Respostas de múltiplos biomarcadores em Aegla castro: um modelo ecotoxicológico para a avaliação da qualidade de riachos

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dc.contributor.advisorMartinez, Cláudia Bueno dos Reis
dc.contributor.authorRosa, Jheimison Junior da Silva
dc.contributor.bancaFreire, Carolina Arruda de Oliveira
dc.contributor.bancaLauer, Mariana Machado
dc.contributor.bancaSouza, Marta Marques de
dc.contributor.bancaLoro, Vania Lucia
dc.coverage.extent142 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-11-07T14:22:57Z
dc.date.available2024-11-07T14:22:57Z
dc.date.issued2022-12-16
dc.description.abstractO uso intensivo de insumos agrícolas tem contribuído significativamente para a degradação de rios e riachos, principalmente devido ao aporte de contaminantes na água. O cobre (Cu) é um exemplo de metal essencial que é amplamente empregado na composição de agrotóxicos e fertilizantes e que causa toxicidade a invertebrados aquáticos por meio da bioacumulação, estresse oxidativo e disrupção osmo-iônica. Os caranguejos do gênero Aegla são os decápodes dulcícolas mais ameaçados da América do Sul e podem ocorrer em cursos de água contaminados por Cu. Nesse sentido, a análise de múltiplos biomarcadores constitui uma estratégia relevante para diagnosticar precocemente os efeitos da contaminação por Cu em eglídeos, assim como para avaliar o potencial destes animais como modelos biológicos em estudos ecotoxicológicos. Portanto, este trabalho avaliou a resposta de múltiplos parâmetros funcionais (enzimas de osmorregulação e concentração de íons, enzimas antioxidantes, moléculas geradas por dano oxidativo, bioacumulação e composição hemocitária) como potenciais biomarcadores da exposição ao Cu em Aegla castro, assim como a aplicabilidade desta espécie como modelo biológico. No capítulo I, a concentração de Cu dissolvido na água do rio Couro foi aferida e vários parâmetros funcionais foram caracterizados em animais coletados diretamente do campo em julho de 2018 e em janeiro de 2019. Na segunda coleta, em janeiro de 2019, um aumento na concentração de Cu dissolvido na água foi observado (0.72 ?g L-1) quando comparado à primeira coleta em julho 2018 (0.01 ?g L-1); assim como alterações de parâmetros funcionais nos animais coletados em janeiro de 2019, como aumento da concentração de Cu nas brânquias e no músculo. A presença de Cu na água do riacho e a bioacumulação deste metal em tecidos pode ter levado à inatividade de enzimas relacionadas à osmorregulação e a uma disrupção iônica, seguida da ativação de defesas antioxidantes no hepatopâncreas de A. castro. Além disto, neste capítulo caracterizou-se pela primeira vez as categorias de hemócitos presentes na hemolinfa de uma espécie de Aegla: hemócitos hialinos, semigranulares e granulares. Para o capítulo II foram conduzidas exposições agudas (24 h) em laboratório a 11 ?g L-1 de Cu dissolvido (Cu 11) e a água sem adição de Cu (CTR), a fim de avaliar os efeitos isolados deste metal na regulação osmoiônica de A. castro. Após 24 h de exposição, os animais apresentaram disrupção osmoiônica, evidenciada pela inibição da atividade da anidrase carbônica (AC) nas brânquias, e um aumento das concentrações de Ca2+ e Mg2+ na hemolinfa, indicando a ativação de mecanismos que anteciparam o ciclo de muda em animais expostos ao Cu. No capítulo III foi observado um aumento na concentração de Cu e do conteúdo de metalotioneínas nas brânquias, indicando que o acúmulo de Cu levou à ativação de mecanismos de detoxificação neste tecido. No hepatopâncreas foi observado uma diminuição do conteúdo de metalotioneínas, evidenciando um consumo de metalotioneínas no hepatopâncreas após 24 h de exposição ao Cu. Além disso, o número de hemócitos hialinos e totais foi maior nos eglídeos do Cu 11, sugerindo a contagem de hemócitos como um importante biomarcador de resposta imune em eglídeos expostos ao Cu. Não foram observados danos no DNA nos animais expostos ao Cu por meio do ensaio alcalino do cometa. Este estudo demonstrou que A. castro é um modelo biológico adequado em estudos ecotoxicológicos, apresentando sensibilidade ao Cu tanto em exposições em campo quanto em laboratório.
dc.description.abstractother1The intensive use of agrochemicals has significantly contributed to the degradation of rivers and streams, mainly due to contaminant inputs into the water. Copper (Cu) is an example of essential metal applied in the composition of pesticides and fertilizers which causes toxicity to aquatic invertebrates through bioaccumulation, oxidative stress, and osmoionic disruption. The crabs of the genus Aegla are the most endangered freshwater decapods in South America and may occur in Cu-contaminated watercourses. In this sense, the analysis of multiple biomarkers is a relevant approach for early diagnosis of the harmful effects of Cu contamination in aeglids, as well as for assessing the potential of these animals as biological models for ecotoxicological studies. Therefore, this study evaluated the response of multiple functional parameters (osmoregulation enzymes and ion concentration, antioxidant enzymes, molecules originated by oxidative damage, bioaccumulation and hemocyte composition) as potential biomarkers of Cu exposure in Aegla castro, and the applicability of this species as a biological model. In chapter I, the Cu dissolved concentration in the water of the Couro stream was measured and several functional parameters were characterized in animals collected directly from the field in July 2018 and January 2019. In the second collection, in January 2019, an increase in dissolved Cu concentration in the water was observed (0.72 ?g L-1), when compared to the first collection in July 2018 (0.01 ?g L-1); as well as changes in some functional parameters, such as increased Cu concentration in gills and muscle. The presence of Cu in the stream water and the bioaccumulation of this metal in tissues might have led to the inhibition of osmoregulation-related enzymes and an osmo-ionic disruption, followed by the activation of antioxidant hepatopancreatic defenses in A. castro. Besides, in this chapter, we characterized for the first time the three hemocyte categories in the hemolymph of A. castro: hyaline, semigranular, and granular hemocytes. In chapter II we conducted acute exposures (24 h) in laboratory conditions to 11 ?g L-1 dissolved Cu (Cu 11 group) and to water without Cu addition (CTR group), to assess the isolated effects of this metal in the osmo-ionic regulation of A. castro. After 24 h of exposure, the animals showed osmo-ionic disruption, evidenced by inhibition of the carbonic anhydrase (CA) in gills, and an increase in the Ca2+ and Mg2+ concentration in the hemolymph, indicating the activation of mechanisms that anticipated the molting cycle in animals exposed to Cu. In chapter III we observed increased Cu concentration and MT content in gills, indicating that Cu accumulation led to the activation of detoxification mechanisms in this tissue. We observed decreased MT content in hepatopancreas, evidencing a consumption of MT after 24 h of Cu exposure. In addition, the number of hyaline and total hemocytes was higher in the animals from the Cu 11, suggesting the hemocytes count as an important biomarker of immune response in aeglids exposed to Cu. We did not observe DNA damage in the animals exposed to Cu using the alkaline comet assay. This study demonstrated that A. castro is a suitable biological model in ecotoxicological studies, presenting sensitivity to Cu both in field or laboratory exposures.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/18421
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCB - Departamento de Biologia Geral
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas
dc.subjectAegla
dc.subjectBioacumulação
dc.subjectCobre
dc.subjectEstresse oxidativo
dc.subjectOsmorregulação
dc.subjectCiências biológicas
dc.subjectBiomarcadores
dc.subjectEstresse oxidativo
dc.subjectAegla castro (caranguejos) - Modelo ecotoxicológico
dc.subject.capesCiências Biológicas - Biologia Geral
dc.subject.cnpqCiências Biológicas - Biologia Geral
dc.subject.keywordsAegla
dc.subject.keywordsBioaccumulation
dc.subject.keywordsCopper
dc.subject.keywordsOxidative stress
dc.subject.keywordsOsmoregulation
dc.subject.keywordsBiological sciences
dc.subject.keywordsBiomarkers
dc.subject.keywordsOxidative stress
dc.subject.keywordsAegla castro (crabs) - Ecotoxicological model
dc.titleRespostas de múltiplos biomarcadores em Aegla castro: um modelo ecotoxicológico para a avaliação da qualidade de riachos
dc.title.alternativeMultiple biomarker responses in Aegla castro: an ecotoxicological model to the assessment of stream quality
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Biológicas

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