Mudanças nos órgãos excretores da abelha Apis mellifera durante a metamorfose: morfogênese, remodelação, morte e proliferação celular

Autor: Gonçalves, Wagner Gonzaga
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFVUniversidade Federal de ViçosaUFV.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
A abelha Apis mellifera tem importância ecológica e econômica, no entanto, sofre um declínio populacional, talvez devido à exposição a compostos tóxicos, que são excretados pelos túbulos de Malpigui. Durante a metamorfose de A. mellifera, os túbulos de Malpigui degeneram e são formados de novo. O objetivo deste trabalho foi verificar os eventos celulares na renovação dos túbulos Malpighi, acompanhando na metamorfose, quais as etapas da remodelação celular, determinando os tipos celulares e seus papéis na atividade excretora e inicio do controle homeostático em A. mellifera. As análises ultraestruturais e de imunofluorescência mostraram que as células dos túbulos de Malpighi de larvas degeneraram por apoptose e autofagia (larva L5S e pré-pupa) e novos túbulos de Malpigui são formados por proliferação celular. (larva L5S e pupa de olhos castanhos). A ultraestrutura das células dos túbulos de Malpigui sugere que uma remodelação celular ocorra a partir de pupa de olhos marrons, indicando o inicio de uma atividade de excreção nos túbulos de Malpigui pupais. Em abelhas adultas (recém-emergida e forrageira), dois tipos celulares ocorrem nos túbulos de Malpigui, um com características ultraestruturais de produção da urina primária e outro tipo de célula com características que sugerem um papel na reabsorção da urina primária. Este estudo sugere que, durante a metamorfose, os túbulos de Malpigui não são funcionais até pupa de olhos castanhos, indicando que A. mellifera pode ser vulnerável a compostos tóxicos nas primeiras nas fases pupais. Além disso, a ultraestrutura celular sugere que os túbulos Malpigui podem ser funcionais a partir de pupa de olhos marrons e adquirem maior complexidade na abelha operária forrageira. Nos insetos, o intestino posterior é um órgão homeostático, sendo este dividido em piloro, íleo e reto, que reabsorvem água, íons e pequenas moléculas produzidas na filtragem da hemolinfa e nas fezes. Esse estudo reporta as mudanças morfológicas e os eventos celulares que ocorrem no intestino posterior durante a metamorfose da abelha A. mellifera. No intestino posterior, a imunolocalização de autofagossomos e a ultraestrutura as células epiteliais e do revestimento cuticular sugerem que em pré-pupa tem início a degradação cuticular, que em pupas de olhos brancos e rosas é reabsorvida e reciclada por autofagossomos, sendo a deposição da nova cutícula em pupa de olhos castanhos. Em larva L5S e pré-pupa, o intestino posterior apresenta proliferação celular em suas extremidades anterior e posterior. Na pupa, as regiões do piloro, íleo e reto estão evidentes e com proliferações celulares que cessam a partir de pupa de olhos marrons. Apoptose ocorre de larva L5S até pupa de olhos rosas. Em pupas de olhos castanhos e marrons, o epitélio do íleo muda de pseudoestratificado para simples somente após a produção da lâmina basal e o epitélio retal é achatado. Nas células do íleo de pupa de olhos pretos ocorrem grandes vacúolos e espaços subcuticulares, enquanto que na operária adulta forrageira, ocorrem invaginações apicais longas e muitas mitocôndrias, sugerindo uma atividade no transporte de compostos. Os resultados mostram que a morfogênese do intestino posterior é dinâmica, com remodelações teciduais e eventos celulares para a formação de diferentes regiões do órgão, reconstrução de uma nova cutícula e remodelação dos músculos viscerais.
The honeybee Apis mellifera has ecological and economic importance, however, experience a population decline, perhaps due to exposure to toxic compounds, which are excreted by Malpighian tubules. During metamorphosis of A. mellifera, the Malpighian tubules degenerate and are formed de novo. The objective of this work was to verify the cellular events of the Malpighian tubules renewal and accompany in the metamorphosis, which are the gradual steps of cell remodeling, determining different cell types and their roles in the excretory activity and onset of homeostatic control in A. mellifera. Immunofluorescence and ultrastructural analyses showed that the cells of the larval Malpighian tubules degenerate by apoptosis and autophagy (larvae instar L5S and prepupae) and the new Malpighian tubules are formed by cell proliferation (L5S larvae until light-brown eyed pupae). The ultrastructure of the cells in the Malpighian tubules suggest that cellular remodeling only occurs from dark-brown eyed pupae, indicating the onset of excretion activity in pupal Malpighian tubules. In adult bees (newly emerged and forager), two cell types occur in the Malpighian tubules, one with ultrastructural features of primary urine production and another cell type with characteristics that suggest a role in primary urine reabsorpotion. This study suggest that during the metamorphosis, Malpighian tubules are non-functional until the light-brown eyed pupae, indicating that A. mellifera may be more vulnerable to toxic compounds at early pupal stages. In addition, cell ultrastructure suggests that the Malpighian tubules may be functional from dark-brown eyed pupae and acquire greater complexity in the forager worker bee. In insects, the hindgut is a homeostatic region of the digestive tract, divided into pylorus, ileum, and rectum, that reabsorbs water, ions, and small molecules produced during hemolymph filtration. The hindgut anatomy in bee larvae is different from that of adult workers. This study reports the morphological changes and cellular events that occur in the hindgut during the metamorphosis of the honeybee Apis mellifera. We describe the occurrence of autophagosomes and the ultrastructure of the epithelial cells and cuticle, suggesting that cuticular degradation begins in prepupae, with the cuticle being reabsorbed and recycled by autophagosomes in white- and pink- eyed pupae, followed by the deposition of new cuticle in light-brown-eyed pupae. In L5S larvae and prepupae, the hindgut undergoes cell proliferation in the anterior and posterior ends. In the pupae, the pylorus, ileum, and rectum regions are differentiated, and cell proliferation ceases in dark-brown-eyed pupae. Apoptosis occurs in the hindgut from the L5S larval to the pink-eyed pupal stage. In light-brown- and dark-brown-eyed pupae, the ileum epithelium changes from pseudostratified to simple only after the production of the basal lamina, whereas the rectal epithelium is always flattened. In black-eyed pupae, ileum epithelial cells have large vacuoles and subcuticular spaces, while in adult forager workers these cells have long invaginations in the cell apex and many mitochondria, indicating a role in the transport of compounds. Our findings show that hindgut morphogenesis is a dynamic process, with tissue remodeling and cellular events taking place for the formation of different regions of the organ, the reconstruction of a new cuticle, and the remodeling of visceral muscles.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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