Comparação dos efeitos da mistura de poluentes orgânicos (BAP, DDT e TBT) no metabolismo hepático e na toxicidade em teleósteos de água doce

Abstract

Resumo: O presente estudo teve enfoque nos efeitos da mistura de três poluentes orgânicos persistentes (POPs) em peixes de água doce: benzo(a)pireno (BaP), um produto da combustão incompleta de materiais orgânicos e conhecido como carcinógeno humano; diclorodifeniltricloroetano (DDT), um pesticida organoclorado persistente que causa danos à vida selvagem e também pode ter efeitos negativos na saúde humana; e tributilestanho (TBT), usado em tintas anti-incrustantes e um dos agentes antropogênicos mais tóxicos liberados e acumulados no ambiente marinho. A primeira parte deste trabalho foi a avaliação da distribuição corporal em fina-escala do 14C-BaP, 113Sn-TBT e da sua mistura em mummichog (Fundulus heteroclitus) expostos via alimentação forçada (forced-feeding - FF) ou injeção intraperitoneal (IP), usando autorradiografia de corpo inteiro (whole-body autoradiography - WBARG). BaP e TBT tiveram distribuição tecidual diferente, como observado pela marcação radioativa, mas sua combinação não afetou a distribuição de cada contaminante. Além disso, a distribiução após IP não diferiu da exposição FF. O próximo passo do trabalho foi expor peixes da espécie Rhamdia quelen, através de injeções intraperitoneais, ao BaP, DDT, TBT ou BaP/DDT, BaP/TBT ou BaP/DDT/TBT. Os experimentos foram divididos em agudo (uma dose, 5 dias) e sub-crônico (3 doses, 15 dias). Grupos controle receberam um volume igual de PBS ou óleo de canola. O metabolismo hepático do BaP e TBT foi investigado através da análise de seus metabólitos no fígado e bile deste peixe, demonstrando uma interação metabólica entre estes dois contaminantes e sugerindo um efeito adicional do DDT quando presente na mistura. Finalmente, uma abordagem de múltiplos biomarcadores foi utilizada para avaliar se os efeitos destes poluentes orgânicos isolados eram diferentes de sua combinação, nas exposições aguda e sub-crônica. Foi realizada a associação de biomarcadores de estresse oxidativo, neurotoxicidade e histopatologia e os resultados apontaram para um efeito mais tóxico quando estes contaminantes eram combinados, levando a toxicidades inesperadas quando comparado à exposição individual. Investigações futuras devem ser feitas para explicar estas interações em termos de mecanismos. Estes resultados são relevantes considerando-se as condições de exposição ambiental, visto que os organismos são frequentemente expostos a diferentes combinações de contaminantes. A compreensão dos efeitos destas combinações pode levar a análises mais precisas e a uma intervenção em programas de monitoramento. De maneira geral, este trabalho destaca a importância de se investigar misturas complexas em estudos ecotoxicológicos.

Abstract: The current study focused on the effects of a mixture of three persistent organic pollutants on freshwater fish: benzo(a)pyrene (BaP), a product of the incomplete combustion of organic materials and known as a human carcinogen; dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT), a persistent organochlorine pesticide that cause damages to the wild life and might also have negative effects in human health; and tributyltin (TBT), used in antifouling paints and one of the most toxic anthropogenic agents released and accumulated in marine environment. The first part of this work determined the fine-scale body distribution of 14C-BaP, 113Sn-TBT and their mixture in mummichog (Fundulus heteroclitus) upon exposure through forced-feeding (FF) or intra-peritoneal (IP) injection, using whole-body autoradiography (WBARG). BaP and TBT had different tissue distribution as seen by radioactivity but their combination did not affect individual contaminant distribution. Also, IP injection did not differ from FF exposure. The next step of the work was exposing Rhamdia quelen through IP injections either to BaP, DDT, TBT or BaP/DDT, BaP/TBT, DDT/TBT or BaP/DDT/TBT. The experiments were divided in acute (one dose, 5-day) and sub-chronic (3 doses, 15-day). Control groups received an equal volume of PBS or canola oil. Hepatic metabolism of BaP and TBT was investigated through the analysis of their metabolites in the liver and bile of this fish, demonstrating a metabolic interaction between these two contaminants and suggesting an additional effect of DDT when present in the mixture. Finally, a multibiomarker approach was used to assess whether the effects of these organic pollutants alone were different from their combination in acute and sub-chronic exposures. The association of oxidative stress, neurotoxicity and histopathology biomarkers was performed and the results pointed to a more toxic effect when these contaminants were combined, leading to unexpected toxicities compared to individual exposure scenarios. Future investigations should be made to explain these interactions in mechanistic terms. These findings are relevant considering environmental exposure conditions, since organisms are often exposed to different combinations of contaminants. Understanding the effects of these combinations could lead to more accurate analyses and intervention in monitoring programs. Overall, this study highlights the importance of investigating complex mixtures in ecotoxicological studies.