Biomarcadores de contaminação aquática em Poecilia vivipara

Abstract

A poluição aquática em zonas costeiras é crescente, exigindo cada vez mais o uso de ferramentas alternativas para seu monitoramento. Dentre estas, as de maior potencial são os biomarcadores, que são medidas biológicas capazes de expressar exposição ou efeito deletério de contaminantes. Porém, a falta de informação sobre respostas de biomarcadores a contaminantes em concentrações ambientalmente relevantes constitui empecilho ao emprego destas ferramentas. Neste trabalho foram analisados os efeitos de três contaminantes em diversos biomarcadores usualmente utilizados em estudos de avaliação ambiental. Os contaminantes testados foram cobre (metal), atrazina (herbicida) e fenantreno (hidrocarboneto policíclico aromático). Os biomarcadores avaliados foram atividades enzimáticas (superóxido dismutase, catalase, glutationa redutase e glutationa s-transferase), concentração de metalotioneínas, espécies reativas de oxigênio, capacidade antioxidante, peroxidação lipídica, quebras na fita de DNA, freqüência de células micronucleadas e de anomalias nucleares, e composição iônica corporal. Os três contaminantes demonstraram potencial para afetar os biomarcadores avaliados, porém cada um afetou distintamente os grupos de biomarcadores. O efeito do cobre foi caracterizado por um elevado potencial de geração de estresse oxidativo em brânquias, fígado e músculo, além de causar dano genético através da quebra da fita de DNA e clastogenicidade. A atrazina aumentou a atividade da glutationa s-transferase, causou estresse oxidativo branquial e danos genéticos não detectáveis no ensaio cometa. Por fim, o fenantreno gerou estresse oxidativo muscular, sendo a maioria dos danos possivelmente relacionada à geração de metabólitos reativos durante sua degradação, resultando em elevada genotoxicidade e citotoxicidade, bem como perturbações de sistemas enzimáticos e da fisiologia do animal.

Aquatic pollution in coastal areas is increasing, demanding the use of alternative tools for its adequate monitoring. Among them, biomarkers are those showing higher potential for practical use. They are biological measurements capable of detecting the exposure and effects of contaminants. However, the lack of information on the response of biomarkers to contaminants at environmentally relevant levels is a constraint for the employment of these tools in monitoring programs. In the present study, the effects of three contaminants on several biomarkers commonly employed in environmental analyses were evaluated. Contaminants tested were copper (metal), atrazine (herbicide) and phenanthrene (polycyclic aromatic hydrocarbon). Biomarkers evaluated were enzyme activities (superoxide dismutase, catalase, glutathione reductase and glutathione s-transferase), metallothioneins concentration, reactive oxygen species, antioxidant capacity, lipid peroxidation, DNA strand-breaks, micronucleated cells and nuclear anomalies frequencies, and whole-body ion composition. The three contaminants showed potential to affect the biomarkers evaluated. However, each contaminant affected distinctly the groups of biomarkers. Copper effect was characterized by a elevated potential for oxidative stress generation in gills, liver and muscle. It also induced genetic damage (DNA strand-breaks) and clastogenicity. Atrazine increased glutathione stransferase activity, caused oxidative stress in gills and genetic damage non detectable by the Comet assay. Finally, phenanthrene induced oxidative stress in muscle, being most of the damage likely associated with the generation of reactive metabolites during the contaminant degradation process. Exposure to phenanthrene resulted in elevated genotoxicity and cytotoxicity, as well as perturbations of the enzymatic systems and the whole-animal physiology.