RESUMO

Abstract Petroleum water soluble fraction (WSF) impairs organisms, but damages may vary among cell and tissue levels. The aim of the present study was to evaluate the acute (24 h, 48 h, 72 h) and subchronic effects (36 days) of WSF (0%, 25% and 100%) in juveniles of the Neotropical top predator fish Hoplias aff. malabaricus. The effects of WSF were evaluated at a molecular level using the comet assay and micronucleus test for genome damage; and at a morphological level through histological identification of liver pathologic lesions. In both acute and subchronic exposure we found low levels of DNA damage ( 10% of comet tail) and non-significant frequency of micronucleus in WSF exposed fish. The most significant liver lesions in WSF exposed fish were fatty vacuolization, hypertrophy and focal necrosis. Since these tissue injuries were progressive and persistent, their irreversibility may negatively affect fish recruitment, even in a such resistant top predator.

Resumo A fração solúvel de petróleo (WSF) prejudica os organismos, porém os danos podem variar entre os níveis celular e tecidual. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito agudo (24 h, 48 h e 72 h) e subcrônico (36 dias) da WSF (0%, 25% e 100%) em juvenis do peixe neotropical predador topo Hoplias aff. malabaricus. Os efeitos da WSF foram avaliados no nível molecular utilizando o ensaio do cometa e o teste do micronúcleo para o dano genômico e no nível morfológico através da identificação histológica de lesões patológicas no fígado. Em ambas exposições (aguda e subcrônica) encontramos baixos níveis de dano no DNA ( 10% de DNA na cauda do cometa) e frequência de micronúcleos não significativa em peixes expostos a WSF. As lesões mais significativas no fígado dos peixes expostos a WSF foram a vacuolização lipídica, hipertrofia e focos de necroses. Como estas lesões foram progressivas e persistentes, sua irreversibilidade pode afetar negativamente o recrutamento dos peixes, mesmo sendo um predador topo resistente.

RESUMO

Abstract During present study, the copper (Cu) mediated oxidative stress was measured that induced DNA damage by concentrating in the tissues of fish, Catla catla (14.45±1.24g; 84.68±1.45mm) (Hamilton,1822). Fish fingerlings were retained in 5 groups for 14, 28, 42, 56, 70 and 84 days of the exposure period. They were treated with 2/3, 1/3, 1/4 and 1/5 (T1-T4) of 96h lethal concentration of copper. Controls were run along with all the treatments for the same durations. A significant (p 0.05) dose and time dependent concentration of Cu was observed in the gills, liver, kidney, muscles, and brain of C. catla. Among organs, the liver showed a significantly higher concentration of Cu followed by gills, kidney, brain, and muscles. Copper accumulation in these organs caused a significant variation in the activities of enzymes viz. superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD). The SOD activity varied significantly in response to the exposure time of Cu as 56 > 70 > 42 > 84 > 28 > 14 days while CAT activity exhibited an inverse relationship with the increase in Cu concentration. POD activity showed a significant rise with an increase in Cu exposure duration. Comet assay exhibited significant DNA damage in the peripheral erythrocytes of Cu exposed C. catla. Among four exposure concentrations, 2/3rd of LC50 (T1) caused significantly higher damage to the nuclei compared to control. Increased POD and SOD activity, as well as a decrease in CAT activity in response to Cu, demonstrates the involvement of a protective mechanism against reactive oxygen species (ROS), whereas increased ROS resulted in higher DNA damage. These above-mentioned molecular markers can be efficiently used for the biomonitoring of aquatic environments and conservation of edible fish fauna.

Resumo Durante o presente estudo, o estresse oxidativo mediado pelo cobre (Cu) foi medido que induziu danos ao DNA por concentração nos tecidos de peixes, Catla catla (14,45 ± 1,24g; 84,68 ± 1,45mm) (Hamilton, 1822). Os alevinos foram retidos em 5 grupos por 14, 28, 42, 56, 70 e 84 dias do período de exposição. Eles foram tratados com 2/3, 1/3, 1/4 e 1/5 (T1-T4) de 96h de concentração letal de cobre. Os controles foram executados junto com todos os tratamentos para as mesmas durações. Uma significativa (p 0,05) concentração dependente do tempo e da dose de Cu foi observada nas brânquias, fígado, rim, músculos e cérebro de C. catla. Entre os órgãos, o fígado apresentou uma concentração significativamente maior de cobre, seguido por guelras, rins, cérebro e músculos. O acúmulo de cobre nesses órgãos causou uma variação significativa nas atividades das enzimas viz. superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e peroxidase (POD). A atividade de SOD variou significativamente em resposta ao tempo de exposição de Cu como 56> 70> 42> 84> 28> 14 dias, enquanto a atividade de CAT exibiu uma relação inversa com o aumento na concentração de Cu. A atividade POD mostrou um aumento significativo com um aumento na duração da exposição ao Cu. O ensaio do cometa exibiu dano significativo ao DNA induzido por Cu nos eritrócitos periféricos de C. catla. Entre as quatro concentrações de exposição, 2/3 do LC50 (T1) causou danos significativamente maiores aos núcleos em comparação com o controle. O aumento da atividade de POD e SOD, bem como uma diminuição na atividade de CAT em resposta ao Cu, demonstra o envolvimento de um mecanismo protetor contra espécies reativas de oxigênio (ROS), enquanto o aumento de ROS resultou em maior dano ao DNA. Esses marcadores moleculares mencionados acima podem ser usados de forma eficiente para o biomonitoramento de ambientes aquáticos e conservação da ictiofauna comestível.

RESUMO

Abstract Petroleum water soluble fraction (WSF) impairs organisms, but damages may vary among cell and tissue levels. The aim of the present study was to evaluate the acute (24 h, 48 h, 72 h) and subchronic effects (36 days) of WSF (0%, 25% and 100%) in juveniles of the Neotropical top predator fish Hoplias aff. malabaricus. The effects of WSF were evaluated at a molecular level using the comet assay and micronucleus test for genome damage; and at a morphological level through histological identification of liver pathologic lesions. In both acute and subchronic exposure we found low levels of DNA damage (< 10% of comet tail) and non-significant frequency of micronucleus in WSF exposed fish. The most significant liver lesions in WSF exposed fish were fatty vacuolization, hypertrophy and focal necrosis. Since these tissue injuries were progressive and persistent, their irreversibility may negatively affect fish recruitment, even in a such resistant top predator.

Resumo A fração solúvel de petróleo (WSF) prejudica os organismos, porém os danos podem variar entre os níveis celular e tecidual. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito agudo (24 h, 48 h e 72 h) e subcrônico (36 dias) da WSF (0%, 25% e 100%) em juvenis do peixe neotropical predador topo Hoplias aff. malabaricus. Os efeitos da WSF foram avaliados no nível molecular utilizando o ensaio do cometa e o teste do micronúcleo para o dano genômico e no nível morfológico através da identificação histológica de lesões patológicas no fígado. Em ambas exposições (aguda e subcrônica) encontramos baixos níveis de dano no DNA (< 10% de DNA na cauda do cometa) e frequência de micronúcleos não significativa em peixes expostos a WSF. As lesões mais significativas no fígado dos peixes expostos a WSF foram a vacuolização lipídica, hipertrofia e focos de necroses. Como estas lesões foram progressivas e persistentes, sua irreversibilidade pode afetar negativamente o recrutamento dos peixes, mesmo sendo um predador topo resistente.

Assuntos

RESUMO

During present study, the copper (Cu) mediated oxidative stress was measured that induced DNA damage by concentrating in the tissues of fish, Catla catla (14.45±1.24g; 84.68±1.45mm) (Hamilton,1822). Fish fingerlings were retained in 5 groups for 14, 28, 42, 56, 70 and 84 days of the exposure period. They were treated with 2/3, 1/3, 1/4 and 1/5 (T1-T4) of 96h lethal concentration of copper. Controls were run along with all the treatments for the same durations. A significant (p < 0.05) dose and time dependent concentration of Cu was observed in the gills, liver, kidney, muscles, and brain of C. catla. Among organs, the liver showed a significantly higher concentration of Cu followed by gills, kidney, brain, and muscles. Copper accumulation in these organs caused a significant variation in the activities of enzymes viz. superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD). The SOD activity varied significantly in response to the exposure time of Cu as 56 > 70 > 42 > 84 > 28 > 14 days while CAT activity exhibited an inverse relationship with the increase in Cu concentration. POD activity showed a significant rise with an increase in Cu exposure duration. Comet assay exhibited significant DNA damage in the peripheral erythrocytes of Cu exposed C. catla. Among four exposure concentrations, 2/3rd of LC50 (T1) caused significantly higher damage to the nuclei compared to control. Increased POD and SOD activity, as well as a decrease in CAT activity in response to Cu, demonstrates the involvement of a protective mechanism against reactive oxygen species (ROS), whereas increased ROS resulted in higher DNA damage. These above-mentioned molecular markers can be efficiently used for the biomonitoring of aquatic environments and conservation of edible fish fauna.

Durante o presente estudo, o estresse oxidativo mediado pelo cobre (Cu) foi medido que induziu danos ao DNA por concentração nos tecidos de peixes, Catla catla (14,45 ± 1,24g; 84,68 ± 1,45mm) (Hamilton, 1822). Os alevinos foram retidos em 5 grupos por 14, 28, 42, 56, 70 e 84 dias do período de exposição. Eles foram tratados com 2/3, 1/3, 1/4 e 1/5 (T1-T4) de 96h de concentração letal de cobre. Os controles foram executados junto com todos os tratamentos para as mesmas durações. Uma significativa (p <0,05) concentração dependente do tempo e da dose de Cu foi observada nas brânquias, fígado, rim, músculos e cérebro de C. catla. Entre os órgãos, o fígado apresentou uma concentração significativamente maior de cobre, seguido por guelras, rins, cérebro e músculos. O acúmulo de cobre nesses órgãos causou uma variação significativa nas atividades das enzimas viz. superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e peroxidase (POD). A atividade de SOD variou significativamente em resposta ao tempo de exposição de Cu como 56> 70> 42> 84> 28> 14 dias, enquanto a atividade de CAT exibiu uma relação inversa com o aumento na concentração de Cu. A atividade POD mostrou um aumento significativo com um aumento na duração da exposição ao Cu. O ensaio do cometa exibiu dano significativo ao DNA induzido por Cu nos eritrócitos periféricos de C. catla. Entre as quatro concentrações de exposição, 2/3 do LC50 (T1) causou danos significativamente maiores aos núcleos em comparação com o controle. O aumento da atividade de POD e SOD, bem como uma diminuição na atividade de CAT em resposta ao Cu, demonstra o envolvimento de um mecanismo protetor contra espécies reativas de oxigênio (ROS), enquanto o aumento de ROS resultou em maior dano ao DNA. Esses marcadores moleculares mencionados acima podem ser usados ​​de forma eficiente para o biomonitoramento de ambientes aquáticos e conservação da ictiofauna comestível.

Assuntos

RESUMO

The effects of genotoxic substances on fishes genome have been object of many studies, especially those which attempt to establish the responses of genes to environmental stimulus. The objective of this study was to evaluate the mutagenicity and genotoxicity in electric fishes of species Eingenmannia virescens, under to benzene exposure (50ppm), utilizing Micronuclei Test (MNs) and Comet Assay techniques. Ten fish blood samples were collected in different times of exposure: T0, 24h, 48h, 72h, 96h and 360h (15 days). To determine the frequency of MNs, 1.000 cells per microscopical slides were counted. For the Comet Assay analysis, four damage classes were defined: I - II - III - IV, and for the statistic analysis number values (ranks) from 0 to 3 were assigned for each class. The sum of ranks (values) for all times of exposure was compared to T0 and these differences were statistically analyzed. On Micronuclei Test demonstrated do not possible detect significant mutagenic effects in the erythrocytes analyzed. On the other hand, for the Comet Assay, the results suggested genotoxic action of benzene, proper the gradual increase of number of cells with greatest damage class with the greatest of exposure time, indicating an effect time-dependent. These results suggested the most sensibility for the Comet Assay like Micronuclei Test.

Os efeitos de substâncias genotóxicas sobre o genoma de peixes tem sido objeto de muitos estudos, sobretudo daqueles que buscam estabelecer a resposta dos genes aos estímulos ambientais. O presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo sobre mutagenicidade e genotoxicidade em peixes elétricos da espécie Eingenmannia virescens, pela exposição ao benzeno (50ppm), utilizando as técnicas da Freqüência de Micronúcleos (MNs) e o Ensaio do Cometa. Foram coletadas amostras do sangue de dez peixes em diferentes tempos de exposição: T0, 24h, 48h, 72h, 96h e 360h (15 dias). Para a análise das lâminas no Teste do MN, foram contadas 1.000 células e estipulada a freqüência de ocorrência de MNs. Para análise do Ensaio do Cometa a contagem foi feita estipulando quatro classes de danos: I - II - III - IV, e para a análise estatística foram atribuídos valores numéricos (ranques) de 0 a 3, respectivamente, verificando diferenças significativas para a soma dos ranques em todos os tempos de exposição em relação ao T0. No Teste do Micronúcleo não foi possível detectar efeitos mutagênicos significativos nos eritrócitos analisados. No entanto, para o Ensaio do Cometa os resultados sugerem ação genotóxica do benzeno, devido a um aumento gradual no número de células com maiores classes de danos de acordo com maior tempo de exposição, indicando um efeito tempo-dependente. Estes resultados sugerem maior sensibilidade do Ensaio do Cometa que o Teste do MN.