Staff View: Biomonitoramento em um riacho urbano utilizando marcadores bioquímicos, genotóxicos e hematológicos de Hoplosternum littorale; Hancock, 1828 (Actinopterygii: Callichthyidae)

Biomonitoramento em um riacho urbano utilizando marcadores bioquímicos, genotóxicos e hematológicos de Hoplosternum littorale; Hancock, 1828 (Actinopterygii: Callichthyidae)

O riacho Cavouco é um afluente do rio Capibaribe – um dos principais rios do Estado de Pernambuco (Nordeste do Brasil) – e ao longo do seu percurso recebe descargas de resíduos químicos, hospitalares e domésticos. Essa carga poluidora pode induzir nas espécies desse ecossistema uma série de alteraçõ...

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Main Author:	ARAÚJO, Marlyete Chagas de
Other Authors:	OLIVEIRA, Maria Betânia Melo de
Format:	doctoralThesis
Language:	por
Published:	Universidade Federal de Pernambuco 2020
Subjects:	Peixes Ecossistema aquático Biomarcadores
Online Access:	https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/37915
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spelling	ir-123456789-379152020-09-12T05:11:00Z Biomonitoramento em um riacho urbano utilizando marcadores bioquímicos, genotóxicos e hematológicos de Hoplosternum littorale; Hancock, 1828 (Actinopterygii: Callichthyidae) ARAÚJO, Marlyete Chagas de OLIVEIRA, Maria Betânia Melo de BEZERRA, Ranilson de Souza ASSIS, Caio Rodrigo Dias de http://lattes.cnpq.br/7982901364152890 http://lattes.cnpq.br/3374017168429904 http://lattes.cnpq.br/2205151409139871 http://lattes.cnpq.br/0018678980235423 Peixes Ecossistema aquático Biomarcadores O riacho Cavouco é um afluente do rio Capibaribe – um dos principais rios do Estado de Pernambuco (Nordeste do Brasil) – e ao longo do seu percurso recebe descargas de resíduos químicos, hospitalares e domésticos. Essa carga poluidora pode induzir nas espécies desse ecossistema uma série de alterações bioquímicas, genéticas e hematológicas, podendo comprometer sua adaptabilidade e sobrevivência. O objetivo deste trabalho foi realizar o biomonitoramento no riacho Cavouco por meio de marcadores bioquímicos, genotóxicos e hematológicos da espécie Hoplosternum littorale. Coletas semestrais foram realizadas durante os anos de 2015 e 2016 em três pontos (P1, P2, P3) desse riacho, em períodos de chuva e estiagem. Os espécimes do grupo controle foram coletados nesse ambiente e depurados por 35 dias em aquários com aeração constante. Os animais foram anestesiados e após sedação foi coletado o sangue para realização dos ensaios genotóxicos (ensaio cometa, teste de micronúcleos e anormalidades nucleares) e hematológicos (contagem diferencial de leucócitos). Em seguida, foram retirados os tecidos (cérebro, músculo e fígado) para análise das enzimas acetilcolinesterase (AChE), superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT). Para investigação do estresse oxidativo foram analisadas espécies reativas oxigênio (ROS) e nitrogênio (NO) através de espectrofluorimetria. Concomitantemente, dois litros de água foram coletados em cada ponto de amostragem para determinação analítica de sete íons metálicos (cádmio, chumbo, cobre, cromo, ferro, manganês e zinco) e a medição de cinco variáveis ambientais (pH, temperatura, condutividade, sólidos totais dissolvido e oxigênio dissolvido) foram realizadas por meio de uma sonda multiparâmetro. A AChE cerebral de H. littorale foi caracterizada e mostrou potencial como biomarcador de pesticidas (principalmente Diclorvós) e íons metálicos (principalmente Mercúrio). Picos máximos de atividade foram obtidos em pH 8,0 e 30 °C. A atividade enzimática foi moderadamente estável (≈ 45% de atividade a 45 °C). A enzima foi capaz de reduzir a energia de ativação da reação de hidrólise da acetiltiocolina para 8,338 kcal.mol⁻¹ obtendo uma aceleração catalítica de 10⁶. Este estudo apresenta ainda o primeiro relato de inibição da AChE cerebral de siluriformes por novaluron e piriproxifeno. Os resultados evidenciaram, também, a presença de agentes genotóxicos no riacho Cavouco. Altos índices de danos e frequências de danos ao DNA foram constatados em relação aos espécimes controle (ID₂₀₁₅ = 4,03x; FD%₂₀₁₅ = 2,45x; ID₂₀₁₆ = 5,46x; FD%₂₀₁₆ = 2,46x) em todos os períodos analisados. No que se refere ao teste de micronúcleo (MN), o ponto P3 (à jusante dos demais e com predomínio de efluentes hospitalares) foi o único que não apresentou diferença significativa em relação ao controle, todavia foi o ponto que mais diferiu em termos de anormalidades nucleares (AN). A quantificação de AN resultou na seguinte ordem: P3 > P1 > P2. Em relação às análises hematológicas os tipos leucocitários eosinófilo e basófilo, não foram encontrados nos espécimes de H.littorale, por outro lado todos espécimes apresentaram alta relação neutrófilos/linfócitos nos períodos analisados, indicando que os peixes estão infectados. Os resultados da análise da atividade da AChE evidenciaram a presença de agentes anticolinesterásicos nas águas deste riacho, uma vez que ocorreu decréscimo significativo na atividade dessa enzima, nas amostras de cérebro e músculo de Tamoatá provenientes do Cavouco, em relação as amostras controle (1312,0 mU.mg de proteína⁻¹), em todos os períodos analisados. As análises das enzimas detoxificadoras CAT e SOD demonstraram maior estresse oxidativo nos espécimes dos três pontos em relação ao controle (29,6 e 31,1 mU.mg de proteína⁻¹, respectivamente) e estes resultados foram corroborados pelo TBARS , geração de NO∙. Tais resultados podem ser atribuídos à presença de agentes anticolinesterásicos, poluentes específicos de efluentes laboratoriais e hospitalares e a presença de agentes infecciosos na água do riacho Cavouco. De modo geral, os resultados das análises físico-química da água estão dentro dos limites estabelecidos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA (resolução nº 357/2005), porém é verificável a contaminação por origem antrópica, devido ao baixo teor de oxigênio dissolvido e presença de alguns metais pesados (ferro, manganês, zinco, chumbo e cobre), os quais mesmo em concentrações subletais podem afetar os ecossistemas aquáticos. Estes resultados apontam para a necessidade de um manejo e descarte adequado dos resíduos que atualmente são lançados sem tratamento neste ecossistema. CAPES The Cavouco stream is a tributary of the Capibaribe River - one of the main rivers in the state of Pernambuco (Northeast Brazil) - and along its course receives discharges of chemical, hospital and domestic waste. This pollutant charge may induce in the species of this ecosystem a series of biochemical, genetic and hematological alterations, which may compromise its adaptability and survival. The objective of this work was to perform biomonitoring in the Cavouco stream using biochemical, genotoxic and hematological markers of the species Hoplosternum littorale. Semi-annual collections were carried out during 2015 and 2016 at three points (P1, P2, P3) of this stream, during periods of rain and drought. The control group specimens were collected in this environment and cleaned for 35 days in aquariums with constant aeration. The animals were anesthetized and after sedation, blood was collected for genotoxic (comet assay, micronucleus and nuclear abnormalities) and hematological (differential leukocyte count) assays. The tissues (brain, muscle and liver) were then removed for analysis of acetylcholinesterase (AChE), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) enzymes. For the investigation of oxidative stress reactive oxygen (ROS) and nitrogen (NO) species were analyzed by spectrofluorimetry. At the same time, two liters of water were collected at each sampling point for analytical determination of seven metal ions (cadmium, lead, copper, chromium, iron, manganese and zinc) and the measurement of five environmental variables (pH, temperature, conductivity, total dissolved solids and dissolved oxygen) were performed using a multiparameter probe. H. littorale cerebral AChE was characterized and showed potential as a biomarker of pesticides (mainly Dichlorvos) and metal ions (mainly Mercury). Maximum activity peaks were obtained at pH 8.0 and 30 °C. Enzyme activity was moderately thermostable (≈ 45% activity at 45 °C). The enzyme was able to reduce the activation energy of the acetylthiocoline hydrolysis reaction to 8,338 kcal.mol-1 obtaining a catalytic acceleration of 106. This study also presents the first report of brain AChE inhibition of siluriform by novaluron and pyriproxyfen. The results also showed the presence of genotoxic agents in the Cavouco stream. High rates of damage and frequencies of DNA damage were found in relation to control specimens (ID2015 = 4.03x; FD% 2015 = 2.45x; ID2016 = 5.46x; FD% 2016 = 2.46x) in all periods. analyzed. Regarding the micronucleus test (MN), the point P3 (downstream of the others and with predominance of hospital effluents) was the only one that did not present significant difference in relation to the control, however it was the point that differed most in terms of nuclear abnormalities (AN). The quantification of AN resulted in the following order: P3> P1> P2. Regarding the hematological analyzes, the eosinophil and basophil leukocyte types were not found in H.littorale specimens. On the other hand, all specimens presented a high neutrophil / lymphocyte ratio in the analyzed periods, indicating that the fish are infected. The results of the analysis of AChE activity showed the presence of anticholinesterase agents in the waters of this stream, since there was a significant decrease in the activity of this enzyme in the brain and muscle samples of Tamoatá from Cavouco, in relation to the control samples (1312; 0 mU.mg of protein-1) in all periods analyzed. The analyzes of CAT and SOD detoxifying enzymes showed higher oxidative stress in the three-point specimens in relation to the control (29.6 and 31.1 mU.mg of protein-1, respectively) and these results were corroborated by TBARS, ROS generation. and NO ∙. These results can be attributed to the presence of anticholinesterase agents, specific laboratory and hospital effluent pollutants and the presence of infectious agents in the Cavouco stream water. In general, the results of the physicochemical analysis of water are within the limits established by the National Environment Council - CONAMA (Resolution No. 357/2005), but contamination by anthropic origin is verifiable due to the low dissolved oxygen content. and presence of some heavy metals (iron, manganese, zinc, lead and copper), which even in sublethal concentrations can affect aquatic ecosystems. These results point to the need for proper management and disposal of waste that is currently discharged without treatment in this ecosystem. 2020-09-11T16:18:23Z 2020-09-11T16:18:23Z 2019-11-28 doctoralThesis ARAÚJO, Marlyete Chagas de. Biomonitoramento em um riacho urbano utilizando marcadores bioquímicos, genotóxicos e hematológicos de Hoplosternum littorale; Hancock, 1828 (Actinopterygii: Callichthyidae). 2019. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2019. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/37915 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Ciencias Biologicas
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description	O riacho Cavouco é um afluente do rio Capibaribe – um dos principais rios do Estado de Pernambuco (Nordeste do Brasil) – e ao longo do seu percurso recebe descargas de resíduos químicos, hospitalares e domésticos. Essa carga poluidora pode induzir nas espécies desse ecossistema uma série de alterações bioquímicas, genéticas e hematológicas, podendo comprometer sua adaptabilidade e sobrevivência. O objetivo deste trabalho foi realizar o biomonitoramento no riacho Cavouco por meio de marcadores bioquímicos, genotóxicos e hematológicos da espécie Hoplosternum littorale. Coletas semestrais foram realizadas durante os anos de 2015 e 2016 em três pontos (P1, P2, P3) desse riacho, em períodos de chuva e estiagem. Os espécimes do grupo controle foram coletados nesse ambiente e depurados por 35 dias em aquários com aeração constante. Os animais foram anestesiados e após sedação foi coletado o sangue para realização dos ensaios genotóxicos (ensaio cometa, teste de micronúcleos e anormalidades nucleares) e hematológicos (contagem diferencial de leucócitos). Em seguida, foram retirados os tecidos (cérebro, músculo e fígado) para análise das enzimas acetilcolinesterase (AChE), superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT). Para investigação do estresse oxidativo foram analisadas espécies reativas oxigênio (ROS) e nitrogênio (NO) através de espectrofluorimetria. Concomitantemente, dois litros de água foram coletados em cada ponto de amostragem para determinação analítica de sete íons metálicos (cádmio, chumbo, cobre, cromo, ferro, manganês e zinco) e a medição de cinco variáveis ambientais (pH, temperatura, condutividade, sólidos totais dissolvido e oxigênio dissolvido) foram realizadas por meio de uma sonda multiparâmetro. A AChE cerebral de H. littorale foi caracterizada e mostrou potencial como biomarcador de pesticidas (principalmente Diclorvós) e íons metálicos (principalmente Mercúrio). Picos máximos de atividade foram obtidos em pH 8,0 e 30 °C. A atividade enzimática foi moderadamente estável (≈ 45% de atividade a 45 °C). A enzima foi capaz de reduzir a energia de ativação da reação de hidrólise da acetiltiocolina para 8,338 kcal.mol⁻¹ obtendo uma aceleração catalítica de 10⁶. Este estudo apresenta ainda o primeiro relato de inibição da AChE cerebral de siluriformes por novaluron e piriproxifeno. Os resultados evidenciaram, também, a presença de agentes genotóxicos no riacho Cavouco. Altos índices de danos e frequências de danos ao DNA foram constatados em relação aos espécimes controle (ID₂₀₁₅ = 4,03x; FD%₂₀₁₅ = 2,45x; ID₂₀₁₆ = 5,46x; FD%₂₀₁₆ = 2,46x) em todos os períodos analisados. No que se refere ao teste de micronúcleo (MN), o ponto P3 (à jusante dos demais e com predomínio de efluentes hospitalares) foi o único que não apresentou diferença significativa em relação ao controle, todavia foi o ponto que mais diferiu em termos de anormalidades nucleares (AN). A quantificação de AN resultou na seguinte ordem: P3 > P1 > P2. Em relação às análises hematológicas os tipos leucocitários eosinófilo e basófilo, não foram encontrados nos espécimes de H.littorale, por outro lado todos espécimes apresentaram alta relação neutrófilos/linfócitos nos períodos analisados, indicando que os peixes estão infectados. Os resultados da análise da atividade da AChE evidenciaram a presença de agentes anticolinesterásicos nas águas deste riacho, uma vez que ocorreu decréscimo significativo na atividade dessa enzima, nas amostras de cérebro e músculo de Tamoatá provenientes do Cavouco, em relação as amostras controle (1312,0 mU.mg de proteína⁻¹), em todos os períodos analisados. As análises das enzimas detoxificadoras CAT e SOD demonstraram maior estresse oxidativo nos espécimes dos três pontos em relação ao controle (29,6 e 31,1 mU.mg de proteína⁻¹, respectivamente) e estes resultados foram corroborados pelo TBARS , geração de NO∙. Tais resultados podem ser atribuídos à presença de agentes anticolinesterásicos, poluentes específicos de efluentes laboratoriais e hospitalares e a presença de agentes infecciosos na água do riacho Cavouco. De modo geral, os resultados das análises físico-química da água estão dentro dos limites estabelecidos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA (resolução nº 357/2005), porém é verificável a contaminação por origem antrópica, devido ao baixo teor de oxigênio dissolvido e presença de alguns metais pesados (ferro, manganês, zinco, chumbo e cobre), os quais mesmo em concentrações subletais podem afetar os ecossistemas aquáticos. Estes resultados apontam para a necessidade de um manejo e descarte adequado dos resíduos que atualmente são lançados sem tratamento neste ecossistema.
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Biomonitoramento em um riacho urbano utilizando marcadores bioquímicos, genotóxicos e hematológicos de Hoplosternum littorale; Hancock, 1828 (Actinopterygii: Callichthyidae)

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