Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The aim of this study was to verify the zinc and copper effects, metals frequently found in aquatic ecosystems, on the metabolism of piavas (Leporinus sp.). In this work, it was verified the average lethal concentrations (LC50) for the different metals. Activities of different enzymes such as AChE (brain and muscle), catalase (liver), δ-ALA-D (liver, kidney, muscle and brain), TBARS formation (liver, brain and muscle), hematological parameters and metals accumulation in different tissues (liver, kidney, brain and muscle) were also analyzed. Juvenile of Leporinus sp. was exposed to zinc and copper for LC50 determination, which was estimated as 23.4 mg/L for Zn(II) and 0.2 mg/L for Cu(II). Based on these results, fish were exposed for 30 or 45 days to concentrations equivalents to 10% and 20% of the LC50 which corresponded to 2.3 and 4.6 mg/L for Zn(II) and 0.02 and 0.04 mg/L for Cu(II), respectively. δ-ALA-D activity was modified in response to metal exposure, being inhibited by zinc in the brain after 45 days of exposure in both metals concentrations tested. In liver and kidney, it was inhibited by both metals concentrations and times of exposure. Muscle demonstrated inhibition in δ-ALA-D activity only in 4.6 mg/L concentration after 45 days exposure to Zn(II). Copper exposure also inhibited the δ-ALA-D activity in liver, kidney and muscle in both metal concentrations and exposure time tested. In the brain, in general, δ-ALA-D activity was not altered when compared to controls. Hematological parameters also showed alterations after exposure to both metals after 45 days experiment. Reduction of hematocrit, erythrocyte, hemoglobin content demonstrated that fish exposed to zinc and copper showed anemic signs. Liver catalase activity increased after zinc or copper exposure in both concentrations and exposure times tested. TBARS levels increased in liver and brain of fish exposed to Zn(II) for 45 days in both metal concentrations. In muscle, it did in both exposure times and concentrations tested. Cu(II) exposure reduced the TBARS levels in liver in both concentrations and time of exposure tested. In brain, there was a decreased in TBARS levels only after 45 days of exposure. In muscle, this decreased was observed after 30 days of exposure in both concentrations. AChE activity increased in muscle (30 and 45 days exposure) and brain (30 days exposure) in fish exposed to Zn(II) in both concentrations tested. However, after 45 days of exposure to zinc, cerebral AChE activity decreased at 2.3 mg/L of Zn(II) and increased at 4.6 mg/L of Zn(II). For Cu(II), both muscle and brain AChE activity increased in both concentrations and exposure time tested. Fish exposed to zinc showed metal accumulation in the liver and kidney in both concentrations and time of exposure tested. For copper, the metal accumulation was only observed in brain and after 45 days of exposure in both concentrations tested. This study showed that although zinc and copper are required as microelements in the normal metabolism of cells, subletal concentrations of these metals can affect the activity of several enzymes of toxicological interest, increase the production of oxygen reactive species which can cause stress and accumulate in different manners in the tissues. / O objetivo deste estudo foi verificar os efeitos do zinco e do cobre, metais freqüentemente encontrados em ecossistemas aquáticos, sobre o metabolismo de piavas (Leporinus sp.). Neste trabalho verificou-se a concentração letal média (CL50) para os diferentes metais e foram medidas as atividades de diferentes enzimas como acetilcolinesterase (AChE) (cérebro e músculo); catalase (fígado); delta-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) (fígado, rim, cérebro e músculo); formação de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) (fígado, cérebro e músculo); parâmetros hematológicos e acumulação dos metais em diferentes tecidos (fígado, rim, cérebro e músculo). Juvenis de Leporinus sp. foram expostos ao zinco e ao cobre para a determinação da CL50 que foi de 23.4 mg/L para zinco e 0.2 mg/L para o cobre. A partir desta determinação, os peixes foram expostos durante 30 e 45 dias a 10% e 20% destas concentrações que corresponderam a 2.3 mg/L e 4.6 mg/L para o zinco e 0.02 mg/L e 0.04 mg/L para o cobre. A atividade da δ-ALA-D foi alterada em resposta à exposição aos metais, sendo sua atividade no cérebro inibida pelo zinco após 45 dias de exposição às duas concentrações testadas e, no fígado e rim, inibida em ambas concentrações e tempos de exposição testados. Já o tecido muscular, demonstrou inibição na atividade da δ-ALA-D somente na concentração 4.6 mg/L depois dos 45 dias de exposição ao zinco. A exposição ao cobre também demonstrou uma inibição da atividade da δ-ALA-D no fígado, rim e músculo em ambas concentrações e tempos de exposição testados. No cérebro, em geral, a atividade da δ-ALA-D não foi alterada quando comparada aos controles. Os parâmetros hematológicos também mostraram alterações após exposição a ambos metais depois dos 45 dias de experimento. A redução no hematócrito, hemoglobina e número de eritrócitos demonstram que os peixes expostos ao zinco e ao cobre apresentavam sinais de anemia. A atividade da catalase no fígado aumentou para ambos metais em ambas concentrações e tempos de exposição. Os níveis de TBARS nos peixes expostos ao zinco encontraram-se aumentados no fígado e cérebro após 45 dias de exposição em ambas concentrações e, no músculo, em ambos tempos de exposição e concentrações testadas. O cobre reduziu os níveis de TBARS no fígado em ambas concentrações e tempos de exposição. Já no cérebro, houve uma redução destes níveis somente após 45 dias de exposição e, no músculo, após 30 dias de exposição a ambas concentrações testadas. A atividade da AChE aumentou em músculo (30 e 45 dias) e cérebro (30 dias) para os peixes expostos ao zinco em ambas concentrações. Entretanto, nos 45 dias de exposição ao zinco, a atividade da AChE cerebral encontrou-se reduzida na concentração 2.3 mg/L e aumentada na concentração 4.6 mg/L. Já para o cobre, a atividade da AChE aumentou no músculo e cérebro em ambas concentrações e tempos testados. Os peixes expostos ao zinco demonstraram acumulação do metal no fígado e rim em ambas concentrações testadas, após os 30 e 45 dias de exposição. Já para o cobre, foi observada acumulação do metal somente no cérebro, em ambas concentrações testadas após 45 dias. Este estudo demonstrou que o zinco e o cobre, apesar de serem microelementos importantes para a função celular, mesmo em concentrações subletais, podem alterar a atividade de diversas enzimas de interesse toxicológico, aumentar a produção de espécies reativas de oxigênio, e se acumular, de diferentes formas, nos tecidos.

The effects of glyphosate (1.0 and 5.0 mg/L) on growth, digestive enzymes and toxicology parameters were evaluated in piavas (Leporinus sp.) after 90 days of exposure. A control group was kept in water without herbicide. Fish were fed to satiety twice a day with commercial fish pellets (38% crude protein, Purina®). Water quality was kept by suction of food and fecal residues. The water in the box was renewed every 48 h to maintain herbicide concentration constant during the exposure period. After experimental period (90 days) blood was quickly collected for determining hematological parameters. Liver, white muscle, brain, stomach and intestine were removed and use to determine toxicology parameters and digestive enzymes. After 90 days exposure, fish weight gain, specific growth rate, and feed efficiency wede reduced as glyphosate concentration increased in the water. The activity of all digestive enzymes verified increased with the increase of glyphosate concentration. Results indicate that AChE activity significantly decreased in the brain of fish exposed to 5 mg/L of glyphosate, but in the muscle this parameter was increased in the fish exposed to 1mg/L of glyphosate. Exposure to this herbicide produced a decrease in all hematological parameters tested in both concentrations used. Fish exposed to all glyphosate concentrations showed a significant decrease in liver glycogen and glucose, but a significant increase in muscle glycogen after exposure to 5 mg/L herbicide. Muscle glucose was not altered. Lactate and protein (5 mg/L) of fish exposed to all glyphosate concentrations increased in the liver. Similar results were showed in the muscle for lactate, but protein was reduced after exposure to 5 mg/L of glyphosate. These results indicate that glyphosate affect growth, hematologic and metabolic parameters as well digestive enzymes of piavas. All parameters tested may be indicators of herbicide contamination after prolonged exposure. / Os efeitos do herbicida glifosate (1,0 e 5,0 mg/L) sobre o crescimento, enzimas digestivas e parâmetros toxicológicos foram avaliados em juvenis de piavas (Leporinus sp.), após 90 dias de exposição. O grupo controle foi mantido em água sem herbicida. Os peixes foram alimentados até a saciedade aparente, duas vezes ao dia, com ração comercial peletizada (38% de proteína bruta, Purina®). A qualidade da água foi mantida através de sifonagem de resíduos de alimento e fezes. A água das caixas foi renovada a cada 48 horas para manter a concentração do glifosate constante durante o período de exposição. Após o período experimental (90 dias), o sangue dos peixes foi rapidamente coletado para determinação dos parâmetros hematológicos. Fígado, músculo branco, cérebro, estômago e intestino foram removidos e utilizados para determinar parâmetros toxicológicos e enzimas digestivas. Depois de 90 dias de exposição, o ganho de peso, taxas de crescimento específico e conversão alimentar diminuíram com o aumento da concentração de glifosate na água. Todas as enzimas digestivas verificadas aumentaram com o aumento da concentração de glifosate. A atividade da acetilcolinesterase (AChE) diminuiu significativamente no cérebro dos peixes expostos a 5 mg/L, e aumentou, no músculo dos peixes expostos a 1mg/L de glifosate. Exposição a este herbicida diminuiu todos os parâmetros hematológicos testados em ambas as concentrações utilizadas, mas redução significativa no glicogênio do fígado e glicose, e aumento no glicogênio muscular, ocorreu apenas em 5 mg/L. A glicose muscular não foi alterada. Lactato dos peixes expostos a todas as concentrações de glifosate, e proteína (5 mg/L) apresentaram um aumento significativo no fígado. Resultados semelhantes, para o lactato, foram encontrados no músculo, mas a proteína diminuiu depois da exposição a 5 mg/L de glifosate. Estes resultados indicam que glifosate afeta parâmetros de crescimento, hematológicos e metabólicos, bem como enzimas digestivas de piavas. Todos os parâmetros testados podem ser indicadores de contaminação por herbicida depois de exposição prolongada.