Sobrevivência e ocorrência de muda em Triatoma infestans Klug (Hemiptera, Reduviidae) após choque de temperatura

Survival and molting occurrence in Triatoma infestans Klug (Hemiptera, Reduviidae) after temperature shocks

ARTIGOS ORIGINAIS ORIGINAL ARTICLES

Sobrevivência e ocorrência de muda em Triatoma infestans Klug (Hemiptera, Reduviidae) após choque de temperatura¹

Survival and molting occurrence in Triatoma infestans Klug (Hemiptera, Reduviidae) after temperature shocks

Vera Lúcia C.C. Rodrigues^I; Maria Luiza S. Mello^II; Antenor N. Ferraz Filho^I; Marly M. Dantas^III

^ISuperintendência de Controle de Endemias (SUCEN) - Mogi Guaçu, SP - Brasil

^IIDepartamento de Biologia Celular do Instituto de Biologia da UNICAMP - Campinas, SP - Brasil

^IIIDepartamento de Biologia da Universidade Federal de Sergipe - Aracaju, SE - Brasil. Bolsista da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, Programa Institucional de Capacitação de Docentes

RESUMO

A sobrevivência e a ocorrência de mudas em espécimes de Triatoma infestans foram estudados num período de 30 dias após choques de temperatura. Foi demonstrado que choques hipertérmico e hipotérmico interferem nesses processos, na dependência da temperatura do choque, tempo de sua duração, fase de desenvolvimento e sexo dos espécimes. Dentre as situações experimentais utilizadas, o choque a 0°C por 12 h pareceu produzir a ação mais deletéria, porém choques a 40°C e 0°C mesmo por uma hora são admitidos como afetando o desenvolvimento hormonal que controla a muda. Casos de aumento de sobrevivência pós-choque são sugeridos como tendo sido favorecidos por ação de proteínas de choque térmico.

Descritores: Triatoma, crescimento. Hipotermia induzida. Hipertermia induzida. Sobrevivência.

ABSTRACT

Survival and molting occurrence were studied in specimens of Triatoma infestans over 30 days after temperature shocks. Hyperthermal and hypotermal shocks could be found to affect both survival and molting incidence as a function of temperature and period of the developement phase and sex of the specimens. Considering the various test conditions, the shock at 0°C for 12 h was found to elicit the most deleterious effect, whereas shocks at 40°C and 0°C even for 1 h are interpreted as affecting the hormonal balance which controls molting. Cases of a rise in post-shock survival are suggested to have been favored by heat-shock protein action.

Keywords: Triatoma, growth and development. Hypothermic, induced. Hyperthermic, induced. Survival.

Introdução

Ninfas de 4^o estádio de Triatoma infestans Klug, quando submetidas a choque de temperatura, sofrem alterações nucleares em células de seus túbulos de Malpighi (Dantas e Mello*, 1991). Essas alterações se processam a curto e a longo prazos e compreendem mudanças na supra-organização cromatínica, fusão de núcleos e aparecimento de diversos níveis de degeneração em parte da população nuclear (Dantas e Mello², 1991). Efeitos semelhantes haviam sido previamente detectados em espécimes submetidos a outros tipos de estresse, como o jejum prolongado e a ação de metais pesados (Kubrusly⁶, 1984; Mello⁷, 1989).

Dados os tipos de respostas em nível celular com os choques de temperatura, necessário se torna saber se esses efeitos estariam relacionados a um comprometimento da sobrevivência dos insetos a eles submetidos. Tal conhecimento permitiria em primeiro lugar melhor avaliar a extensão dos efeitos de choques de temperatura, em nível celular e da biologia do inseto, em Triatoma infestans. Por outro lado, contribuiria para interpretar expectativas de sobrevivência de espécimes que tivessem sido expostos a condições não recomendadas, estressantes, ainda que por curto espaço de tempo, em insetário ou fora dele.

No presente trabalho, espécimes de Triatoma infestans foram, portanto, submetidos a situações de choque hiper e hipotérmico idênticas às reportadas nos experimentos que salientaram alterações em nível celular (Dantas e Mello², 1991) e tiveram seus níveis de sobrevivência avaliados ao longo de um período de 30 dias pós-choque. Buscando-se tornar o conhecimento mais abrangente, foram utilizados espécimes em várias fases do desenvolvimento.

Material e Métodos

Utilizaram-se ninfas de 3^o, 4^o e 5^o estádios e adultos de ambos os sexos, com idades de 30, 45, 60 e 90 dias, respectivamente, de Triatoma infestans Klug (Hemiptera, Reduviidae) mantidos no insetário da (SUCEN), Superintendência de Controle de Endemias, em Mogi Guaçu (SP).

Os espécimes foram submetidos a situações de choque hipertérmico (40°C) e hipotérmico (0°C) por períodos de 1 e 12 horas. O choque hipertérmico foi efetuado em estufa microbiológica, calibrada para 40° C, enquanto o choque hipotérmico foi realizado em refrigerador, comprovando-se as temperaturas por meio de termômetro. Em ambas as situações de choque os insetos foram admitidos em grupos de 10 indivíduos no interior de frascos de plástico de 5,5 cm de altura por 6,5 cm de diâmetro, os quais eram vedados em sua parte superior com morim preso por elástico.

As temperaturas de choque foram escolhidas por facilidades operacionais e objetivando-se a realização de experimentos em extremos opostos de temperatura com relação ao controle. No caso da hipertermia, evitou-se o uso de temperaturas mais elevadas que 40°C, que poderiam levar a uma morte quase imediata dos insetos, o que foi comprovado num teste prévio. Desconhecendo-se a existência de crioprotetores na hemolinfa desses insetos, evitou-se, por outro lado, o uso de temperaturas mais baixas do que 0°C.

Imediatamente após o choque, os insetos foram transferidos para ambiente de temperatura e umidade controle e acompanhados, a partir de então diariamente, durante um período de 30 dias, para se determinar seus níveis de sobrevivência. O processo de muda foi também acompanhado durante o mesmo período em que se analisou a sobrevivência das ninfas.

As condições consideradas controle foram aquelas usualmente empregadas no insetário da SUCEN, em Mogi Guaçu, desde 1980, ou seja, 30°C de temperatura e 80% de umidade, para esta espécie. Estas condições foram escolhidas visando-se adaptabilidade da espécie à manutenção em laboratório, incluindo-se melhoria na atividade de oviposição e eclosão dos ovos.

Os insetos utilizados haviam sido alimentados semanalmente com sangue de galinha. No período de 30 dias de observação manteve-se este ritmo de alimentação.

Resultados

Para um período de observação de 30 dias em situação controle determinou-se que o nível usual de sobrevivência das ninfas foi muito maior do que o dos alados (Tabela). Constatou-se também nesse período que 94% das ninfas de 3^o estádio, bem como 80% das ninfas de 4^o e de 5^o estádios, em condição controle, sofreram muda (Figs. 1A, 1D e 2A).

Dentre as fases de desenvolvimento testadas comprovou-se que as ninfas de 4^o e de 5^o estádios apresentaram declínio não marcante na sobrevivência, quando submetidas ao choque hipertérmico por uma hora, enquanto nas mesmas circunstâncias as ninfas de 3^o estádio e principalmente os adultos, passaram a apresentar aumento de sobrevida (Tabela; Figs. 1B, 1E, 2B, 2D, 2E). Por outro lado, todas as ninfas de 3^o estádio submetidas a este choque de temperatura mudaram para o 4^o estádio, enquanto as desta fase ninfal e as do 5^o estádio sofreram uma drástica queda na ocorrência de mudas (Figs. 1A, 1B,1E,2B).

Quando o choque hipertérmico foi mais longo (12 h), as ninfas de 3^o estádio assim como os adultos fêmeas passaram a apresentar sensível queda de sobrevida, enquanto as ninfas de 4^o e de 5^o estádios e os adultos machos não apresentaram alterações significativas (Tabela; Figs. 1A, 1B, 1D, 1E, 2A, 2B, 2D, 2E). Quanto à ocorrência de mudas nos insetos submetidos a este choque, houve um sensível decréscimo no 3^o estádio (Fig. 1A e 1B), porém não tão drástico no 4^o estádio (Fig. 1D e 1E). No 5^o estádio a ocorrência de mudas progrediu lentamente e, embora se iniciasse antes do que no controle, afetou no período estudado, 52% dos individuos contra 80% dos insetos controle (Fig. 2A e 2B).

Já após o choque hipertérmico de uma h, as ninfas, com exceção das de 3^o estádio, que mostraram aumento em sobrevida, não sofreram alterações em sobrevivência (Tabela 1; Figs. 1A, 1C, 1D, 1F, 2A, 2C). Contudo, à semelhança dos resultados após o choque hipertérmico curto, os adultos tiveram aumento significativo de sobrevivência (Tabela; Fig. 2D-F).

Enquanto o total das ninfas de 3^o estádio submetidas ao choque de 0°C por uma h mudaram para o 4^o estádio (Fig. 1A e 1C), houve uma sensível queda na ocorrência de mudas nas ninfas de 4^o e de 5^o estádios (Figs. 1D, 1F, 2A, 2C).

Em condições de choque hipotérmico mais longo (12 h), as ninfas dos vários estádios estudados tiveram grande queda em sobrevida (Tabela) e em ocorrência de mudas (Figs. 1A, 1C, 1D, 1F, 2A, 2C). Por outro lado, os adultos foram muito pouco afetados, no sentido de um decréscimo (machos) ou aumento (fêmeas) em sobrevida (Tabela; Fig. 2D, 2F).

De modo geral, dentre as fases de desenvolvimento testadas, as ninfas de 3^o estádio foram as mais resistentes aos choques de temperatura de curta duração e as mais sensíveis aos choques mais longos, em termos de sobrevivência após os tratamentos, independente da temperatura utilizada. Por outro lado, as ninfas de 5^o estádio foram as mais resistentes aos choques por tempos mais longos.

Discussão

Os resultados indicam variabilidade de resposta ao choque de temperatura em Triatoma infestans, quando se consideram a sobrevivência dos espécimes e a ocorrência de mudas. Essa variabilidade depende da temperatura a que são expostos os insetos, tempo de tratamento, fase de desenvolvimento considerada e sexo dos espécimes.

É largamente conhecido que o choque de temperatura induz como resposta, desde as bactérias até o ser humano, a síntese de proteínas de choque térmico (hsp) (Atkinson e Walden², 1985). Estas proteínas desempenham um papel essencial na defesa da célula contra o estresse, mas algumas delas podem também ser sintetizadas constitutivamente, ou seja, em condições fisiológicas normais. As hsp de baixo peso molecular, como as hsp 23, por exemplo, além de participarem na proteção de organismos contra um brusco aumento de temperatura (Berger e Woodward³, 1983), são normalmente sintetizadas em simultaneidade com a produção de ecdisona que antecede a muda em insetos (Cheney e Shearn⁴, 1983; Atkinson e Walden², 1985).

Assim, as ninfas de 4^o e 5^o estádios de Triatoma infestans, que apresentaram maior resistência ao choque hipertérmico de 12 h, poderiam ter sua sobrevivência resguardada por terem sintetizado quantidades significativas de hsp por ocasião do choque, ou constitutivamente, em simultaneidade à produção de ecdisona. Contudo, não deve ser esquecido que ninfas de 4^o estádio, submetidas ao choque de 40°C por 12 h, mostram uma acentuada incidência de núcleos gigantes, originados por fusão (Dantas e Mello³, 1991). O fenômeno de fusão nuclear nos reduviídeos tem sido aventado como fator importante na sobrevivência celular e do próprio inseto em condições de estresse acentuado (Wigglesworth⁹, 1967; Mello⁷, 1989). Este fenômeno poderia ser, portanto, de grande valia na manutenção da sobrevivência dos insetos na condição descrita.

Já para as ninfas de 3^o estádio, os mecanismos mencionados acima não as teriam protegido de igual forma, possivelmente dado o menor tamanho dos espécimes, um fator que vem sendo apontado como responsável pela diminuição da habilidade do inseto em suportar o estresse (Wigglesworth¹⁰, 1984). Por outro lado, com relação à sobrevivência dos adultos nessa mesmas condições experimentais, a consideração apenas de tamanho dos espécimes (Wigglesworth¹⁰, 1984) não poderia explicar seu comportamento diverso, conforme o sexo. Talvez, neste caso, fatores outros que a produção de hsp e que variassem conforme o sexo, fossem responsáveis pela sensibilidade apenas de adultos fêmeas a esse tratamento.

Embora as ninfas em fases mais adiantadas do desenvolvimento apresentem uma sobrevivência não alterada após o choque a 40°C, por 12 h, houve indicação de que este tratamento tenha alterado o desempenho hormonal que controla os eventos de muda no inseto. Tal hipótese encontra apoio em relato de que em Rhodnius o processo de muda é acentuadamente retardado em temperaturas altas, por haver interferência no seu balanço hormonal, com favorecimento ao hormônio juvenilizante (Sherlock⁸, 1979;Wigglesworth¹⁰, 1984). O mesmo fenômeno poderia ocorrer em Triatoma infestans nas condições de choque descritas.

Com relação ao choque hipotérmico, não há relato de que o mesmo induza síntese de proteínas de estresse, como no caso do choque hipertérmico. Isto, porém, não é descartado, desde que o estresse produzido possa induzir a presença de proteínas denaturadas e/ou anormais, que sejam como tal reconhecidas pela célula e elicitem uma resposta típica como aquela esperada de um choque hipertérmico (Ananthan e col¹., 1986; Edington e col⁵., 1989). Se tal síntese ocorre em Triatoma infestans, não é tão eficiente na defesa celular e do organismo, como no caso do choque hipertérmico. Quando o choque a 0°C foi efetuado por 12 h, as ninfas foram as mais afetadas, tendo sido este efeito muito mais drástico do que pelo choque hipertérmico. Nessa situação há relato, ao menos para ninfas de 4^o estádio, de que ocorra maior freqüência de alterações nucleares degenerativas e ausência de núcleos gigantes, dentre as condições de choque consideradas (Dantas e Mello, 1991)⁴. Pode-se também inferir que esta espécie, diferindo do que acontece em alguns grupos de insetos que suportam baixas temperaturas sem danos (Wigglesworth¹⁰, 1984), não possua substâncias crioprotetoras.

Igualmente após o choque hipotérmico por 12 h constatou-se em Triatoma infestans interferência no processo de muda, atribuível à alteração no desempenho hormonal que coordena as mudas. Não são, portanto, somente as temperaturas altas que a promovem. Os adultos, especialmente as fêmeas, mostraram-se muito menos afetados pela baixa temperatura, o que estaria de acordo com relatos para outros grupos de insetos (Wigglesworth¹⁰, 1984).

Já o choque por uma hora seja hipertérmico ou hipotérmico, ao contrário de uma queda em sobrevida, promove aparentemente uma melhoria na sobrevivência dos adultos e não prejudica a sobrevivência das ninfas. Possivelmente elicite um aumento de atividade transcritiva pós-choque, permitindo não só recuperação das atividades celulares normais, mas estimulando o seu metabolismo, como em outros casos de resposta ao choque hipertérmico (Atkinson e Walden², 1985).

Quanto à ocorrência de mudas, os dados indicam que mesmo uma exposição relativamente curta ao choque, independente da temperatura testada, pôde interferir no balanço hormonal do inseto e o fez diferentemente, conforme a fase de desenvolvimento do mesmo. Assim, a muda em fase mais precoce foi acelerada e em fases mais adiantadas foi retardada. O afastamento com relação à temperatura controle, seja para valor superior ou inferior, trouxe o mesmo tipo de conseqüência, no sentido de uma interferência nesse balanço hormonal.

O menor nível de sobrevivência de adultos em comparação a ninfas, na situação controle, pode se dever a que a alteração em temperatura para a criação de Triatoma infestans em laboratório, introduzida no insetário da SUCEN, de Mogi Guaçu, visando melhoria na atividade de oviposição e de eclosão de ovos desta espécie, não seja o mais ideal no sentido de obtenção de maior sobrevivência para os indivíduos adultos.

As anomalias em nível dos núcleos celulares em Triatoma infestans em condições de choque de temperatura (Dantas e Mello, 1991)⁴ podem ser, portanto, associadas a efeitos deletérios na sobrevivência das ninfas, no caso do choque a 0°C, por 12 h, ou à própria manutenção dos espécimes, no caso do choque a 40°C, por 12 h.

Por outro lado, os dados aqui apresentados são no geral indicativos de que devam ser tomados em consideração, quando a sobrevivência e o desenvolvimento ninfal de Triatoma infestans implicarem em avaliação da ação de outros agentes, em espécimes suspeitos de terem sido expostos a irregularidades de manutenção de temperatura em insetário ou por provirem de ambientes da natureza.

Recebido para publicação em 2/5/1991

Reapresentado em 29/7/1991

Aprovado para publicação em 12/8/1991

Separatas/Reprints: M. L. S. Mello - Caixa Postal 6109 -13081 - Campinas, SP - Brasil.

Publicação financiada pela FAPESP. Processo Medicina 90/4602-1.

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Subvencionado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Processos n

^os. 304691/89-5/GE/FV e 410602/89-2/GE/ FV). Parte da tese de Mestrado apresentada ao Instituto de Biologia da UNICAMP, em 1990, sob o título "Efeitos de choques de temperatura sobre fenótipos nucleares de

Triatoma infestans Klug, em condições de insetário da SUCEN de Mogi Guaçu".

2 "Changes in nuclear phenotypes induced by thermal shocks in

Triatoma infestans Klug", elaborado por M. M. Dantas e M. L. S. Mello. Dados inéditos, aguardando publicação.

3

Op cit

4 Op cit

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  30 Set 2004
• Data do Fascículo
  Dez 1991

Histórico

• Aceito
  12 Ago 1991
• Revisado
  29 Jul 1991
• Recebido
  02 Maio 1991