Diclofenac and caffeine inhibit hepatic antioxidant enzymes in the freshwater fish Astyanax altiparanae (Teleostei: Characiformes)

Although concentrations of pharmaceutical compounds in aquatic ecosystems are low, they can cause toxic effects on organisms. The aim of this study was to evaluate the effects of diclofenac (DCF), a non-steroidal anti-inflammatory drug, and caffeine (CAF), a central nervous system stimulant, both alone or combined, in Astyanax altiparanae males under acute exposure (96 h), measuring neurotoxicity biomarkers, antioxidant response and damage at biochemical and cellular levels. DCF concentration in water, separated and combined, was 3.08 mg L−1 and that of CAF was 9.59 mg L−1. To assess neurotoxicity, brain and muscle acetylcholinesterase (AChE) activities were measured. To evaluate oxidative stress, the enzymatic activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), catalase (CAT) and glutathione S-transferase (GST), as well as lipoperoxidation (LPO), were analyzed in liver and gills. Activity of hepatic cyclooxygenase (COX) was also evaluated. Genotoxicity was assessed in blood using comet assay and micronucleus test, as well as nuclear abnormalities. DCF and CAF, alone or combined, had neither effect on AChE activity, nor in the activity of SOD, CAT, GPx and GST in gills. In liver, DCF inhibited SOD and GPx activity, CAF inhibited CAT activity, the mixture inhibited SOD and GST activity; although only fish exposed to CAF showed increased hepatic LPO. Under these experimental conditions, no effect on COX activity was observed, nor cytotoxic and genotoxic damage. The most pronounced effects were caused by the drugs separately, since both compounds altered the enzymes, but only CAF triggered LPO, showing more harmful effects.Fil: Muñoz Peñuela, Marcela. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Lo Nostro, Fabiana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Dal'Olio Gomes, Aline. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Tolussi, Carlos Eduardo. Universidade Anhembi Morumbi; BrasilFil: Branco, Giovana Souza. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Pinheiro, João Paulo Silva. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Godoi, Filipe Guilherme Andrade de. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Moreira, Renata Guimarães. Universidade de Sao Paulo; Brasi

Physiological adjustments of Astyanax altiparanae (Teleostei: Characiformes:Characidae) exposed to pharmacological compounds of emerging concern

A poluição por compostos provenientes da indústria farmacêutica vem gerando recentemente preocupação. Apesar de, na maioria dos casos, as concentrações relatadas em ecossistemas aquáticos serem baixas (ng L-1 a μg L-1) estas podem causar efeitos toxicológicos sobre os organismos aquáticos. As represas Guarapiranga e Billings, localizadas na região sul da capital paulista, são caracterizadas por uma intensa ação antrópica, onde já foram reportadas concentrações de diferentes fármacos em quantidades que se encontram na faixa de ng L-1, dentre os quais se encontram o diclofenaco (DCF) e a cafeína (CAF). O presente estudo avaliou os efeitos tóxicos de ambos os fármacos em machos adultos de Astyanax altiparanae em bioensaios em laboratório, onde foram analisados os efeitos combinados e de forma separada dos dois compostos, utilizando diferentes biomarcadores relacionados com estresse oxidativo e genotoxicidade; assim como a atividade da acetilcolinesterase (AChE) e cicloxigenase (COX). Os mesmos biomarcadores (com exceção da AChE e COX) foram utilizados em fêmeas adultas da mesma espécie em diferentes braços das Represas Guarapiranga (Embu-Guaçu, Barragem e Aracati) e Billings (Bororé e Pedreira), com diferentes níveis de eutrofização, no inverno e no verão. No bioensaio agudo, não foi possível evidenciar alteração na atividade das enzimas AChE e COX; porém, na exposição subcrônica ambos os fármacos, separados ou combinados, inibiram a AChE no músculo dos peixes, e só os tratamentos com DCF inibiram a atividade da COX. Em ambos os bioensaios, houve tendência à inibição das enzimas antioxidantes hepáticas, principalmente sob exposição ao DCF; porém na exposição aguda à CAF também houve efeito inibitório de algumas enzimas. Diferentemente do bioensaio agudo, a exposição subcrônica à CAF não mostrou efeito nas enzimas antioxidantes branquiais ou hepáticas; porém, no bioensaio agudo, a CAF gerou lipoperoxidação (LPO) hepática. Já no bioensaio subcrônico, só foi observada LPO hepática nos animais expostos à mistura dos fármacos, observando um efeito potencializador. Diferentemente dos bioensaios, foi observada maior atividade das enzimas antioxidantes nos animais de campo coletados nos pontos de maior poluição. Ainda no campo foi possível verificar uma influência sazonal nas respostas fisiológicas, permitindo sugerir que os peixes estão sob maior estresse ambiental durante o inverno em comparação ao verão. Nos bioensaios agudo e subcrônico, assim como no campo, as brânquias apresentam baixa resposta de atividade das enzimas antioxidantes e LPO quando expostas aos xenobióticos, quando comparadas às respostas hepáticas. Finalmente, os biomarcadores de genotoxicidade se alteraram nas exposições subcrônicas e no campo, sem variações na exposição aguda. No ensaio subcrônico, a exposição à CAF gerou danos genotóxicos, e no campo, os animais da Pedreira (ponto mais poluído) apresentaram maior genotoxicidade. Este estudo abordou os efeitos dos poluentes no ambiente natural, mas entendendo a necessidade de avaliar a ação específica de alguns compostos de preocupação emergente de origem antrópica em bioensaios, considerando que estes compostos afetam o equilíbrio da fauna aquática em reservatórios de São Paulo.Pollution by pharmaceutical compounds has recently raised concerns. Although, in most cases, the reported concentrations in aquatic ecosystems are low (ng L-1 to μg L-1), they can cause toxicological effects on aquatic organisms. The Guarapiranga and Billings reservoirs, located in the southern region of the capital of São Paulo, are characterized by an intense anthropic action, where concentrations of different drugs have been reported in the range of ng L-1, being diclofenac (DCF) and caffeine (CAF) among them. The present study evaluated the toxic effects of both drugs in Astyanax altiparanae adult males in laboratory bioassays, where the combined and separate effects of both compounds were analyzed, using different biomarkers related to oxidative stress and genotoxicity; as well as the activity of acetylcholinesterase (AChE) and cyclooxygenase (COX) enzymes. The same biomarkers (with the exception of AChE and COX) were also analyzed in adult females of this species sampled from different branches of the Guarapiranga (Embu-Guaçu, Barragem and Aracati) and Billings (Bororé and Pedreira) reservoirs, with different levels of eutrophication, during winter and summer seasons. In the acute bioassay, no evident changes in the activity of the AChE and COX enzymes were observed; however, in subchronic exposure both drugs, separately or combined, inhibited AChE in muscle; and COX was inhibited by DCF. In both bioassays, a tendency towards inhibiton of hepatic antioxidant enzymes was found, mainly under exposure to DCF and under acute exposure to CAF, and the latter also caused hepatic lipoperoxidation (LPO). In the subchronic bioassay, hepatic LPO was only observed in animals exposed to the mixture of drugs, observing a potentiating effect. Higher activities of antioxidant enzymes were observed in the field animals collected at the points of greatest pollution. A seasonal influence on the physiological responses was detected, suggesting that fish are under greater environmental stress during the winter compared to the summer. In both acute and subchronic bioassays, as well as in the field, gills exhibited a low response in the activity of antioxidant enzymes and LPO when exposed to xenobiotics, when compared to liver responses. Genotoxicity biomarkers were altered in subchronic exposure and field samples, with no changes due to acute exposure. Subchronic exposure to CAF caused genotoxic damage, whereas only field animals from Pedreira (the most polluted point sampled) showed greater genotoxicity than fish at other sampling sites. This study carried out an approach to the effects of pollutants on the natural environment, but understanding the need to evaluate the specific action of some compounds of emerging concern of anthropic origin in bioassays, considering that these compounds affect the aquatic fauna balance in São Paulo reservoirs

Comportamiento reproductivo de Alona sp. y Diaphanosoma sp.: (Crustacea cladocera) bajo diferentes fotoperiodos

Introducción. En los últimos años el zooplanctonnativo se ha convertido en una fuente alternativa dealimento en los procesos de larvicultura y alevinajede peces, entre los cuales los cladóceros constituyenel grupo más utilizado por su reducido tamaño,rápido desarrollo, facilidad de cultivo, susceptibilidada la depredación, alto contenido de enzimas digestivasy buen contenido nutricional. Objetivo. Determinarel comportamiento reproductivo de dos especiesde cladóceros nativos de la Orinoquia colombiana(Alona sp. y Diaphanosoma sp.) en laboratorio bajodiferentes condiciones de fotoperiodo, midiendo algunas variables de eficiencia reproductiva. Materialesy métodos. Ejemplares recién eclosionados secolocaron individualmente en cajas multiceldas de 6mL, las cuales fueron ubicadas en cabinas aisladascon iluminación controlada, para proporcionar 0, 6,12 o 24 h de luz. De cada tratamiento se realizaron12 réplicas. Cada 6 h y durante un período de 15días continuos, cada individuo fue observado bajoestereoscopio con el fin de determinar la presenciade huevos o embriones en su cámara incubatriz,para posteriormente calcular las variables reproductivas.Resultados. No se encontraron diferenciassignificativas entre tratamientos para las variablesevaluadas en ninguna de las dos especies. Conclusiones.Bajo las condiciones experimentales utilizadas,se observó que el fotoperiodo no tiene influenciasobre los aspectos reproductivos medidos en elpresente estudio en Alona sp. y Diaphanosoma sp

Effect of culture medium on growth and protein content of Chlorella vulgaris

The use of live food in larviculture and fingerling stages has become an excellent option in pisciculture to reduce mortality and production costs. Live food is cost-effective, nutritious, and it has enzymes necessary for fish development. Objective: this study evaluated the effect of several culture media (chu10 , NPK complex fertilizer, worm humus, and equine manure) on growth and protein content of Chlorella vulgaris. Methods: 3 L volumes with constant light and aeration were used for algae culture. Six replicates were used per each treatment. One mL of C. vulgaris was added to each experimental unit to obtain 8.3 x 10(6) cel/mL as initial density. Algae counts were conducted every two days using the Neubauer chamber to determine cell density, parameters such as temperature, dissolved oxygen, pH, nitrates, and phosphates were measured. Crude protein was determined with the Kjeldahl method. The assay lasted 82 days. Results: microalgae reached the highest density with complex fertilizer NPK (10.9 ± 1.6 x 10(6) cel/mL) on day 22, followed by worm humus (5.3 ± 1.1 x 10(6) cel/mL) on day 48, equine manure (4.9 ± 0.9 x 10(6) cel/mL) on day 18, and the last was chu10 (2.2 ± 0.6 x 10(6) cel/mL) on day 12. The highest protein content was found in algae grown in worm humus (56.8%), and the equine manure (32.5%), in contrast, complex fertilizer NPK had the lowest value (16.8%). Conclusion: this study showed that organic media are a good choice for the culture of C. vulgaris, providing proper growth and high protein content of microalgae.Na piscicultura, o uso de alimento vivo durante as fases da cultura de larvas e juvenis têm sido convertidos em uma opção para reduzir a taxa de mortalidade e os custos de produção, porque é econômico, nutritivo e possui as enzimas necessárias para o desenvolvimento das larvas de peixe. Objetivo: o objetivo desta pesquisa foi avaliar a efeito de diferentes meios de cultura (chu10, fertilizante mineral complexo NPK, vermicomposto e esterco equino) sobre o crescimento e o conteúdo proteico em Chlorella vulgaris. Métodos: para a cultura, foram utilizados volumes de 3 L, com luz e aeração permanente. De cada tratamento, realizaram-se seis repetições e em cada unidade experimental, adicionou-se 1 mL de C. vulgaris com uma densidade de 8.3 x 10(6) cel/mL. Para determinar a densidade celular, realizaram-se contagens a cada dois dias usando a câmara de Neubauer. Aferiu-se a temperatura, oxigênio dissolvido, pH, nitratos e fosfatos. A proteína bruta foi determinada por o método de Kjeldahl. A duração total do ensaio foi de 82 dias. Resultados: os resultados mostraram que a microalga alcançou sua maior densidade com o fertilizante complexo NPK (10.9 ± 1.6 x 10(6) cel/mL) no dia 22, seguido do vermicomposto (5.3 ± 1.1 x 10(6) cel/mL) no dia 48, o esterco equino (4.9 ± 0.9 x 10(6) cel/mL) no dia 18 e por último com o chu10 (2.2 ± 0.6 x 10(6) cel/mL) no dia 12. Foi encontrado maior conteúdo proteico nas células cultivadas em vermicomposto (56.8%) e esterco equino (32.5%); a diferença, do fertilizante complexo NPK que foi muito baixo (16.8%). Conclusões: este estudo permitiu concluir que os meios orgânicos são uma boa opção para cultivar C. vulgaris, obtendo um crescimento adequado e um alto conteúdo proteico da microalga.En piscicultura, el uso de alimento vivo durante las fases de larvicultura y alevinaje se ha convertido en una opción para reducir la tasa de mortalidad y los costos de producción, debido a que es económico, nutritivo y posee enzimas necesarias para el desarrollo de las larvas de peces. Objetivo: el presente trabajo evaluó el efecto de diferentes medios de cultivo (chu10, fertilizante complejo NPK, humus de lombriz y equinaza) sobre el crecimiento y el contenido proteico en Chlorella vulgaris. Métodos: para su cultivo se utilizaron volúmenes de 3 L, con luz y aireación constante. De cada tratamiento se realizaron seis réplicas y en cada unidad experimental se adicionó 1 mL de C. vulgaris con una densidad de 8.3 x 10(6) cel/mL. Para determinar la densidad celular se realizaron conteos cada dos días haciendo uso de cámara de Neubauer. Se midió temperatura, oxígeno disuelto, pH, nitratos y fosfatos. La proteína cruda se determinó por el método de Kjeldahl. La duración total del ensayo fue de 82 días. Resultados: la microalga alcanzó su mayor densidad con fertilizante complejo NPK (10.9 ± 1.6 x 10(6) cel/mL) en el día 22, seguido del humus de lombriz (5.3 x 106 ± 1.1 x 10(6) cel/mL) en el día 48, equinaza (4.9 ± 0.9 x 10(6) cel/mL) en el día 18, y por último con el chu10 (2.2 ± 0.6 x 10(6) cel/mL) en el día 12. Se encontró mayor contenido proteico en las células cultivadas en humus de lombriz (56.8%) y equinaza (32.5%); a diferencia, el del fertilizante complejo NPK fue muy bajo (16.8%). Conclusiones: este estudio permite concluir que los medios orgánicos son una buena opción para cultivar C. vulgaris, otorgando un adecuado crecimiento y un alto contenido proteico de la microalga

Revelando tesoros escondidos : flora y fauna flanco oriental de la Serranía de Los Yariguíes.

Colombia es considerado uno de los países con mayor diversidad de flora y fauna, solo superado por la megadiversidad de Brasil, y parte de esta riqueza se concentra en áreas protegidas, como el Sistema de Parques Nacionales, las Áreas Protegidas Regionales y las Reservas Naturales de la Sociedad Civil. Dentro de los primeros, uno de los más representativos es el Parque Nacional Natural Serranía de Los Yariguíes, ubicado en el sur occidente del departamento de Santander, en el cual se han llevado algunos estudios con el objeto de conocer su diversidad biológica, especialmente en los municipios de San Vicente de Chucurí y El Carmen de Chucurí, en el flanco occidental del parque; sin embargo, por el flanco oriental escasean estas iniciativas. Teniendo en cuenta lo anterior, como estrategia de compensación y utilizando la investigación como herramienta para la preservación, Ecopetrol S. A. y la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC), presentan a la comunidad, el libro “Revelando tesoros escondidos: flora y fauna flanco oriental de La Serranía de Los Yariguíes” que surge como una propuesta editorial del convenio 5211740 de 2012, entre la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia y ECOPETROL S.A., a través del proyecto 3, Restauración ecológica de 16,18 ha en el Parque Nacional Natural Serranía de Los Yariguíes (Santander), con algunos de los resultados más relevantes del proceso de caracterización de flora y fauna de la región. El libro está conformado por 6 capítulos, escritos por 19 investigadores expertos en cada una de las temáticas, quienes han dedicado sus esfuerzos, tiempo y conocimientos en esta idea, con el objetivo de lograr el conocimiento sobre la flora y la fauna de esta región del país. Este es el resultado de un arduo esfuerzo de más de cuatro años de trabajo entre investigadores y trabajo con la comunidad, que nació como una idea de investigación en restauración ecológica, pero el primer paso es conocer la diversidad biológica. Por tanto, se espera que el presente libro se convierta en un soporte divulgativo para el conocimiento de la diversidad de flora y fauna, del flanco oriental de la Serranía de Los Yariguíes, y que como su nombre lo dice, revele parte de todos los tesoros escondidos que existen en esta hermosa región del departamento de Santander