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Previous issue date: 2015-05-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Eutrophication of the aquatic environment favors cyanobacteria blooms and
affects the biota due to organoleptic water changing and the release of toxins. The
objective of this study was to evaluate the effect of microcystin contained in the
crude extract of the cyanobacteria Radiocystis fernandoi (R28 strain) in the fish
Hoplias malabaricus assessing the degree of structural and functional impairment
of the liver, the accumulation potential in muscle and risk to human health. Traíras
were injected intraperitoneally with 100 μg MC-LReq kg-1 following two
experimental protocols: (i) acute exposure with the application of a single dose of
the crude extract and evaluation after 12 and 96 hours and (II) chronic exposure in
which a dose was injected every 72 hours during 30 days. Genotoxic, biochemical,
physiological and morphological biomarkers were used to evaluate the action of
toxins, structural and ultrastructural damage in the liver, the detoxification
mechanisms and changes in energy metabolism. The R28 strain produced mainly
the MC-RR and MC-YR showing hepatotoxic potential. In the liver there was
accumulation of MC-YR after acute and chronic exposure and MC-RR and MC-RR
only after chronic exposure. There was not MC accumulation in muscle. The
accumulation of the variants (MC-RR and MC-YR) depends on the concentration
and the body's defense system for depuration and biomagnification. Acute and
chronic exposure caused inhibition of the serine protein phosphatase / threonine
type of PP2A activity, increased alanine aminotransferase and aspartate activity
and direct bilirubin in plasma indicating liver damage. Macroscopically occurred
changes in the color, texture and liver mass; microscopically the morphology of
hepatocytes and intracellular organelles were altered and there were dilated
sinusoids and hyperemia. After 30 days, the frequency of changes increase, and
fibrous tissue disrupted the architecture of hepatic tissue. Changes in intermediary
metabolism as glucose, liver glycogen, pyruvate and lactate showed increased
energy demand and physiological stress. Moreover, there was activation of phase
I of the biotransformation system and alterations in cellular antioxidant systems.
Morphological signs of recovery in the liver were observed after 96 hours (single
dose) to MC, but not after 30 days and no signs of cell regeneration. DNA damage
were observed as well. The biochemical changes and liver structure showed
functional impairment of the liver. In conclusion, the microcystin present in the
crude extract of cyanobacteria R. fernandoi (R28 strain) combined with other
substances in the extract may compromise the health and survival of the animal. / A eutrofização do ambiente aquático favorece as florações de cianobactérias e
afeta a biota devido à alteração organoléptica da água e a liberação de toxinas. O
objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de microcistinas contidas no extrato bruto
da cianobactéria Radiocystis fernandoi (cepa R28) no peixe Hoplias malabaricus
quanto ao grau de comprometimento estrutural e funcional do fígado, o potencial
de acumulação no músculo e possível risco para a saúde humana. Traíras foram
injetadas intraperitonealmente com 100 μg MC-LReq kg-1 seguindo 2 protocolos
experimentais: (i) exposição aguda com a aplicação de uma única dose do
extrato bruto e avaliação após 12 e 96h e (II) exposição crônica com dose injetada
a cada 72h durante 30 dias. Biomarcadores genotóxicos, bioquímicos, fisiológicos
e morfológicos foram utilizados para avaliar a ação das toxinas, danos estruturais
e ultraestruturais, mecanismos de desintoxicação no fígado e alterações no
metabolismo energético. A cepa R28 produziu majoritariamente as variantes MCRR
e MC-YR evidenciando potencial hepatotóxico. A MC-YR acumulou no fígado
após exposição aguda e crônica e a MC-RR apenas após exposição crônica. Não
ocorreu acúmulo de MC no músculo. O potencial de acumulação das variantes
(MC-RR e MC-YR) depende da sua concentração, sistema de defesa do
organismo para sua depuração e da biomagnificação. A exposição aguda e
crônica causou inibição da atividade da proteína fosfatase de serina/treonina do
tipo PP2A, aumento da atividade da alanina e aspartato aminotransferases e
bilirrubina direta no plasma evidenciando danos hepáticos. Macroscopicamente
ocorreu alteração da massa, cor e textura do fígado; microscopicamente a
morfologia dos hepatócitos e as organelas intracelulares foram alteradas e
ocorreu dilatação dos sinusóides e hiperemia. Após 30 dias, a frequência de
alterações aumentou e o fígado apresentou tecido fibroso descaracterizando a
arquitetura do parênquima hepático. As alterações no metabolismo intermediário
como glicose, glicogênio hepático, piruvato e lactato em fígado, músculo e plasma
evidenciaram aumento da demanda energética e estresse fisiológico. Além disso,
ocorreu ativação do sistema de biotransformação de fase I e alterações no
sistema antioxidante celular. Sinais de recuperação morfofuncional do fígado
foram observados após 96 horas de exposição (dose única) a MC, mas não após
30 dias e não houve sinais de regeneração celular. Danos no DNA também foram
observados em células hepáticas. As alterações bioquímicas e estrutura do fígado
evidenciaram comprometimento funcional do órgão. Em conclusão, as
microcistinas presentes no extrato bruto da cianobactéria R. fernandoi (cepa R28)
associadas a outras substâncias presentes no extrato podem comprometer a
saúde e sobrevicência do animal.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7210 |
| Date | 29 May 2015 |
| Creators | Paulino, Marcelo Gustavo |
| Contributors | Fernandes, Marisa Narciso |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciências Fisiológicas, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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