Diferentes abordagens para a avaliação da exposição de peixes de água doce ao MeHg, PCBs, pesticidas organoclorados e nanopartículas de prata

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve como principal objetivo investigar os efeitos de alguns poluentes aquaticos utilizando como modelo de estudo a especie Hypostomus commersoni, um peixe de agua doce que vive associado aos sedimentos em rios e lagos do sul do continente americano. Observacoes demonstram que esta especie e normalmente resistente em ambientes impactados por poluentes, onde outras especies sao raras ou nao estao presentes. Desta forma, um estudo foi realizado para verificar se as respostas celulares desta especie sao tambem mais eficientes quando comparadas as respostas de outros peixes, como a especie Hoplias malabaricus (traira). Inicialmente, um protocolo para isolamento e cultivo de hepatocitos de H. commersoni foi estabelecido para que estas celulas pudessem ser utilizadas como ferramenta em estudos de citotoxicidade. Apos o cultivo ter sido estabelecido e as caracteristicas destes hepatocitos em cultura serem conhecidas, a segunda etapa deste trabalho consistiu em avaliar os efeitos toxicos do DDT e do metilmercurio nestas celulas. Para esta abordagem, utilizou-se os niveis de glutationa, peroxidacao de lipidios, producao de peroxido de hidrogenio e anion superoxido, alem das atividades das enzimas catalase, glutationa-S-transferase e ƒÂ-aminolevulinato desidratase como biomarcadores. Todos os grupos de celulas expostas foram influenciados de alguma forma devido a exposicao a estes dois poluentes. Apos conhecer as respostas celulares in vitro, realizou-se um estudo in vivo para investigar os efeitos de bifenis policlorados e pesticidas organoclorados em peixes da mesma especie. Para isto, treze individuos foram coletados e utilizados como bioindicadores. Analises quimicas foram realizadas em tecido do figado e musculo destes organismos para detectar a presenca dos poluentes organopersistentes, alem de analises bioquimicas e histopatologicas para conhecer o efeito toxico dos mesmos. Todos os individuos apresentaram bioacumulacao dos poluentes analisados e alguns parametros bioquimicos apresentaram correlacao com a presenca destes poluentes. A quarta e ultima fase deste estudo foi parte de um estagio de doutorado sanduiche na Universite du Quebec a Rimouski - Canada, com o objetivo de estudar a cinetica de absorcao e eliminacao de nanoparticulas de prata na especie de peixe Salvelinus alpinus, bem como seus efeitos toxicos atraves de microscopia de luz e eletronica de transmissao. Por meio deste estudo, foi possivel verificar que os peixes absorveram as nanoparticulas com facilidade e as mesmas acumularam-se em diversos orgaos-alvo destes animais. Os resultados obtidos ao longo deste estudo sao provenientes de diferentes metodologias, no entanto, convergem demonstrando os efeitos adversos de poluentes aquaticos em celulas e organismos expostos.

Abstract: This study aimed to investigate the effects of water pollutants in the fish Hypostomus commersoni, a fresh water species which feeds from planktonic organisms and is a very common fish in rivers and lakes of Brazil, living in direct contact with the water bottom sediments. Some important observations demonstrate that this species is commonly resistant to impacted environments, where other species are rare or absent. Therefore, an investigation was developed to verify if the cell responses of H. commersoni are also more efficient when compared to the fish Hoplias malabaricus. Firstly, one procedure for isolation and culture of H. commersoni hepatocytes was established for utilisation of these cells as a model for toxicity studies. After the establishment of the culture conditions and the hepatocytes characteristics, the second step of this work was carried to evaluate the effects of DDT and methyl mercury in these cells. For this purpose, the reduced glutathione concentration, lipid peroxidation, hydrogen peroxide and superoxide anion levels in addition to catalase, ƒÂ-aminolevulinic acid dehydratase and glutathione S-transferase activity were evaluated as biomarkers. All the exposed groups were affected in some way due to the pollutant exposure. An in vivo study was also carried out to investigate the effects of polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in H. commersoni. Thus, thirteen animals were obtained from an impacted area and used as bioindicators. Chemical analyses were performed in liver and muscle to measure the presence of the cited pollutants. In order to know the toxic effects, biochemical and histopathological analyses were also performed. All the animals bioacumulated the analysed pollutants and some biochemical assays were co-related with their presence. The last step of this work was developed in the Universite du Quebec a Rimouski - Canada, in which the fish Salvelinus alpinus (Arctic char) was used to investigate the absorption and elimination of silver nanoparticles as well as their toxic effects through electron and light microscopy. With this study, it was possible to verify that the fish easily absorved the nanoparticles and accumulated them in several target organs. The overall results presented in this study were obtained through different methodologies. However, they all converge showing the adverse effects of water pollutants on cells and exposed organisms.