Efeitos bioquímicos, genéticos, hematológicos, morfológicos e reprodutivos dos micropoluentes diclofenaco e paracetamol em Rhamdia quelen (Pisces, Teleostei)

Orientadora : Profª. Drª. Helena Cristina da Silva de AssisTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia. Defesa: Curitiba, 22/07/2014Inclui referênciasResumo: A presença de fármacos de uso humano e veterinário no ambiente aquático e seu impacto para os humanos e o ecossistema são temas emergentes em saúde ambiental. Os anti-inflamatórios não-esteroidais (AINES) fazem parte dos medicamentos mais utilizados no mundo e entre eles está o diclofenaco e o paracetamol, que representam uma porção significativa dos fármacos encontrados no ambiente aquático. Este trabalho avaliou em peixes Rhamdia quelen (jundiá) os efeitos bioquímicos, genéticos, hematológicos, morfológicos e reprodutivos desses fármacos por via hídrica, em um bioensaio semi-estático durante 21 dias. Peixes machos foram expostos a concentrações encontradas no ambiente, de diclofenaco (0; 0,2; 2 e 20 ?g/L) e paracetamol (0; 0,25 e 2,5 ?g/L). Os resultados mostraram que no fígado o diclofenaco reduziu a atividade da catalase (CAT) e da etoxiresorufina-O-deetilase (EROD) na exposição a 2 ?g/L e da superóxido dismutase (SOD) em todos os grupos expostos. Os níveis de glutationa reduzida (GSH) e a atividade da glutationa S-transferase (GST) aumentaram em todas as concentrações testadas. A lipoperoxidação (LPO) foi reduzida nos grupos expostos a 0,2 e 20 ?g/L de diclofenaco. Na gônada, a concentração de 0,2 ?g/L foi a que causou maiores alterações como redução das atividades da SOD, glutationa peroxidase (GPx) e da GST e na LPO. O diclofenaco não causou danos genéticos. No sangue, o diclofenaco elevou os valores de eritrócitos, trombócitos e leucócitos circulantes. As alterações morfológicas observadas no tecido hepático foram degeneração hidrópica e congestão de sanguínea nas concentrações de 2 e 20 ?g/L e redução do índice hepatossomático (IHS) em 0,2 ?g/L. No tecido renal ocorreu congestão sanguínea e glomerular em todas as concentrações e degeneração hidrópica discreta na concentração de 20 ?g/L de diclofenaco. Ocorreu redução de dopamina (DA) na concentração de 2 ?g/L e de DOPAC na exposição à todas as concentrações de diclofenaco. A exposição ao paracetamol causou ao fígado, carbonilação de proteínas e elevação da atividade da SOD no grupo exposto a 2,5 ?g/L e redução da atividade da EROD e GST nas duas concentrações. Além de danos ao DNA na concentração de 0,25 ?g/L. Também houve redução da hemoglobina e do hematócrito na exposição a 0,25 ?g/L de paracetamol e aumento de leucócitos e trombócitos circulantes nas duas concentrações. As alterações morfológicas encontradas no tecido hepático dos animais expostos ao paracetamol foram congestão sanguínea e infiltração leucocitária. Houve elevação de IHS no grupo exposto a 0,25 ?g/L. No rim, as alterações observadas foram degeneração hidrópica e congestão glomerular, além de peri-nefrite na exposição à concentração de 2,5 ?g/L. O paracetamol reduziu os níveis de testosterona nos grupos expostos. Além de elevar os níveis de estradiol e inibir a espermatogênese na exposição à concentração de 2,5 ?g/L. Os níveis de serotonina e DA aumentaram na exposição a 0,25 ?g/L e de 5-HIAA na concentração de 2,5 ?g/L. Os resultados demonstraram que o diclofenaco e o paracetamol, em concentrações ambientalmente relevantes, causaram estresse oxidativo, danos hepáticos, renais, alterações hematológicas e principalmente, o paracetamol desregulou o eixo hipotálamo-pituitária-gônada de Rhamdia quelen. Palavras-chave: Diclofenaco. Paracetamol. Fármacos. Peixes. Biomarcadores.Abstract: The presence of pharmaceuticals of human and veterinary use in the aquatic environment and its impact on humans and the ecosystem are emerging issues in environmental health. The nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) are the most pharmaceuticals used in the world and among them is diclofenac and paracetamol, which represent a significant portion of the drugs found in the aquatic environment. This study evaluated the potential biochemical, genetic, hematological, morphological and reproductive effects of these drugs by hydric exposure, in a semi-static bioassay for 21 days. Males fish of Rhamdia quelen (jundia) were exposed to environmental concentrations of diclofenac (0, 0.2, 2 and 20 ?g/L) and paracetamol (0, 0.25 and 2.5 ?g/L). The results showed that in the liver diclofenac reduced the catalase (CAT) and ethoxyresorufin- O- deethylase (EROD) activities in exposure to 2 ?g/L and superoxide dismutase (SOD) in all exposed groups. The levels of reduced glutathione (GSH) and glutathione S-transferase (GST) activity increased at all concentrations tested. Lipid peroxidation (LPO) was reduced in the groups exposed to 0.2 and 20 ?g/L of diclofenac. In the gonad, the concentration of 0.2 ?g/L caused major changes as inhibition of SOD, glutathione peroxidase (GPx) and GST activities and LPO. Diclofenac did not cause genetic damage. In blood, diclofenac increased values of erythrocytes, thrombocytes and leukocytes circulating. The morphological changes observed in liver tissue were hydropic degeneration and blood congestion at concentrations of 2 and 20 ?g/L and reduced hepatosomatic index (HSI) in 0.2 ?g/L. In kidney tissue occurred blood and glomerular congestion at all concentrations and mild hydropic degeneration in the concentration of 20 ?g/L of diclofenac. There was a reduction of dopamine (DA) in the concentration of 2 ?g/L and DOPAC in exposure to all concentrations of diclofenac. Exposure to paracetamol caused to the liver, protein carbonyls and increased SOD activity at the exposed to 2.5 ?g/L and inhibition of EROD and GST activities in both concentrations. In addition, DNA damage at the concentration of 0.25 ?g/L. There were also reduction in hemoglobin and hematocrit at the exposure to 0.25 ?g/L of paracetamol and increased leukocytes and thrombocytes circulating in both concentrations. Morphological changes in the liver tissue of animals exposed to paracetamol were blood congestion and leucocytes infiltration. There was an increase in the IHS exposed to 0.25 ?g/L. In the kidney, the changes observed were hydropic degeneration and glomerular congestion, as well as perinephritis in the exposure concentration of 2.5 ?g/L. Paracetamol reduced testosterone levels in exposed groups. Besides increasing estradiol levels and inhibit spermatogenesis in the exposure concentration of 2.5 ?g/L. The levels of serotonin and DA increased at the exposure to 0.25 ?g/L and 5-HIAA concentration at the 2.5 ?g/L concentration. The results showed that diclofenac and paracetamol in environmentally relevant concentrations, caused oxidative stress, liver and renal damage, hematologic changes and mainly paracetamol deregulated the hypothalamic-pituitary-gonadal axis in Rhamdia quelen. Keywords: Diclofenac. Paracetamol. Pharmaceuticals. Fish. Biomarkers

Estudos in vivo e in vitro dos efeitos de pesticidas em peixes nativos

Resumo: Os pesticidas organofosforados, carbamatos e piretroides estao sendo utilizados em substituicao aos organoclorados, por nao serem tao persistentes no ambiente. No entanto, ao atingir corpos d Lagua causam intoxicacao cujos efeitos previos podem ser detectados atraves dos biomarcadores. Este trabalho objetivou: avaliar o efeito de concentracoes subletais de SevinR (carbamato), Folisuper 600R (organosfosforado) e DecisR (piretroide) em Corydoras sp. atraves dos biomarcadores cetilcolinesterase (AChE , glutationa S-transferase (GST), catalase (CAT) e lipoperoxidacao (LPO) e, tambem verificar o efeito destes pesticidas em hepatocitos de Hypostomus commersoni atraves da atividade da CAT e GST e tambem da LPO. Para o ensaio in vivo os peixes foram distribuidos em grupos controle e teste, sendo expostos por 96 horas as concentracoes 7,2 e 14,4 mg.L-1 de SevinR; 0,5, 1,0 e 2,0 mg.L-1 de Folisuper 600R e 0,05 e 0,1 ƒÊg.L-1 de DecisR. A AChE foi analisada no cerebro e musculo e a CAT, GST e LPO no figado. No ensaio in vitro, hepatocitos foram isolados, cultivados por tres dias e expostos aos pesticidas (SevinR I = 20 ƒÊM, SevinR II = 200 ƒÊM, Folisuper 600R I = 5 ƒÊM, Folisuper 600R II = 50 ƒÊM, DecisR I = 10 nM, DecisR II = 100 nM) por 96 horas. Um grupo controle e outro grupo controle do solvente foram mantidos em paralelo. No experimento in vivo os pesticidas inibiram a AChE cerebral (media } erro padrao, mmol.min-1.mgproteina-1) sendo o grupo controle SevinR (106,5 }12,9), 7,2 mg.L-1 (17,1 }1,7) e 14,4 mg.L-1 (12,9 }1,2). O grupo controle Folisuper 600R (131,2 }43,8), 0,5 mg.L-1 (34,0 }3,4), 1,0 mg.L-1 (0,4 }0,1), 2,0 mg.L-1 (3,0 }0,6). No entanto, apenas o Folisuper 600R inibiu a AChE muscular: grupo controle (70,9 }7,4), 0,5 mg.L-1 (62,4 }8,9), 1,0 mg.L-1 (5,6 }0,8) e 2,0 mg.L-1 (1,5 }0,1). Nos grupos expostos ao DecisR nao houve inibicao da AChE. As atividades da CAT, GST e LPO nao foram significativamente diferentes nos grupos expostos ao SevinR, Folisuper 600R e DecisR quando comparados com o controle. As analises dos experimentos in vitro tambem nao revelaram diferenca significativa na atividade da GST e nem na LPO entre os grupos. Somente a maior concentracao de Folisuper 600R causou inducao da atividade da catalase em hepatocitos de Hypostomus commersoni, porem sem dano de membrana. Os pesticidas, estudados no experimento in vivo, nao geraram radicais livres para induzir o estresse oxidativo e/ou causar ano de membrana e provavelmente nao sao metabolizados pela via da GST. O cerebro foi o tecido de maior sensibilidade, pois a inibicao da AChE hegou a 99,7% na exposicao ao Folisuper 600R. A atividade da AChE de Corydoras sp. pode ser utilizada como biomarcador de contaminacao ambiental por exposicao ao SevinR e ao Folisuper 600R

Co-exposure effects of Titanium Dioxide Nanoparticles and Metals on antioxidant systems and DNA in the fish Hoplias intermedius

Metallic nanoparticles are one of the most produced and used engineered nanomaterial and their wide applications lead to environmental contamination. The aquatic environment is the major recipient of wastes containing nanoparticles and other co-occuring contaminants. We aimed to evaluate genotoxic and biochemical effects of acute exposure to nano-TiO2 in the fish Hoplias intermedius and the interaction to metals. Besides assessing the nanoparticles’ physical-chemical properties we performed an acute exposure with 0.1; 1; 10 μg g-1 nano-TiO2, alone and with lead (21 μgg-1) and aluminium (50 μgg-1). A set of biomarkers were evaluated in the liver such as genotoxicity by comet assay and biochemical biomarkers (SOD, CAT, GPx, GSH, EROD, GST). Most of the biomarkers were altered by the metals, and the nanoparticles caused decrease in SOD (0.1 and 1μg g-1), GSH (1μg g-1), and GST (0.1 μg g-1). In co-exposure, some metal effects were attenuated. There was an increase in EROD activity for most co-exposure groups. Nano-TiO2 was not genotoxic in the experimental conditions. We did not observe any increase in DNA breaks in co-exposure, although, nanoparticles changed the response of some biochemical biomarkers

Liver damage in two neotropical fish species from a polluted estuarine area

A multi-biomarker approach was used to evaluate the liver health of two Neotropical fish species (Cathorops spixii and Atherinella brasiliensis) that inhabit two different sites of the Paranaguá bay (Paraná – Brazil) and a reference site in the Garatuba bay. Fish were sampled during summer and winter, so the variation of the responses can reflect the actual conditions of sampling sites. Data showed that fish from both sites of the Paranaguá bay are affected by the presence of pollutants from different sources. Both fish species presented adverse biomarker responses mainly in the summer, probably due to the increased human population during the period. Chronic effects in the liver related with the contamination. Thus, the results demonstrated that pollution in Paranaguá bay induce liver damage in fish that inhabit this area

Estudos in vivo e in vitro dos efeitos de pesticidas em peixes nativos

Resumo: Os pesticidas organofosforados, carbamatos e piretroides estao sendo utilizados em substituicao aos organoclorados, por nao serem tao persistentes no ambiente. No entanto, ao atingir corpos d Lagua causam intoxicacao cujos efeitos previos podem ser detectados atraves dos biomarcadores. Este trabalho objetivou: avaliar o efeito de concentracoes subletais de SevinR (carbamato), Folisuper 600R (organosfosforado) e DecisR (piretroide) em Corydoras sp. atraves dos biomarcadores cetilcolinesterase (AChE , glutationa S-transferase (GST), catalase (CAT) e lipoperoxidacao (LPO) e, tambem verificar o efeito destes pesticidas em hepatocitos de Hypostomus commersoni atraves da atividade da CAT e GST e tambem da LPO. Para o ensaio in vivo os peixes foram distribuidos em grupos controle e teste, sendo expostos por 96 horas as concentracoes 7,2 e 14,4 mg.L-1 de SevinR; 0,5, 1,0 e 2,0 mg.L-1 de Folisuper 600R e 0,05 e 0,1 ƒÊg.L-1 de DecisR. A AChE foi analisada no cerebro e musculo e a CAT, GST e LPO no figado. No ensaio in vitro, hepatocitos foram isolados, cultivados por tres dias e expostos aos pesticidas (SevinR I = 20 ƒÊM, SevinR II = 200 ƒÊM, Folisuper 600R I = 5 ƒÊM, Folisuper 600R II = 50 ƒÊM, DecisR I = 10 nM, DecisR II = 100 nM) por 96 horas. Um grupo controle e outro grupo controle do solvente foram mantidos em paralelo. No experimento in vivo os pesticidas inibiram a AChE cerebral (media } erro padrao, mmol.min-1.mgproteina-1) sendo o grupo controle SevinR (106,5 }12,9), 7,2 mg.L-1 (17,1 }1,7) e 14,4 mg.L-1 (12,9 }1,2). O grupo controle Folisuper 600R (131,2 }43,8), 0,5 mg.L-1 (34,0 }3,4), 1,0 mg.L-1 (0,4 }0,1), 2,0 mg.L-1 (3,0 }0,6). No entanto, apenas o Folisuper 600R inibiu a AChE muscular: grupo controle (70,9 }7,4), 0,5 mg.L-1 (62,4 }8,9), 1,0 mg.L-1 (5,6 }0,8) e 2,0 mg.L-1 (1,5 }0,1). Nos grupos expostos ao DecisR nao houve inibicao da AChE. As atividades da CAT, GST e LPO nao foram significativamente diferentes nos grupos expostos ao SevinR, Folisuper 600R e DecisR quando comparados com o controle. As analises dos experimentos in vitro tambem nao revelaram diferenca significativa na atividade da GST e nem na LPO entre os grupos. Somente a maior concentracao de Folisuper 600R causou inducao da atividade da catalase em hepatocitos de Hypostomus commersoni, porem sem dano de membrana. Os pesticidas, estudados no experimento in vivo, nao geraram radicais livres para induzir o estresse oxidativo e/ou causar ano de membrana e provavelmente nao sao metabolizados pela via da GST. O cerebro foi o tecido de maior sensibilidade, pois a inibicao da AChE hegou a 99,7% na exposicao ao Folisuper 600R. A atividade da AChE de Corydoras sp. pode ser utilizada como biomarcador de contaminacao ambiental por exposicao ao SevinR e ao Folisuper 600R

Estudo da prevalencia da infecçao pelo HIV no estado do Paraná

Orientadora: Ida Cristina GubertCoorientadora: Cynthia Helena MerlinMonografia (Bacharelado) - Universidade Federal do Paraná.Setor de Ciencias Biologicas. Curso de Graduaçao em Ciencias BiologicasResumo : A Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS) foi conhecida em meados de 1981, nos EUA, a partir da identificação de um número elevado de pacientes adultos do sexo masculino, homossexuais, que apresentavam sarcoma de Kaposi, pneumonia por Pneumocystis carinií e comprometimento do sistema imune. Os novos casos norte-americanos tinham em comum o fato de se associarem a práticas que permitissem contato com sangue ou sêmen, propiciando a transmissão de um agente transmissível, possivelmente viral. Dado o aumento da contaminação pelo HIV, faz-se necessário um estudo que enfatize a prevenção, além da necessidade de constante atualização dos dados epidemiológicos e repasse destas informações à comunidade. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a prevalência da infecção pelo HIV no Est51do do Paraná no período de 1999 a 2003. Para realização deste trabalho foram utilizados boletins epidemiológicos do Estado do Paraná obtidos junto à Coordenação Geral de AIDS, da Secretaria Estadual de Saúde do Paraná. Uma revisão bibliográfica em textos especializados da área e artigos científicos também foi efetuada. Dentre os adultos, as faixas etárias preponderantes em número de casos situam-se entre 20 e 49 anos. Entre as crianças a principal forma de infecção é a transmissão vertical. Este fato está relacionado diretamente ao aumento da infecção associada à categoria heterossexual, pois se fez acompanhar de uma proporção cada vez maior de mulheres infectadas. Com o advento da Terapia Antiretroviral de Alta Eficácia e a política brasileira de fornecimento gratuito de medicamentos à população infectada houve redução significativa nas mortes. No entanto, grande parte das pessoas reduziu seus cuidados imaginando que caso venham a adquirir o vírus ele será facilmente controlado pelos antiretrovirais

Resistance of oriental fruit moth (Lepidoptera: tortricidae) to insecticides in apple orchards in southern Brazil

Abstract Oriental fruit moth (Grapholita molesta) is the most important pest of apple orchards in Brazil. For many years, insecticides have been the only tool used for its control. The aim of this work was to characterize the management of apple orchards by the system for Assessment of Environment Impact of Agricultural Technology Innovations (AMBITEC-AGRO) and to relate it with the resistance status of G. molesta populations. Insecticide resistance was estimated by toxicology and enzymatic activities of glutathione S-transferase (GST), esterases (a-ß EST), and acetylcholinesterase (AChE). The phytosanitary strategies adopted by the four apple production orchards in southern Brazil were analyzed in: Vacaria (RS population), Fraiburgo (SC1 population), São Joaquim (SC2 population), and Porto Amazonas (PR population). Oriental fruit moth field populations were reared in laboratory for bioassays with chlorpyriphos, carbaryl, deltamethrin, and tebufenozide insecticides and were compared with a reference susceptible population. Larval mortality rates were recorded for seven days. GST, a-ß EST, and AChE assays were performed with third- and fourth-instar larvae. Results indicated that oriental fruit moth populations collected in Vacaria, Fraiburgo, and São Joaquim showed tolerance to carbaryl and chlorpyriphos, whereas the population collected in Porto Amazonas was more susceptible. SC2 and PR populations were more tolerant to deltamethrin, while RS and SC1 populations were more susceptible. No population was tolerant to tebufenozide. RS population showed the highest activity for AChE, GST, and a-EST. The findings of this study suggest that the AMBITEC-AGRO system was a suitable method to evaluate the phytosanitary activity of apple orchards and to relate it to the resistance status of G. molesta populations

Toxicological Effects of Thimerosal and Aluminum in the Liver, Kidney, and Brain of Zebrafish (<i>Danio rerio</i>)

Vaccination programs in the first years of a child’s life are effective and extremely important strategies for the successful eradication of diseases. However, as no intervention is without risks, the metal-based components of some vaccines, such as thimerosal (TMS), a preservative composed of ethylmercury, and aluminum (Al), have begun to generate distrust on the part of the population. Therefore, this study evaluated the effects of exposure to thimerosal and aluminum hydroxide (alone or in mixture) on Danio rerio (zebrafish) specimens. The fish were exposed to thimerosal and/or aluminum hydroxide intraperitoneally. The liver, kidney, and brain were removed for a biochemical biomarker analysis, histopathological analysis, and metal quantification. As a result, we observed changes in the activity of the analyzed enzymes (SOD, GST, GPx) in the kidney and brain of the zebrafish, a reduction in GSH levels in all analyzed tissues, and a reduction in MT levels in the kidney and liver as well as in the brain. Changes in AChE enzyme activity were observed. The biochemical results corroborate the changes observed in the lesion index and histomorphology sections. We emphasize the importance of joint research on these compounds to increase the population’s safety against their possible toxic effects

Bioaccumulation of butyltins and liver damage in the demersal fish Cathorops spixii (Siluriformes, Ariidae)

The toxicity of butyltin compounds (BTs), mainly tributyltin (TBT), has been reported in different organisms. However, such an analysis in fish after field exposure with reference to the related biomarkers has not been commonly observed in the literature. This study presents the uptake of BTs in the liver of a neotropical marine catfish Cathorops spixii in Paranagua Bay, an important estuarine system located in southern Brazil. Two different areas, close to and distant from the harbor, were used for chemical analysis evaluation of hepatotoxicity through genetic, enzymatic, and histopathological biomarkers. The presence of polycyclic aromatic hydrocarbons in bile was also considered as a biomarker. The results showed a significant relationship between TBT levels and the inhibition of biotransformation enzymes and high occurrence of melanomacrophages in fish collected close to the harbor site. These effects were linked to the absence of TBT metabolites in the liver. In the second site, the presence of DBT was associated with an increase in EROD and GST activity. The larger amount of DNA damage as well as the highest oxidative stress was noted in fish from the less TBT-polluted area, where DBT and bile PAHs occurred. These findings showed different impact levels due to or increased by the chronic exposure of biota to BTs.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES