Efeitos do herbicida ácido 2,4-Diclorofenoxiacético sobre a morfologia das brânquias e parâmetros comportamentais em peixes-zebra Danio rerio adultos

Abstract

O processo de produção agrícola brasileiro é dependente do uso de agrotóxicos. O ácido 2,4- Diclorofenoxiacético (2,4-D) é um agrotóxico da classe dos herbicidas, sendo o segundo princípio ativo mais comercializado no Brasil e utilizado amplamente no mundo há mais de 60 anos. O 2,4-D é classificado como um composto pouco tóxico segundo a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), todavia estudos sugerem que este composto pode ocasionar efeitos tóxicos em organismos não alvos. De forma geral, os ecossistemas aquáticos sofrem grande impacto por contaminação de agrotóxicos e pouco se sabe dos efeitos do 2,4-D em organismos aquáticos. O peixe-zebra é um excelente organismo modelo para estudos ecotoxicológicos, e a integridade das brânquias pode ser usada como biomarcador de toxicidade assim como o estudo do comportamento desses animais podem servir como indicativos toxicológicos. Desta forma o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos do 2,4-D nos parâmetros comportamentais e morfológicos das brânquias de peixes-zebra adultos. Peixes- zebra Danio rerio foram divididos em 4 grupos: Controle (0,0 mg/L); 0,03 mg/L; 0,3 mg/L; 3 mg/L de 2,4-D (n = 12/grupo), e foram expostos durante 7 dias. No 6o e 7o dia de exposição os animais foram testados no campo claro/escuro e no tanque novo, respectivamente, para avaliar comportamentos locomotores e relacionados a ansiedade. Após estes testes comportamentais, os animais foram eutanasiados, as brânquias foram dissecadas, processadas e coradas com Hematoxilina e Eosina para a investigação da histopatologia e análise morfométrica no tecido. Foi demonstrado que a concentração de 3 mg/L de 2,4-D afetou o comportamento locomotor de peixes-zebra, verificado pelo aumento da velocidade média e distância percorrida desses animais. Assim como pelo aumento do número de entradas na zona clara no teste claro/escuro. A morfometria das brânquias demonstrou que o 2,4-D causou uma diminuição na largura do filamento assim como uma diminuição do espaço entre as lamelas. Peixes expostos as concentrações de 0,03 mg/L e 0,3 mg/L apresentaram um aumento na largura das lamelas. A concentração de 0,3 mg/L gerou um aumento no comprimento das lamelas. A análise histopatológica demonstrou que O grupo exposto a 0,03 mg/L apresentou um aumento no número de dilatações lamelares e hipertrofias, foi detectado também a presença de aneurismas, porém pouco frequente. O grupo 0,3 mg/L demonstrou resultados semelhantes em relação a frequencia das lesões, todavia foram detectados uma frequência moderada de descolamentos epiteliais neste grupo. No grupo exposto a 3 mg/L de 2,4-D foi notado o aumento da frequência de dilatações lamelares, hiperplasias, hipertrofias, deslocamento epitelial e aneurismas em animais expostos a concentração de 3mg/L. Assim como em outros estudos o 2,4-D alterou o comportamento locomotor dos animais, porém não afetou o comportamento de mergulho (geotaxia) dos animais avaliados no tanque novo. Foi verificado que o 2,4-D afetou o comportamento natural de preferência por ambientes escuros (escototaxia) dos peixes-zebra. Foi observado que a concentração de 0,03 mg/L de 2,4-D já é capaz de induzir alterações morfométricas e histopatológicas, sendo agravado esses efeitos de acordo com o aumento da concentração. Os danos encontrados nas brânquias de peixes-zebra neste estudo foram vistos também em estudos com outros agrotóxicos, sugerindo que os danos possam ser um mecanismo de resposta aos agrotóxicos e não específico do 2,4-D. Este estudo contribuiu para o entendimento dos efeitos tóxicos do 2,4-D em organismos aquáticos, fornecendo evidências para que a concentração máxima (0,03 mg/L) permitida pelos órgãos regulamentadores seja reavaliada.

Abstract: The Brazilian agricultural production process is dependent on the use of pesticides. 2,4- Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is a pesticide of the herbicide class, being the second most commercially active ingredient in Brazil and used widely in the world for more than 60 years. 2,4-D is classified as a low-toxic compound according to the Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). However, studies suggest that this compound can cause toxic effects in non-target organisms. In general, aquatic ecosystems are greatly impacted by pesticide contamination and little is known about the effects of 2,4-D on aquatic organisms. The zebrafish is an excellent model organism for ecotoxicological studies, and the integrity of the gills can be used as a biomarker of toxicity as well as the study of the behavior of these animals can serve as toxicological indications. Thus, this work aimed to investigate the effects of 2,4-D on the behavioral and morphological parameters of the gills of adult zebrafish. Danio rerio zebrafish were divided into 4 groups: Control (0.0 mg L); 0.03 mg/L; 0.3 mg/L; 3 mg/L 2,4-D (n = 12/group) and were exposed for 7 days. On the 6th and 7th day of exposure, the animals were tested in the light / dark field and in the new tank, respectively, to assess locomotor and anxiety- related behaviors. After these behavioral tests, the animals were euthanized, the gills were dissected, processed and stained with Hematoxylin and Eosin for the investigation of histopathology and tissue morphometric analysis. It was demonstrated that the concentration of 3 mg/L of 2,4-D affected the locomotor behavior of zebrafish, verified by the increase in the average speed and distance covered by these animals. As well as by increasing the number of entries in the light zone in the light/dark test. The gill morphometry showed that 2,4-D caused a decrease in the width of the filament as well as a decrease in the space between the lamellae. Fish exposed to concentrations of 0.03 mg/L and 0.3 mg/L showed an increase in lamella width. The concentration of 0.3 mg/L generated an increase in the length of the lamellae. Histopathological analysis showed that the group exposed to 0.03 mg/L showed an increase in the number of lamellar dilations and hypertrophies, but the presence of aneurysms was also detected, however infrequently. The 0.3 mg/L group showed similar results about the frequency of lesions, however, a moderate frequency of epithelial detachments was detected in this group. In the group exposed to 3 mg/L of 2,4-D, an increase in the frequency of lamellar dilations, hyperplasia, hypertrophy, epithelial displacement and aneurysms was observed in animals exposed to a concentration of 3mg/L. As in other studies, 2,4-D altered the animals' locomotor behavior but did not affect the diving behavior (geotaxis) of the animals evaluated in the new tank. It was found that 2,4-D affected the natural behavior of preference for dark environments (scototaxis) of zebrafish. It was observed that the concentration of 0.03 mg/L of 2,4-D is already capable of inducing morphometric and histopathological changes, and these effects are aggravated according to the increase in concentration. The damage found in the zebrafish gills in this study was also seen in studies with other pesticides, suggesting that the damage may be a response mechanism to pesticides and not specific to 2,4-D. This study contributed to the understanding of the toxic effects of 2,4-D in aquatic organisms, providing evidence for the maximum concentration (0.03 mg/L) allowed by regulatory bodies to be reassessed.