Antioxidant capacity and lipid oxidative damage in muscle tissue of tropical birds

Abstract

ABSTRACT Tropical birds are usually placed in the “slow” end of the life-history continuum, and much of their physiology matches the trade-off between lifespan and reproduction. For example, they demonstrate lower whole-animal basal metabolic rates (BMR) and peak metabolic rates (PMR) compared with temperate birds, and at the cell level, tropical birds also have lower rates of oxygen consumption. Oxidative stress, a by-product of aerobic respiration, has yet to be fully elucidated to be linked to life-history theory. However, previous work suggests that tropical birds may have superior antioxidant capacity to birds that live in temperate areas. In the current study, we used muscle tissue from 35 species of tropical birds to measure total antioxidant capacity (hydroxyl scavenging capacity and peroxyl scavenging capacity), the activity of antioxidant enzyme catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), and lipid damage (LPO). We correlated these measurements to body mass and found a significantly negative correlation between body mass and LPO and a marginally significant negative correlation with hydroxyl scavenging capacity. Interestingly, we also correlated our measurements to literature reported BMR measurements from 22 species included in our study and found no correlations. A negative correlation between body mass and LPO damage may be due to cellular muscle structure and mitochondrial content and structure within the muscle. RESUMEN (Spanish) Las aves tropicales generalmente se ubican en el extremo “lento” del continuo de la historia de vida, y gran parte de su fisiología coincide con el equilibrio entre la vida útil y la reproducción. Por ejemplo, las aves demuestran tasas metabólicas basales (BMR) y tasas metabólicas máximas (PMR) de animal completo más bajas en comparación con las aves de clima templado y, a nivel celular, las aves tropicales también tienen tasas más bajas de consumo de oxígeno. El estrés oxidativo, un subproducto de la respiración aeróbica, aún no se ha dilucidado por completo para vincularlo a la teoría de la historia de vida. Sin embargo, trabajos previos sugieren que las aves tropicales pueden tener una capacidad antioxidante superior a las aves que viven en áreas templadas. En este estudio, utilizamos tejido muscular de 35 especies de aves tropicales para medir su capacidad antioxidante total (capacidad de captación de hidroxilo y capacidad de captación de peroxilo), la actividad de la enzima antioxidante catalasa (CAT), la superóxido dismutasa (SOD), la glutatión peroxidasa (GPx) y el daño de lípidos (LPO). Correlacionamos estas mediciones con la masa corporal y encontramos una correlación significativamente negativa entre la masa corporal y la LPO, y una correlación negativa marginalmente significativa con la capacidad de captación de hidroxilo. Curiosamente, también correlacionamos nuestras mediciones con mediciones de BMR encontradas en la literatura para 22 especies incluidas en nuestro estudio y no encontramos correlaciones. Una correlación negativa entre la masa corporal y el daño por LPO puede deberse a la estructura muscular celular, y al contenido y estructura mitocondrial dentro del músculo. Palabras clave: aves tropicales, estrés oxidativo, historia de vida, metabolismo basal, musculo.