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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2014.tde-09022015-110612
Documento
Autor
Nome completo
Laira Lucia Damasceno de Oliveira
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2014
Orientador
Banca examinadora
Rocha, Odete (Presidente)
Espindola, Evaldo Luiz Gaeta
Minillo, Alessandro
Nunes, Bruno André Fernandes de Jesus da Silva
Vieira, Eny Maria
Título em português
Biomarcadores enzimáticos e testes ecotoxicológicos na avaliação da toxicidade de fármacos em invertebrados aquáticos
Palavras-chave em português
Biomarcadores enzimáticos
Biota aquática
Fármacos
Reservatório de Guarapiranga
Toxicidade aguda e crônica
Resumo em português
Dentre os compostos xenobióticos que podem vir a promover efeitos prejudiciais em ecossistemas aquáticos, os fármacos recebem atualmente maior destaque devido à capacidade de persistirem nestes ambientes e também pela escassez de informações de seus efeitos aos diferentes componentes da biota aquática. Dada a presença dessas substâncias, magnitude das concentrações (ng L-1 a μg L-1), e carência de informações sobre seus riscos aos organismos aquáticos nas águas doce no país, o presente estudo estabeleceu como objetivos: i) avaliar a presença dos compostos farmacológicos: diclofenaco de sódio (anti-inflamatório), paracetamol (analgésico) e propranolol (β- bloqueador) nas amostras de água em diferentes pontos selecionados no Reservatório de Guarapiranga-SP; ii) estabelecer o grau de toxicidade aguda destes compostos farmacológicos notoriamente encontrados nas amostras naturais sobre diferentes grupos de organismos aquáticos, como: Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia magna, Hydra viridissima e Dugesia tigrina; iii) Avaliar a toxicidade crônica dos fármacos estudados, com a inclusão do antipsicótico clorpromazina, aos cladóceros Ceriodaphnia silvestrii e Daphnia magna; iv) Analisar os efeitos sobre biomarcadores de neurotransmissão, como colinesterases solúveis (ChE); e de estresse e dano oxidativo, tais como catalase (CAT), glutationa-S-transferases (GSTs) e glutationa-peroxidase total e selêniodependente (GPx total e Se-GPx) na espécie D. magna. Os resultados mostraram que as concentrações dos fármacos variaram de 6,04 ng L-1 para o diclofenaco sódico (estação Santa Rita) a 531,4 ng L-1 para o paracetamol (estação Guavirutuba), durante os períodos analisados. Em relação aos resultados obtidos das exposições agudas observou-se uma variabilidade considerável na toxicidade dos dois compostos farmacêuticos estudados, com valores de CE50 e CL50 variando de 0,55 a 123,3 mg L-1, respectivamente, sendo que a espécie D. tigrina foi mais sensível ao fármaco diclofenaco sódico, e ao mesmo tempo apresentou uma maior tolerância ao propranolol. Os dados dos testes de toxicidade crônica mostraram a ocorrência de efeitos adversos na reprodução, mas também efeitos estimulantes para as espécies de Cladocera estudadas. O fármaco propranolol causou um aumento significativo na fecundidade e no parâmetro taxa de crescimento populacional ocorreu um aumento significativo na menor concentração testada para C. silvestrii. Para a espécie D. magna, a clorpromazina e o propranolol causaram uma diminuição significativa na fecundidade e na variável taxa de crescimento populacional. A exposição aos fármacos paracetamol e diclofenaco sódico causou uma inibição na atividade de ChE, Se-GPx e GPx total em D. magna, sendo que o propranolol foi responsável por uma redução significativa nas atividades das duas últimas enzimas mencionadas, e também por um ligeiro aumento na atividade de GSTs. Além disso, somente a atividade da CAT foi alterada de forma significativa na exposição à clorpromazina. Diante do exposto, conclui-se que os fármacos estudados causaram toxicidade aos organismos aquáticos avaliados neste estudo, e que há necessidade de maiores estudos visando integrar a avaliação de risco de fármacos e a proteção dos organismos não-alvo, da ameaça representada pela presença destes produtos no ambiente.
Título em inglês
Enzymatic biomarkers and ecotoxicological tests to evaluate the toxicity of pharmaceutical drugs to aquatic invertebrates
Palavras-chave em inglês
Acute and chronic toxicity
Aquatic biota
Enzymatic biomarkers
Guarapiranga reservoir
Pharmaceuticals
Resumo em inglês
Among the xenobiotic compounds that may cause deleterious effects on aquatic ecosystems, the drugs currently receive greater prominence due to the ability to persist in these environments and also by the lack of information of their effects on different components of the aquatic biota. Given the presence of these, the magnitude of concentrations (ng L-1 to mg L-1), and lack of information about their risks for aquatic organisms in fresh waters in the country, this study has established the following objectives: i) to evaluate the presence of the pharmacutical compounds: diclofenac sodium (anti-inflammatory), paracetamol (analgesic) and propranolol (β-blocker) in water samples at different selected sites in Guarapiranga Reservoir -SP; ii) establish the degree of acute toxicity of these pharmacological compounds notoriously found in natural samples on different groups of aquatic organisms, such as: Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia magna, Hydra viridissima and Dugesia tigrina; iii) to assess the chronic toxicity of the drugs studied, with the inclusion of antipsychotic chlorpromazine to cladocerans Ceriodaphnia silvestrii and Daphnia magna; iv) analyze the effects on biomarkers of neurotransmission, such as soluble cholinesterase (ChE); and oxidative stress defense, such as catalase (CAT), glutathione S-transferases (GSTs) and total and selenium-dependent glutathione-peroxidase (total GPx; Se-GPx) in the species D. magna. The results showed that the concentrations of the drugs ranged from 6.04 ng L-1 for diclofenac (Santa Rita station) to 531.4 ng L-1 for paracetamol (Guavirutuba station) during the periods analyzed. Regarding the results obtained from acute exposures a considerable variability in toxicity of the two pharmaceutical compounds studied was observed, and the EC50 and LC50 values ranged from 0.55 to 123.3 mg L-1, and the species D. tigrina was more sensitive to the drug diclofenac, and at the same time had a higher tolerance to propranolol. The data from chronic toxicity tests showed the occurrence of adverse effects on reproduction, but also stimulating effects to the species of Cladocera studied. The drug propranolol caused a significant increase in fertility and regarding the rate of population growth parameter there was a significant increase in the lowest concentration tested for C. silvestrii. For the species D. magna, chlorpromazine and propranolol caused a significant decrease in fertility and the rate of population increase parameter. Exposure to the drugs paracetamol and diclofenac caused an overall inhibition in the activity of ChE, Se-GPx and total GPx in D. magna, and propranolol was responsible for a significant reduction in the activities of the last two enzymes mentioned, and also for a slight increase in the activity of GSTs. Furthermore, only CAT activity was significantly altered in the exposure to chlorpromazine. Given the above, it is concluded that the studied drugs caused toxicity to the aquatic organisms evaluated in this study, which suggests that further studies are necessary to integrate risk assessment of drugs to the protection of non-target organisms of the threat posed by the presence of these products in the environment.
 
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Data de Publicação
2015-02-20
 
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