Efeitos do Roundup em parâmetros bioquímicos e moleculares envolvendo a resposta antioxidante em brânquias e fígado de zebrafish (Danio rerio)

Abstract

Organismos aquáticos estão constantemente sujeitos a sofrerem efeitos adversos causados por contaminantes ambientais. Dentre estes contaminantes podem se destacar os pesticidas, que são amplamente utilizados na atividade agrícola no combate de pragas, porém podendo causar danos ao meio ambiente e a organismos não-alvo. Entre os pesticidas mais utilizados no mundo está o herbicida Roundup, o qual possui como princípio ativo o glifosato. Entre seus efeitos em peixes está o estresse oxidativo, caracterizado como um desbalanço entre antioxidante e pró-oxidantes em favor dos pró-oxidantes, levando a danos oxidativos em biomoléculas. O objetivo do presente estudo foi verificar o efeito do Roundup no balanço oxidativo em brânquias e fígado de zebrafish bem como sua resposta em termos de expressão gênica de componentes do sistema de defesa antioxidante. Animais adultos foram expostos a concentrações de 5 mg/L e 10 mg/L de Roundup® e após 24, 48, 72 e 96 horas os animais foram eutanaziados para a dissecação dos tecidos para determinação da concentração de espécies reativas de oxigênio (ERO) e capacidade antioxidante contra radicais peroxil (ACAP). Após 24 e 96 horas os tecidos foram utilizados para análise da expressão dos seguintes genes: nrf2, cat, sod1, sod2, gclc, gpx, gst, gst, gst, ucp1 e ucp3, sendo que a expressão dos genes tbp e ef1 foi utilizada como normalizadores. Nas brânquias, os resultados mostraram um significativo aumento de ACAP em 96 horas de exposição na maior concentração. No fígado, foi observada uma diminuição significativa de ERO e ACAP em 24 horas de exposição, e um aumento significativo de ACAP após 48 horas de exposição na maior concentração de Roundup®. Os animais expostos a menor concentração apresentaram uma diminuição significativa nos níveis de ERO após 72 e 96 horas de exposição, sem alterações significativas para ACAP. Para a expressão gênica foi observada uma redução significativa de sod2 nas brânquias dos animais expostos a maior concentração. A expressão de gpx foi reduzida nas brânquias dos animais expostos a menor concentração e aumentada no fígado dos animais expostos a maior concentração após 96 horas. A expressão de gst foi diminuída nas brânquias dos animais expostos durante 24 horas na maior concentração. Em relação às proteínas desacopladoras (UCPs), ucp1 teve um aumento significativo na expressão em 24 horas nas brânquias dos animais expostos a maior concentração. Esses resultados mostram que a exposição ao Roundup® causa um desbalanço oxidativo em ambos os tecidos analisados e essa situação pode levar a uma resposta em termos de alteração do perfil de expressão gênica do sistema de defesa antioxidante.

Environmental pollutants, such as pesticides, would cause oxidative stress. Roundup® and its active ingredient, glyphosate, are the most employed herbicides around the world and can contaminate rivers and basins. It is suggested that Roundup® can cause an imbalance between the reactive oxygen species production (ROS) and the action of the antioxidant defense system. The objective of the present study was to verify the Roundup® effects on the oxidative balance in zebrafish Danio rerio liver and gills as well as the response in terms of gene expression related to antioxidant defense system. Adult zebrafish were exposed to Roundup® (5 mg/L and 10 mg/L) and after 24h, 48, 72 and 96h the animals were euthanized for determination of ROS levels and antioxidant capacity against peroxyl radicals (ACAP). Also, after 24 and 96h tissues were employed for gene expression determination of the following genes: nrf2, cat, sod1, sod2, gclc, gpx, gst, gst, gst, ucp1 and ucp3. In gills, the results demonstrated a significant ACAP induction 96h after exposure to the highest concentration employed. In liver, it was observed a significant reduction in ROS and ACAP after 24h and a response of ACAP increment after 48h in animals exposed to the highest Roundup concentration. Animals exposed to the lowest concentration presented a significant reduction on ROS levels after 72 and 96h without changes in ACAP. Concerning gene expression, it was observed a reduction in sod2 expression in gills of animals exposed to the highest concentration. The gpx gene expression was reduced in gills of animals exposed to the lowest concentration and induced in liver after 96h of exposure to the highest concentration. The gst expression was diminished in gills of animals exposed for 24h to the highest concentration. Concerning uncoupling proteins (UCP), ucp1 gene expression was induced in gills of animals exposed to 10 mg/l after 24h. Taken together, these results indicated that Roundup® exposure causes an imbalance in oxidative balance in both gills and liver of zebrafish and this situation leads to a response in terms of the antioxidant defense system altered gene expression.