: O peixe-zebra (Danio rerio) é um vertebrado modelo que emergiu nas áreas de investigação da genética e da biologia do desenvolvimento. O ácido clofíbrico, um composto anti-lipidémico da família dos fibratos, está descrito como presente em águas residuais podendo induzir efeitos em organismos aquáticos. A ação dos fibratos passa pela indução da proliferação dos peroxisomas e pelo aumento das actividades das enzimas de β-oxidação. O objectivo deste trabalho foi avaliar os efeitos crónicos, ciclo de vida, da exposição ao ácido clofíbrico em peixe-zebra. O composto foi administrado através da dieta à geração F1, desde o 5º dias pós-fertilização até à idade adulta (4 meses), em concentrações nominais de 1 e 10 mg.g-1. Para avaliar efeitos trans-geracionais da exposição ao ácido clofíbrico, o crescimento (parâmetros morfométricos) e a capacidade reprodutiva (taxa de fecundidade) foram avaliados na geração F1 e nos seus descendentes, geração F2. Para além disso, na geração F1 foram determinados potenciais efeitos, da exposição ao ácido clofíbrico, no desenvolvimento das gónadas e na transcrição de genes alvo do fígado e das gónadas. Na geração F1, os peixe-zebra expostos ao ácido clofíbrico apresentaram pesos e comprimentos inferiores aos dos não expostos; contudo, a sua descendência (F2) cresceu melhor do que a descendência dos animais controlo. Para além disso, enquanto na geração F1, exposta ao ácido clofíbrico, foi observado uma redução na taxa de fecundidade, concomitante com um decréscimo do volume relativo de folículos pré-ovulatórios e espermatídeos, a sua descendência apresentou taxas de fecundidade mais elevadas do que os descendentes dos peixe-zebra controlo. Assim, embora a exposição ao ácido clofíbrico diminuiu o crescimento e a capacidade reprodutiva da geração F1, um efeito oposto foi observado na geração F2, onde tanto o crescimento como a taxa de fecundidade foram superiores nos descendentes dos animais expostos. Relativamente à transcrição dos potenciais genes alvo, o ácido clofíbrico induziu a expressão de genes ligados à proliferação de peroxisomas e à β-oxidação de lípidos, tais como os PPARα e β no fígado e ovário e o ACOX1 hepático; os níveis de transcrição do gene APOA1 no fígado diminuíram como seria esperado pela ação de fibratos. Adicionalmente, nas fêmeas os níveis de transcrição do gene STAR, um gene relacionado com a síntese de esteroides, foi aparentemente reduzida pela exposição ao ácido clofíbrico, enquanto a transcrição do gene VTG não foi afectada. Em resumo, este é o primeiro trabalho a avaliar os efeitos da exposição ao ácido clofíbrico ao longo do ciclo de vida, trangeracionais e em ambos os sexos. Os resultados mostraram que a exposição a este composto exerce efeitos negativos no crescimento e reprodução de peixe-zebra, principalmente nas fêmeas, mas que não se estendem à descendência destes animais. Também foi observado que a exposição ao ácido clofíbrico interferiu com a dinâmica de transcrição de genes envolvidos no metabolismo lipídico, mas que não interferiu com a vitelogénsese.
Zebrafish (Danio rerio) has emerged as a vertebrate model for genetics and development biology research. Clofibric acid, an anti-lipidemic drug of the fibrates family, is known to be present in wastewaters, potentially affecting aquatic organisms. Fibrates induce peroxisome proliferation and increase the activities of β-oxidation enzymes. This work objective was to assess the effects of chronic exposure (life-cycle) to clofibric acid on zebrafish. The compound was dosed trough the diet at 1 and 10 mg.g-1, nominal concentrations, to F1 generation from 5 days post-fertilization (dpf) until adulthood (4 months). Both F1 and its offspring (F2) generations were followed up for morphometric and reproductive endpoints transgenerational effects determination. Furthermore, in F1 generation, clofibric acid potential effects in gonad development and target hepatic and gonad genes transcription were evaluated.. F1 generation clofibric acid exposed zebrafish present lower weight and length when compared to unexposed fish; however, their offspring (F2) presented a better growth performance than control descendents. Furthermore, while F1 clofibric acid exposed fish presented a decline in fecundity rates, with concomitant decline in the relative volume of preovulatory follicules and spermatids, their offspring had higher fecundity rates when compared to control offspring. Thus, while clofibric acid impaired the growth and reproduction of exposed zebrafish (F1), an opposite effect was observed in F2, as had both growth and fecundity rates were higher on these fish offspring. Regarding potential target genes transcription levels, clofibric acid induced the expression of genes bound to peroxisome proliferation and lipid β-oxidation, such as hepatic and ovarian PPARα and β and hepatic ACOX1; hepatic APOA1 transcription levels decreased as expected of fibrates action. In addition, in females the transcription levels of STAR, a steroidogenesis related gene, was apparently impaired by clofibric acid exposure while VTG transcription was not affected. In review, this was the first study to evaluate clofibric acid action through fish life-cycle exposure and to evaluate its effects in both genders. It was shown that clofibric acid exerts an effect in growth and in the reproduction of exposed zebrafish, particularly in females, not reflected in these fish offspring growth and reproduction success. Moreover, although clofibric acid interfered with the transcription dynamic of genes involved in lipid homeostasis, it did not interfere with fish vitellogenesis.
Description: Dissertação de Mestrado em Biologia Clínica e Laboratorial
URI: http://hdl.handle.net/10348/2949
Document Type: Master Thesis
Appears in Collections:OLD - Dissertações de Mestrado

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