Este estudo avaliou a letalidade, a subletalidade e a toxicidade dos produtos comerciaiscipermetrinaformulacións para renacuajos anuros. Na proba aguda, probáronse concentracións de 100-800 μg/L durante 96 h. Na proba crónica, probáronse as concentracións de cipermetrina natural (1, 3, 6 e 20 μg/L) para determinar a mortalidade, seguidas de probas de micronúcleos e anomalías nucleares de glóbulos vermellos durante 7 días. A CL50 da formulación comercial de cipermetrina para os renacuajos foi de 273,41 μg L−1. Na proba crónica, a concentración máis alta (20 μg L−1) provocou unha mortalidade superior ao 50%, xa que matou á metade dos renacuajos probados. A proba do micronúcleo mostrou resultados significativos a 6 e 20 μg L−1 e detectáronse varias anomalías nucleares, o que indica que a formulación comercial de cipermetrina ten potencial xenotóxico contra P. gracilis. A cipermetrina é un alto risco para esta especie, o que indica que pode causar múltiples problemas e afectar á dinámica deste ecosistema a curto e longo prazo. Polo tanto, pódese concluír que as formulacións comerciais de cipermetrina teñen efectos tóxicos sobre P. gracilis.
Debido á continua expansión das actividades agrarias e á aplicación intensiva decontrol de pragasmedidas, os animais acuáticos están frecuentemente expostos a pesticidas1,2. A contaminación dos recursos hídricos preto dos campos agrícolas pode afectar o desenvolvemento e a supervivencia de organismos non obxectivo como os anfibios.
Os anfibios cobran cada vez máis importancia na avaliación das matrices ambientais. Os anuros son considerados bos bioindicadores de contaminantes ambientais debido ás súas características únicas como ciclos vitais complexos, taxas de crecemento rápido das larvas, estado trófico, pel permeable10,11, dependencia da auga para a reprodución12 e ovos desprotexidos11,13,14. A raniña de auga (Physalaemus gracilis), coñecida comunmente como sa choradora, demostrou ser unha especie bioindicadora da contaminación por pesticidas4,5,6,7,15. A especie atópase en augas estancadas, áreas protexidas ou áreas con hábitat variable en Arxentina, Uruguai, Paraguai e Brasil1617 e considérase estable pola clasificación da UICN pola súa ampla distribución e tolerancia a diferentes hábitats18.
Informes de efectos subletais en anfibios despois da exposición á cipermetrina, incluíndo cambios de comportamento, morfolóxicos e bioquímicos nos renacuajos23,24,25, alteracións da mortalidade e do tempo de metamorfose, cambios enzimáticos, diminución do éxito de eclosión24,25, hiperactividade26, inhibición da actividade da colinesterasa27,28 e cambios no rendemento da natación. Non obstante, os estudos dos efectos xenotóxicos da cipermetrina en anfibios son limitados. Polo tanto, é importante avaliar a susceptibilidade das especies de anuros á cipermetrina.
A contaminación ambiental afecta ao crecemento e desenvolvemento normal dos anfibios, pero o efecto adverso máis grave é o dano xenético ao ADN causado pola exposición a pesticidas13. A análise da morfoloxía das células do sangue é un bioindicador importante da contaminación e da toxicidade potencial dunha substancia para as especies silvestres29. A proba do micronúcleo é un dos métodos máis utilizados para determinar a xenotoxicidade de produtos químicos no ambiente30. É un método rápido, eficaz e barato que é un bo indicador da contaminación química de organismos como os anfibios31,32 e pode proporcionar información sobre a exposición a contaminantes xenotóxicos33.
O obxectivo deste estudo foi avaliar o potencial tóxico das formulacións comerciais de cipermetrina para pequenos renacuajos acuáticos mediante unha proba de micronúcleos e unha avaliación do risco ecolóxico.
Mortalidade acumulada (%) de renacuajos de P. gracilis expostos a diferentes concentracións de cipermetrina comercial durante o período agudo da proba.
Mortalidade acumulada (%) de renacuajos de P. gracilis expostos a diferentes concentracións de cipermetrina comercial durante unha proba crónica.
A alta mortalidade observada foi o resultado dos efectos xenotóxicos en anfibios expostos a diferentes concentracións de cipermetrina (6 e 20 μg/L), como demostra a presenza de micronúcleos (MN) e anomalías nucleares nos eritrocitos. A formación de MN indica erros na mitose e asóciase cunha escasa unión dos cromosomas aos microtúbulos, defectos nos complexos proteicos responsables da captación e transporte dos cromosomas, erros na segregación cromosómica e erros na reparación do dano no ADN38,39 e pode estar relacionado co estrés oxidativo inducido por pesticidas40,41. Observáronse outras anomalías en todas as concentracións avaliadas. O aumento das concentracións de cipermetrina aumentou as anomalías nucleares nos eritrocitos nun 5% e 20% nas doses máis baixas (1 μg/L) e máis altas (20 μg/L), respectivamente. Por exemplo, os cambios no ADN dunha especie poden ter consecuencias graves para a supervivencia tanto a curto como a longo prazo, o que ten como resultado un descenso da poboación, alteración da capacidade reprodutiva, endogamia, perda de diversidade xenética e alteracións das taxas de migración. Todos estes factores poden afectar a supervivencia e mantemento das especies42,43. A formación de anomalías eritroides pode indicar un bloqueo na citocinese, que produce unha división celular anormal (eritrocitos binucleados)44,45; os núcleos multilobulados son protuberancias da membrana nuclear con múltiples lóbulos46, mentres que outras anomalías eritroides poden estar asociadas á amplificación do ADN, como os riles/ampollas nucleares47. A presenza de eritrocitos anucleados pode indicar unha alteración do transporte de osíxeno, especialmente en augas contaminadas48,49. A apoptose indica morte celular50.
Outros estudos tamén demostraron os efectos xenotóxicos da cipermetrina. Kabaña et al.51 demostraron a presenza de micronúcleos e cambios nucleares como células binucleadas e células apoptóticas en células de Odontophrynus americanus tras a exposición a altas concentracións de cipermetrina (5000 e 10.000 μg L−1) durante 96 h. Tamén se detectou apoptose inducida pola cipermetrina en P. biligonigerus52 e Rhinella arenarum53. Estes resultados suxiren que a cipermetrina ten efectos xenotóxicos sobre unha serie de organismos acuáticos e que o ensaio MN e ENA pode ser un indicador de efectos subletais en anfibios e pode ser aplicable a especies nativas e poboacións silvestres expostas a tóxicos12.
As formulacións comerciais de cipermetrina supoñen un alto perigo ambiental (tanto agudo como crónico), con HQs que superan o nivel da Axencia de Protección Ambiental dos Estados Unidos (EPA)54 que poden afectar negativamente á especie se está presente no medio ambiente. Na avaliación do risco crónico, a NOEC de mortalidade foi de 3 μg L−1, o que confirma que as concentracións atopadas na auga poden supoñer un risco para a especie55. O NOEC letal para as larvas de R. arenarum expostas a unha mestura de endosulfán e cipermetrina foi de 500 μg L−1 despois de 168 h; este valor diminuíu ata 0,0005 μg L−1 despois de 336 h. Os autores demostran que canto máis longa sexa a exposición, menores serán as concentracións nocivas para a especie. Tamén é importante destacar que os valores de NOEC foron superiores aos de P. gracilis no mesmo tempo de exposición, o que indica que a resposta da especie á cipermetrina é específica da especie. Ademais, en termos de mortalidade, o valor de CHQ de P. gracilis tras a exposición á cipermetrina alcanzou os 64,67, o que é superior ao valor de referencia establecido pola Axencia de Protección Ambiental de EE. especies. Tendo en conta que P. gracilis require aproximadamente 30 días para completar a metamorfose56, pódese concluír que as concentracións estudadas de cipermetrina poden contribuír ao descenso da poboación ao impedir que os individuos infectados entren na etapa adulta ou reprodutiva a unha idade temperá.
Na avaliación do risco calculado dos micronúcleos e outras anomalías nucleares dos eritrocitos, os valores de CHQ oscilaron entre 14,92 e 97,00, o que indica que a cipermetrina tiña un risco xenotóxico potencial para P. gracilis mesmo no seu hábitat natural. Tendo en conta a mortalidade, a concentración máxima de compostos xenobióticos tolerable a P. gracilis foi de 4,24 μg L−1. Non obstante, concentracións tan baixas como 1 μg/L tamén mostraron efectos xenotóxicos. Este feito pode provocar un aumento do número de individuos anormais57 e afectar o desenvolvemento e reprodución das especies nos seus hábitats, provocando un descenso das poboacións de anfibios.
As formulacións comerciais do insecticida cipermetrina mostraron unha alta toxicidade aguda e crónica para P. gracilis. Observáronse taxas de mortalidade máis altas, probablemente debido a efectos tóxicos, como o demostra a presenza de micronúcleos e anomalías nucleares de eritrocitos, especialmente núcleos serrados, núcleos lobulados e núcleos vesiculares. Ademais, as especies estudadas presentaron un aumento dos riscos ambientais, tanto agudos como crónicos. Estes datos, combinados con estudos previos do noso grupo de investigación, mostraron que incluso diferentes formulacións comerciais de cipermetrina aínda causaban unha diminución das actividades da acetilcolinesterasa (AChE) e da butirilcolinesterasa (BChE) e estrés oxidativo58, e provocaron cambios na actividade natatoria e malformacións orais59 en P. gracilis, o que indica que as formulacións comerciais teñen unha elevada permetria e subtoxicidade. esta especie. Hartmann et al. 60 descubriron que as formulacións comerciais de cipermetrina eran as máis tóxicas para P. gracilis e outra especie do mesmo xénero (P. cuvieri) en comparación con outros nove pesticidas. Isto suxire que as concentracións legalmente aprobadas de cipermetrina para a protección ambiental poden producir unha alta mortalidade e un descenso da poboación a longo prazo.
Son necesarios máis estudos para avaliar a toxicidade do pesticida para os anfibios, xa que as concentracións atopadas no medio ambiente poden causar unha alta mortalidade e supoñer un risco potencial para P. gracilis. Débese fomentar a investigación sobre especies de anfibios, xa que os datos sobre estes organismos son escasos, especialmente sobre as especies brasileiras.
A proba de toxicidade crónica durou 168 h (7 días) en condicións estáticas e as concentracións subletais foron: 1, 3, 6 e 20 μg ia L−1. En ambos os experimentos, avaliáronse 10 renacuajos por grupo de tratamento con seis réplicas, para un total de 60 renacuajos por concentración. Mentres tanto, o tratamento só con auga serviu de control negativo. Cada configuración experimental consistiu nun prato de vidro estéril cunha capacidade de 500 ml e unha densidade de 1 renacuajo por 50 ml de solución. O matraz cubriuse con película de polietileno para evitar a evaporación e aireouse continuamente.
A auga analizouse quimicamente para determinar as concentracións de pesticidas ás 0, 96 e 168 h. Segundo Sabin et al. 68 e Martins et al. 69 , as análises realizáronse no Laboratorio de Análise de Pesticidas (LARP) da Universidade Federal de Santa María mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas de triplo cuadrupolo (modelo Varian 1200, Palo Alto, California, EUA). A determinación cuantitativa de pesticidas na auga móstrase como material complementario (táboa SM1).
Para a proba de micronúcleos (MNT) e a proba de anomalías nucleares de glóbulos vermellos (ARN), analizáronse 15 renacuajos de cada grupo de tratamento. Os renacuajos foron anestesiados con lidocaína ao 5% (50 mg g-170) e recolléronse mostras de sangue mediante punción cardíaca utilizando xiringas heparinizadas desbotables. Preparáronse frotis de sangue en láminas de microscopio estériles, secáronse ao aire, fixáronse con metanol ao 100% (4 ° C) durante 2 minutos e, a continuación, tinguironse con solución de Giemsa ao 10% durante 15 minutos na escuridade. Ao final do proceso, os portas laváronse con auga destilada para eliminar o exceso de mancha e secábanse a temperatura ambiente.
Analizáronse polo menos 1000 glóbulos rojos de cada renacuajo mediante un microscopio de 100× cun obxectivo 71 para determinar a presenza de MN e ENA. Avaliáronse un total de 75.796 eritrocitos de renacuajos tendo en conta as concentracións e os controis de cipermetrina. Analizouse a xenotoxicidade segundo o método de Carrasco et al. e Fenech et al.38,72 determinando a frecuencia das seguintes lesións nucleares: (1) células anucleadas: células sen núcleo; (2) células apoptóticas: fragmentación nuclear, morte celular programada; (3) células binucleadas: células con dous núcleos; (4) xemas nucleares ou células globosas: células con núcleos con pequenas protuberancias da membrana nuclear, burbullas de tamaño similar aos micronúcleos; (5) células cariolizadas: células con só o contorno do núcleo sen material interno; (6) células con muescas: células con núcleos con fendas ou muescas evidentes na súa forma, tamén chamados núcleos con forma de ril; (7) células lobuladas: células con protuberancias nucleares máis grandes que as mencionadas vesículas; e (8) microcélulas: células con núcleos condensados e citoplasma reducido. Comparáronse os cambios cos resultados do control negativo.
Os resultados das probas de toxicidade aguda (LC50) foron analizados mediante o software GBasic e o método TSK-Trimmed Spearman-Karber74. Os datos da proba crónica foron probados previamente para a normalidade do erro (Shapiro-Wilks) e a homoxeneidade da varianza (Bartlett). Os resultados foron analizados mediante a análise de varianza unidireccional (ANOVA). Utilizouse a proba de Tukey para comparar os datos entre si e a de Dunnett para comparar os datos entre o grupo de tratamento e o grupo de control negativo.
Os datos LOEC e NOEC analizáronse mediante a proba de Dunnett. As probas estatísticas realizáronse mediante o software Statistica 8.0 (StatSoft) cun nivel de significación do 95% (p < 0,05).
Hora de publicación: 13-mar-2025