Avaliação ecotoxicológica de três fenóis ambientais pelo teste de Allium cepa e desenvolvimento de ferramentas de divulgação científica

Abstract

Resumo: Os contaminantes ambientais bisfenol A (BPA) e alquilfenóis (4-octilfenol: OP; 4-nonilfenol: NP) são substâncias de uso industrial e doméstico. Estes contaminantes chamam a atenção da comunidade científica principalmente por atuarem como alteradores endócrinos, porém, eles têm sido associados a efeitos adversos de vias não mediadas pelo sistema endócrino e que ainda requerem elucidações. Desta forma, o presente trabalho investigou o potencial destes contaminantes em causar toxicidade, danos celulares e alterações no material genético de sistemas vegetais (Allium cepa). Os contaminantes foram avaliados em suas formas como substâncias isoladas e em mistura, similares às concentrações encontradas no meio ambiente. Sementes de A. cepa expostas ao BPA, OP e NP nas formas isoladas e em mistura (MIX), foram avaliadas quanto à inibição da germinação e desenvolvimento das raízes (toxicidade) (BPA: 1,21; 2,42; 4,84; 9,68 e 19,36 ng/mL; OP: 0,725; 1,45; 2,9; 5,8 e 11,6 ng/mL; NP: 0,44; 0,88; 1,76; 3,52 e 7,04 ng/mL; MIX 1: BPA 4,84 + OP 2,9 + NP 1,76 ng/mL; MIX 2: BPA 9,6+ OP 5,8+ NP 3,52 ng/mL; MIX 3: BPA 19,36 + OP 11,6 + NP 7,04 ng/mL) e o potencial de causar alterações do ciclo celular (citotoxicidade) e no DNA (genotoxicidade/mutagenicidade) (BPA: 4,84; 9,68 e 19,36 ng/mL; OP: 2,9; 5,8 e 11,6 ng/mL; NP: 1,76; 3,52 e 7,04 ng/mL e MIX 1, 2 e 3). Estas substâncias, em suas formas isoladas e em misturas, não inibiram a germinação ou o desenvolvimento de raízes de A. cepa e, assim não apresentaram toxicidade para esse sistema-teste vegetal. Apesar das concentrações teste serem baixas e não apresentarem fitotoxicidade, as formas isoladas de BPA, OP e NP induziram efeitos citotóxicos e genotóxicos nas células meristemáticas de A. cepa. Citotoxicidade e genotoxicidade ainda são efeitos encontrados quando estas substâncias são avaliadas em mistura, porém, os efeitos se mostram mais brandos em relação às respostas das substâncias isoladas. Tal fato indica que há uma interação entre estas substâncias químicas e que essa resulta em um efeito parcialmente inibitório frente aos efeitos induzidos pelas formas isoladas. De forma geral, nossos resultados mostram que BPA, OP e NP podem causar danos celulares e no DNA de plantas monocotiledôneas e que seus impactos no sistema vegetal podem ser reduzidos quanto em mistura, porém, não são completamente eliminados e, assim, atenção deve ser dada para a melhor estimativa dos riscos ecotoxicológicos desses alteradores endócrinos às plantas. Este trabalho também contou com uma segunda atividade, que tinha como objetivo promover a popularização da ciência. Assim, foram desenvolvidas ferramentas de divulgação científica para que os resultados da primeira etapa deste estudo pudessem ser transmitidos à sociedade, em geral, de forma educativa e divertida, conscientizando e enfatizando a importância do desenvolvimento das pesquisas nas universidades e contribuindo para a educação ambiental.

Abstract: Environmental contaminants bisphenol A (BPA) and alkylphenols (4-octylphenol: OP; 4- nonylphenol: NP) are substances applied in industrial and domestic uses. These contaminants draw the attention of the scientific community mainly because they act as endocrine disruptors, however, they have been associated with adverse effects of pathways not mediated by the endocrine system which still require elucidation. Thus, the present work investigated the potential of these contaminants in causing toxicity and cellular and genetic material damages in plant systems (Allium cepa), both in their isolated and mixed forms, at concentrations similar to those found in the environment. A. cepa seeds exposed to BPA, OP and NP in isolated and mixed forms (MIX), were evaluated for germination inhibition and root development (toxicity) (BPA: 1.21; 2.42; 4.84 ; 9.68 and 19.36 ng/mL; OP: 0.725; 1.45; 2.9; 5.8 and 11.6 ng/mL; NP: 0.44; 0.88; 1.76; 3 , 52 and 7.04 ng/mL; MIX 1: BPA 4.84 + OP 2.9 + NP 1.76 ng/mL; MIX 2: BPA 9.6+ OP 5.8+ NP 3.52 ng/mL; MIX 3: BPA 19.36 + OP 11.6 + NP 7.04 ng/mL) and the potential to cause changes in the cell cycle (cytotoxicity) and in the DNA (genotoxicity / mutagenicity) (BPA: 4.84; 9.68 and 19.36 ng/mL; OP: 2.9; 5.8 and 11.6 ng/mL; NP: 1.76; 3.52 and 7.04 ng/mL and MIX 1, 2 and 3). These substances, in their isolated forms and in mixtures, were not able to inhibit the germination or the development of roots of A. cepa and, therefore, did not present toxicity for this vegetable testsystem. Although the test concentrations are low and do not present phytotoxicity, the isolated forms of BPA, OF and NP induced cytotoxic and genotoxic effects in the meristematic cells of A. cepa. Cytotoxicity and genotoxicity effects were found when these substances are evaluated in mixture, however, the effects are milder in relation to the responses of the isolated substances. This fact indicates an interaction between these chemicals and these results in a partially inhibitory effect compared to the effects induced by the isolated forms. In general, our results show that BPA, OF and NP can cause cell and DNA damage to monocotyledonous plants. Their impacts on the plant system can be reduced when mixed, however, are not completely eliminated and, therefore, attention must be given to best estimate the ecotoxicological risks of these endocrine disruptors to plants. This work also featured a second activity, which aimed to promote the popularization of science. Scientific dissemination tools were developed so that the results of the first stage of this study could be transmitted to general society in an educational and fun way, raising awareness and emphasizing the importance of the development of research in universities and contributing to environmental education.