Aspectos morfofuncionais da mioarquitetura cardíaca e angiologia do ventrículo de Arapaima gigas (Osteoglossiformes, Arapaimidae) associados a alteração do modo de respiração

Abstract

O Arapaima gigas é uma espécie nativa da bacia amazônica que apresenta transição no modo de respiração. Em estágios iniciais do desenvolvimento, esta espécie possui respiração exclusivamente aquática, alterando para respiração aérea com aproximadamente 9 dias após eclosão dos ovos. Essa transição está associada a modificações morfológicas nas brânquias que se tornam cada vez menos eficientes para realizar trocas gasosas, tornando esta espécie progressivamente mais dependente do oxigênio atmosférico. Entretanto, não se sabe se esta característica pode afetar a morfologia cardíaca. Em relação ao coração de teleósteos, o ventrículo é uma câmara que exibe grande variabilidade morfológica entre as espécies e pode apresentar características específicas em espécies adaptadas a condições ambientais extremas. Diante do exposto, o objetivo do presente estudo foi descrever a morfologia cardíaca em A. gigas com ênfase na mioarquitetura ventricular e a distribuição de vasos coronários durante etapas de seu desenvolvimento relacionadas a dependência da respiração aérea. Assim, foram utilizados espécimes distribuídos em três grupos de acordo com o peso dos animais e dependência da respiração aérea (grupo 1 – baixa dependência; grupo 2 – transição; grupo 3 – alta dependência). Os corações foram coletados e submetidos a análise anatômica, ultraestrutural e histológica. O ventrículo de A. gigas apresentou alterações anatômicas entre os grupos, exibindo inicialmente aspecto sacular com miocárdio inteiramente trabeculado (grupo 1) e posteriormente um formato piramidal definitivo com miocárdio misto (grupos 2 e 3). O miocárdio trabeculado apresentou uma organização distinta em forma de rede em todos os grupos, diferente do descrito em literatura para outros teleósteos. O bulbo arterioso exibiu pigmentação somente em exemplares do grupo 1, além de características anatômicas observadas apenas em membros da família Osteoglossidae até o momento. Estas características morfológicas se relacionam a aspectos fisiológicos descritos previamente no coração desta espécie e ainda, representam adaptações ao desenvolvimento de A. gigas em um ambiente hipóxico.

The Arapaima gigas is a native species of the Amazon basin that presents a transition in the breathing mode. In early stages of development, this species has exclusively water breathing, changing to air breathing with approximately 9 days after egg hatching. This transition is associated with morphological changes in the gills that become less and less efficient to perform gas exchange, making this species progressively more dependent on atmospheric oxygen. However, it is not known whether this feature can affect cardiac morphology. In relation to the teleosts heart, the ventricle is a chamber that exhibits great morphological variability among the species and may present specific characteristics in species adapted to extreme environmental conditions. Thus, the objective of the present study was to describe the cardiac morphology in A. gigas with emphasis on ventricular myoarchitecture and distribution of coronary vessels in stages of its development related to the dependence of air breathing. To perform the study, were used A. gigas specimens distributed in three groups according to the weight of the animals and dependence on air breathing (group 1 - low dependence; group 2 - transition; group 3 - high dependence). The hearts were collected and submitted to anatomical, ultrastructural and histological analyzes. The A. gigas ventricle presented anatomical changes among the groups, initially showing a saccular shape with fully trabeculated myocardium (group 1) and later a definitive pyramidal shape with mixed myocardium (groups 2 and 3). The trabeculated myocardium presented a distinct net-like organization in all groups, different from that described in literature for other teleosts. The bulbus arteriosus exhibited pigmentation only in specimens of group 1, in addition to anatomical features observed only in members of the Osteoglossidae family to date. These morphological characteristics are related to physiological aspects previously described in the heart of this species and represent adaptations to the development of A. gigas in a hypoxic environment.