The effects of the toxic exposure of fish to the herbicides clomazone (isoxazolidinone-Gamit®), quinclorac (quinoline-Facet®) and metsulfuron methyl (sulfonylurea-Ally®), used in rice fields were investigated. Experiments were carried out with silver catfish (Rhamdia quelen) to establish an average lethal concentration in 96 hours (LC50 96 h) of exposure to herbicides as well as to determine brain and muscle AChE activity in this specie. In additional experiments, silver catfish were placed into water, for 45 days, taken from the rice cultivation after the application of herbicides. Survival parameters as well as growth and metabolic (glucose, lactate, glycogen and protein) were determined in this species. Piava (Leporinus obtusidens) were exposed (96 and 192 h) to clomazone in the concentration used for rice culture (0.5 mg/L) and recovery tests (192 h) in water free of herbicide were performed. Enzymatic (AChE and CAT), formation of TBARS, protein carbonylation and some metabolic parameters (glycogen, lactate, glucose and protein) were evaluated in different tissues. Results showed that LC50-96 h values for silver catfish were 7.32 mg/L for clomazone, 395 mg/L for quinclorac and no values were obtained for metsulfuron methyl, the fish survived in maximum concentration of 1200 mg/L. Our findings showed that clomazone is a potent inhibitor of AChE activity in silver catfish, showing an inhibition up to 83% in brain and 89% in muscle. However, quinclorac and metsulfuron methyl caused an increase of the brain AChE activity (98 and 179%, respectively) and a decrease in the muscle AChE activity (88 and 56% respectively). After 45 days of quinclorac exposure, silver catfish showed a decrease of 4% in the survival rates. In water with clomazone and quinclorac a reduction in the growth of fish was observed. In the liver tissue of silver catfish exposed to clomazone and quinclorac a glycogen increase and a reduction in the glucose and lactate levels were observed
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indicating liver gluconeogenesis. In the muscle tissue, there was a decrease in the muscle glycogen, with a lactate increase. There was a decrease in the AChE activity in brain and heart of piava exposed to clomazone (96 and 192 h). AChE activity decreased in muscle after 192 h of exposure. Regarding the recovery of the AChE activity in piava, the inhibition persisted after 192 h in water free of herbicide in brain, muscle and eye. TBARS levels were increased in the brain of piava during the exposure periods, whereas an increase in liver and muscle was observed after 192 h of exposure. TBARS levels did not return to controls values during the recovery period, except for liver. The exposure of piava resulted in an increase in the formation of protein carbonyl in liver, which was not recovered. In liver, the reduction in the CAT activity is related to the increase in liver TBARS, showing that this herbicide causes oxidative damage. Furthermore, in this study the glycogen levels in kidneys of piava exposed to clomazone showed an increase whereas lactate, glucose and protein values to these tissues were decreased. In muscle tissue of piava exposed to clomazone (96 h) was demonstrate a glycogen increased that after recovery returned to the values of control. Muscle tissue of piavas also showed lactate increased, a decreased glucose and protein, however lactate levels not were recovered. These results demonstrate that after exposing piava to clomazone (96 and 192 h) some metabolic and enzymatic changes could not be recovered, even exposing the fish to water free of herbicide (192 h). The results of this study showed that the exposure of fish to herbicides used in rice culture affects the cholinergic system, as well as the metabolic and oxidative parameters causing a condition of oxidative stress. Therefore, the parameters evaluated in piava and silver catfish may be recommended for the monitoring of water contamination by clomazone, quinclorac and metsulfuron methyl. / Neste estudo, investigaram-se os efeitos toxicológicos da exposição de peixes aos herbicidas COLOCAR CLASSE clomazone (isoxazolidinonas- Gamit®), quinclorac (quinolinas- Facet®) e metasulfuron metil (sulfoniluréia- Ally®), utilizados na lavoura de arroz. Primeiramente, foram realizados experimentos com jundiás (Rhamdia quelen) para estabelecer uma concentração média letal em 96 horas (CL50-96h) de exposição aos herbicidas e determinar a atividade da AChE cerebral e muscular nesses peixes. Em experimentos adicionais, jundiás foram expostos por 45 dias em águas retiradas do cultivo do arroz após a aplicação dos herbicidas. Foram determinados parâmetros de sobrevivência, crescimento e metabólicos (glicose, lactato, glicogênio e proteína) nestes peixes. Piavas (Leporinus obtusidens) foram submetidas à exposição (96 e 192 h) do clomazone na concentração utilizada na lavoura de arroz (0,5 mg/L) e, em seguida a testes de recuperação (192 h) em água livre deste herbicida. Foram avaliados parâmetros enzimáticos (AChE e CAT), formação de TBARS, carbonilação de proteínas e alguns metabólicos (glicogênio, lactato, glicose e proteína) em diferentes tecidos. Os resultados demonstraram que os valores de CL50-96h para os jundiás nos herbicidas foram: 7,32 mg/L para o clomazone, 395 mg/L para o quinclorac e para o metasulfuron metil este valor não foi obtido, pois os peixes sobreviveram em concentração máxima de 1200 mg/L deste herbicida. Nossos resultados revelaram que o clomazone é um potente inibidor da atividade da AChE em jundiás, mostrando uma inibição de até 83% em cérebro e de 89% em músculo. No entanto, quinclorac e metasulfuron metil causaram aumento da AChE cerebral (98 e 179%, respectivamente) e diminuição dessa atividade no músculo (88 e 56%, respectivamente). Depois de 45 dias de exposição aos herbicidas, os jundiás expostos ao quinclorac demonstraram diminuição de 4% nos índices de sobrevivência. E, em água com clomazone e com quinclorac ocorreu redução no crescimento dos peixes. No tecido hepático dos jundiás expostos ao clomazone e quinclorac houve aumento de glicogênio, redução nos níveis de lactato. No tecido muscular verificou-se um aumento do lactato. Em piavas expostas ao clomazone (96 e 192 h) houve diminuição na atividade da AChE, em cérebro e em coração dos peixes. A atividade da AChE muscular diminuiu depois de 192 h de exposição. Em relação à recuperação da atividade da AChE em piavas, observou-se que a inibição persistiu após 192 h em água livre de herbicida em cérebro, músculo e olho. Os níveis de TBARS apresentaram-se aumentados em cérebro de piavas nos períodos de exposição, enquanto em fígado e em músculo foi observado o aumento depois de 192 h de exposição. Em relação ao período de recuperação, verificou-se
que os níveis de TBARS não retornaram aos valores iniciais, com exceção do fígado. A exposição de piavas resultou num aumento na formação de carbonilação proteíca em fígado, que não foi recuperado. No fígado, a diminuição da atividade da CAT está relacionada com o aumento de TBARS hepático, demonstrando que este herbicida induz dano oxidativo. Além disso, no presente estudo os níveis de glicogênio em fígado e em rins de piavas expostas ao clomazone mostraram um aumento, enquanto os valores de lactato, glicose e de proteína obtido para esses tecidos diminuíram. No tecido muscular de piavas expostas por 96 h ao clomazone foi demonstrado um aumento do glicogênio que após o período de recuperação retornou aos valores do controle. Nesse mesmo tecido, essas piavas apresentaram um aumento de lactato, a diminuição de glicose e de proteína, sendo que o lactato não foi recuperado. Estes resultados indicam que após a exposição de piavas ao clomazone (96 e 192 h) algumas mudanças enzimáticas e metabólicas não podem ser recuperadas, mesmo submetendo os peixes ao tratamento em água livre de herbicida (192 h). Contudo, os resultados obtidos no presente estudo demonstraram que a exposição de peixes a herbicidas utilizados na lavoura de arroz irrigado afeta o sistema colinérgico, os parâmetros metabólicos e oxidativos causando uma condição de estresse oxidativo. Portanto, os parâmetros avaliados em jundiás e piavas podem ser recomendados para o monitoramento de contaminação da água por clomazone, quinclorac e metasulfuron metil.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4406 |
| Date | 15 January 2009 |
| Creators | Miron, Denise dos Santos |
| Contributors | Morsch, Vera Maria, Loro, Vania Lucia, Barbosa, Nilda Berenice de Vargas, Ferreira, Juliano, Rubin, Maribel Antonello |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, UFSM, BR, Bioquímica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200800000002, 400, 300, 300, 300, 500, 300, 500, 05cf99a1-4e49-4daa-bb3b-26eee86569c1, b2157d06-7bad-4a8c-bbb2-cbfd9393e7a1, e62d1f1a-dbb5-413c-843c-5e4a6f280831, 51dd8038-260e-45c0-a23b-964111b21ed8, b410c4c0-c1c6-41df-aed8-741731a2b8a2, c1fe553d-2f5d-48b6-b636-7f60172a1b7c |
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