Aumentar a produción de alimentos é necesario para satisfacer as necesidades da poboación mundial. Neste sentido, os pesticidas forman parte integral das prácticas agrícolas modernas destinadas a aumentar o rendemento das colleitas. Demostrouse que o uso xeneralizado de pesticidas sintéticos na agricultura causa unha grave contaminación ambiental e problemas de saúde humana. Os pesticidas poden bioacumularse nas membranas celulares humanas e prexudicar as funcións humanas a través do contacto directo ou o consumo de alimentos contaminados, o que supón unha causa importante de problemas de saúde.
Os parámetros citoxenéticos empregados neste estudo mostraron un patrón consistente que indica que o ometoato exerce efectos xenotóxicos e citotóxicos nos meristemas da cebola. Aínda que non hai evidencia clara dos efectos xenotóxicos do ometoato na cebola na literatura existente, un gran número de estudos investigaron os efectos xenotóxicos do ometoato noutros organismos de proba. Dolara et al. demostraron que o ometoato induciu un aumento dependente da dose no número de intercambios de cromátidas irmás en linfocitos humanos in vitro. Do mesmo xeito, Arteaga-Gómez et al. demostraron que o ometoato reduciu a viabilidade celular en queratinocitos HaCaT e células bronquiais humanas NL-20, e o dano xenotóxico avaliouse mediante un ensaio cometa. Do mesmo xeito, Wang et al. observaron un aumento da lonxitude dos telómeros e un aumento da susceptibilidade ao cancro en traballadores expostos ao ometoato. Ademais, en apoio do presente estudo, Ekong et al. demostrouse que o ometoato (o análogo de osíxeno do ometoato) causou unha diminución do MI en A. cepa e provocou lise celular, retención cromosómica, fragmentación cromosómica, alongamento nuclear, erosión nuclear, maduración cromosómica prematura, agrupamento en metafase, condensación nuclear, adherencia na anafáse e anomalías nas pontes de c-metafase e anafáse. A diminución dos valores de MI despois do tratamento con ometoato pode deberse á desaceleración da división celular ou ao fracaso das células para completar o ciclo mitótico. En contraste, o aumento das anomalías neuronais e cromosómicas e a fragmentación do ADN indicou que a diminución dos valores de MI estaba directamente relacionada co dano no ADN. Entre as anomalías cromosómicas detectadas no presente estudo, os cromosomas adherentes foron os máis comúns. Esta anomalía en particular, que é altamente tóxica e irreversible, é causada pola adhesión física de proteínas cromosómicas ou pola interrupción do metabolismo dos ácidos nucleicos na célula. Alternativamente, pode ser causada pola disolución de proteínas que encapsulan o ADN cromosómico, o que pode levar finalmente á morte celular42. Os cromosomas libres suxiren a posibilidade de aneuploidía43. Ademais, as pontes cromosómicas fórmanse pola rotura e fusión de cromosomas e cromátidas. A formación de fragmentos leva directamente á formación de MN, o que é consistente cos resultados do ensaio cometa no presente estudo. A distribución desigual da cromatina débese ao fallo da separación das cromátidas na fase mitótica tardía, o que leva á formación de cromosomas libres44. O mecanismo exacto da xenotoxicidade do ometoato non está claro; non obstante, como pesticida organofosforado, pode interactuar con compoñentes celulares como as nucleobases ou causar danos no ADN xerando especies reactivas de osíxeno (ROS)45. Así, os pesticidas organofosforados poden causar a acumulación de radicais libres altamente reactivos, incluíndo O2−, H2O2 e OH−, que poden reaccionar coas bases do ADN nos organismos, causando así danos no ADN directa ou indirectamente. Tamén se demostrou que estes ROS danan encimas e estruturas implicadas na replicación e reparación do ADN. Pola contra, suxeriuse que os pesticidas organofosforados sofren un proceso metabólico complexo despois da inxestión polos humanos, interactuando con múltiples encimas. Propoñen que esta interacción resulta na implicación de varios encimas e dos xenes que codifican estes encimas nos efectos xenotóxicos do ometoato40. Ding et al.46 informaron de que os traballadores expostos ao ometoato tiñan unha maior lonxitude dos telómeros, o que estaba asociado coa actividade da telomerase e o polimorfismo xenético. Non obstante, aínda que se dilucidou a asociación entre os encimas de reparación do ADN do ometoato e o polimorfismo xenético nos humanos, esta cuestión segue sen resolverse para as plantas.
Os mecanismos de defensa celular contra as especies reactivas de osíxeno (ROS) vense potenciados non só polos procesos antioxidantes encimáticos, senón tamén polos procesos antioxidantes non encimáticos, dos cales a prolina libre é un importante antioxidante non encimático nas plantas. Observáronse niveis de prolina ata 100 veces superiores aos valores normais en plantas estresadas56. Os resultados deste estudo son consistentes cos resultados33 que informaron de niveis elevados de prolina en mudas de trigo tratadas con ometoato. Do mesmo xeito, Srivastava e Singh57 tamén observaron que o insecticida organofosforado malatión aumentou os niveis de prolina na cebola (A. cepa) e tamén aumentou as actividades da superóxido dismutase (SOD) e da catalase (CAT), reducindo a integridade da membrana e causando danos no ADN. A prolina é un aminoácido non esencial que está implicado nunha variedade de mecanismos fisiolóxicos, incluíndo a formación da estrutura das proteínas, a determinación da función das proteínas, o mantemento da homeostase redox celular, a eliminación de osíxeno singlete e radicais hidroxilo, o mantemento do equilibrio osmótico e a sinalización celular57. Ademais, a prolina protexe as encimas antioxidantes, mantendo así a integridade estrutural das membranas celulares58. O aumento dos niveis de prolina nas cebolas despois da exposición ao ometoato suxire que o corpo utiliza a prolina como superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) para protexerse contra a toxicidade inducida por insecticidas. Non obstante, de xeito similar ao sistema antioxidante encimático, demostrouse que a prolina é insuficiente para protexer as células da punta da raíz da cebola dos danos causados por insecticidas.
Unha revisión bibliográfica mostrou que non existen estudos sobre os danos anatómicos das raíces das plantas causados polos insecticidas ometoato. Non obstante, os resultados de estudos previos sobre outros insecticidas son consistentes cos resultados deste estudo. Çavuşoğlu et al.67 informaron de que os insecticidas tiametoxam de amplo espectro causaron danos anatómicos nas raíces das cebolas, como necrose celular, tecido vascular pouco claro, deformación celular, capa epidérmica pouco clara e forma anormal dos núcleos do meristema. Tütüncü et al.68 indicaron que tres doses diferentes de insecticidas metiocarb causaron necrose, danos nas células epidérmicas e engrosamento da parede celular cortical nas raíces das cebolas. Noutro estudo, Kalefetoglu Makar36 descubriu que a aplicación de insecticidas avermectina en doses de 0,025 ml/L, 0,050 ml/L e 0,100 ml/L causou tecido condutor non definido, deformación das células epidérmicas e danos nucleares aplanados nas raíces das cebolas. A raíz é o punto de entrada para que os produtos químicos nocivos entren na planta e tamén é o principal sitio máis susceptible aos efectos tóxicos. Segundo os resultados da MDA do noso estudo, o estrés oxidativo pode provocar danos na membrana celular. Por outra banda, é importante recoñecer que o sistema radicular tamén é o mecanismo de defensa inicial contra tales perigos69. Os estudos demostraron que os danos observados nas células do meristema da raíz poden deberse ao mecanismo de defensa destas células que impide a absorción de pesticidas. O aumento das células epidérmicas e corticais observado neste estudo é probablemente o resultado de que a planta reduce a absorción de produtos químicos. Este aumento pode provocar unha compresión física e deformación das células e os núcleos. Ademais,70 suxeriuse que as plantas poden acumular certos produtos químicos para limitar a penetración de pesticidas nas células. Este fenómeno pódese explicar como un cambio adaptativo nas células dos tecidos corticais e vasculares, no que as células engrosan as súas paredes celulares con substancias como a celulosa e a suberina para evitar que o ometoato penetre nas raíces.71 Ademais, o dano nuclear aplanado pode ser o resultado da compresión física das células ou do estrés oxidativo que afecta á membrana nuclear, ou pode deberse a danos no material xenético causados pola aplicación de ometoato.
O ometoato é un insecticida moi eficaz que se usa amplamente, especialmente nos países en desenvolvemento. Non obstante, como ocorre con moitos outros pesticidas organofosforados, persisten as preocupacións sobre o seu impacto no medio ambiente e na saúde humana. Este estudo tivo como obxectivo cubrir esta lagoa de información avaliando exhaustivamente os efectos prexudiciais dos insecticidas con ometoato nunha planta comúnmente probada, A. cepa. En A. cepa, a exposición ao ometoato provocou retardo do crecemento, efectos xenotóxicos, perda da integridade do ADN, estrés oxidativo e danos celulares no meristema da raíz. Os resultados destacaron os impactos negativos dos insecticidas con ometoato en organismos non obxectivo. Os resultados deste estudo indican a necesidade dunha maior precaución no uso de insecticidas con ometoato, unha dosificación máis precisa, unha maior concienciación entre os agricultores e regulacións máis estritas. Ademais, estes resultados proporcionarán un valioso punto de partida para a investigación que investigue os efectos dos insecticidas con ometoato en especies non obxectivo.
Os estudos experimentais e os estudos de campo de plantas e as súas partes (bulbos de cebola), incluída a recollida de material vexetal, realizáronse de acordo coas normas e regulamentos institucionais, nacionais e internacionais pertinentes.
Data de publicación: 04-06-2025