Toxicidade do herbicida atrazina sobre sistema dopaminérgico e parâmetros de estresse oxidativo em Drosophila melanogaster.

Abstract

Vários poluentes ambientais são conhecidos por causar danos ao sistema dopaminérgico devido ao desequilíbrio do metabolismo energético. A atrazina é um herbicida amplamente utilizado e, por isso, tornou-se um dos contaminantes ambientais mais comuns. Foi demonstrado que a exposição à atrazina diminui a viabilidade larval, aumenta o metabolismo energético de moscas fêmeas e inibe a atividade da enzima ATP sintase. Em mamíferos diversos estudos relatam que a exposição à atrazina altera a neurotransmissão dopaminérgica. Entretanto, poucos ou nenhum estudo tem investigado os mecanismos de neurotoxicidade da atrazina em Drosophila melanogaster. Devido à isto, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do herbicida atrazina no balanço oxidativo bem como no sistema dopaminérgico de D. melanogaster expostas durante o desenvolvimento embrionário e larval. Para isto, os embriões recém-fertilizados foram coletados e divididos em quatro grupos experimentais: grupo controle (meio de cultura livre de atrazina), grupo etanol (meio de cultura livre de atrazina, contento 0,02% de etanol) e dois grupos contendo atrazina em diferentes concentrações (10 µM e 100 µM) e etanol 0,02% no meio de cultura. Após a emersão, os testes foram realizados em machos e fêmeas separadamente. A exposição à atrazina reduziu a viabilidade de larvas e pupas. Moscas recém emergidas apresentaram alterações do metabolismo redox como aumento da geração de espécies reativas de oxigênio, redução da capacidade antioxidante e dano lipídico. Além destes resultados, alterações comportamentais foram observadas em fêmeas, acompanhado de um aumento da atividade da enzima tirosina hidroxilase e aumento da expressão dos genes que codificam os receptores de dopamina. Machos não tiveram alterações nos testes comportamentais realizados, bem como nos parâmetros relacionados ao sistema dopaminérgico. Entretanto, a expressão de genes associados à proteção celular foram alterados em machos e fêmeas, porém apresentando um padrão diferente entre os sexos. Os resultados indicam que o desequilíbrio redox causado pela exposição à atrazina em D. melanogaster pode estar relacionado à desregulação do sistema dopaminérgico.

Various environmental pollutants are known to cause damage to the dopaminergic system due to imbalance in energy metabolism. Atrazine is an herbicide widely used and therefore became one of the most common environmental contaminants. It has been shown that atrazine exposure decreases larval viability, increases the energy metabolism of flies and inhibits the activity of the ATP synthase enzyme. In mammals several studies reported that atrazine exposure alters dopaminergic neurotransmission. However, few or no study has investigated the neurotoxicity mechanisms of atrazine in Drosophila melanogaster. Due to this, the goal of this study was to evaluate the effect of atrazine in the oxidative balance and the dopaminergic system of D. melanogaster exposed during embryonic and larval development. The newly fertilized embryos were collected and divided into four groups: control group (atrazine-free culture medium), ethanol group (atrazine-free and 0.02% ethanol in culture medium) and two groups containing atrazine in different concentrations (10 µM and 100 µM) and 0.02% ethanol in culture medium. Exposure to atrazine reduces the viability of larvae and pupae, reducing the rates of pupation and emergence. The tests were conducted on males and females separately. Newly emerged flies that were exposed during embryonic and larval development showed changes in redox metabolism as increased reactive oxygen species generation, decreased antioxidant capacity and lipid damage. The behavioral changes were observed in females, accompanied by an increased activity of the tyrosine hydroxylase enzyme and increased mRNA gene expression of dopamine receptors. Males did not change in the behavioral tests as well as the parameters related to the dopaminergic system. However, the expression of genes associated with redox metabolism have changed in males and females, with a different pattern between the genders. The results indicate that the redox imbalance caused by exposure to atrazine in D. melanogaster may be related to dysfunction of the dopaminergic system.