Efeitos bioquímicos e estrogênicos do N-(3,4-diclorofenil)-N,N-dimetilureia (diuron) e seus metabólitos, isoladamente ou em associação com alquilfenóis em tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus)

Abstract

O Brasil é o principal produtor de cana-de-açúcar do mundo e, para que esta demanda seja suprida, muitos compostos químicos são aplicados nas culturas, visando controlar o surgimento e proliferação de pragas. Assim, faz-se o uso dos praguicidas, dentre eles, o diuron (N-(3,4-diclorofenil)-N,N-dimetiluréia), que é aplicado em plantações ao redor do mundo. O diuron pode ser biodegradado em outros três principais compostos o 3,4-dicloroanilina (DCA), 3,4-diclorofenilureia (DCPMU) e 2,4-diclorofenil-N-metilureia (DCPMU). Normalmente, o diuron é aplicado nas plantações juntamente com os alquilfenóis etoxilatos (APE), como o nonilfenol etoxilato (NPE) e o octilfenol etoxilato (OPE), compostos que facilitam a dispersão do diuron. Alguns estudos têm demonstrado que tanto o diuron quanto os alquilfenóis podem causar alterações enzimáticas e/ou estrogênicas em diversos organismos. Dentre as enzimas que podem ser alteradas, estão as enzimas de biotransformação, tanto de fase I (7-etoxirresorufina-O-deetilase – EROD, 7-pentóxiresorufinaO-desalquilase – PROD, 7-benzilóxiresorufina-O-desalquilase – BROD e a P450 aromatase), quanto as de fase II (glutationa-S-transferase – GST) e as proteínas de fase III (resistência a multixenobioticos – MXR). Outros parâmetros que podem sofrer alterações são os antioxidantes (superóxido dismutase – SOD, catalase – CAT, glutationa peroxidase – GPx, glutationa redutase – GR, glutationa-6-fosfato desidrogenase – G6PDH, aldeído desidrogenase – ALDH e peroxidação lipídica), que são os responsáveis pelo controle entre a produção e o combate às espécies reativas de oxigênio (ERO). Dentre os parâmetros endócrinos que podem ser alterados, e então utilizados como biomarcadores, estão as enzimas CYP3A e a 17β-hidroxiesteróide desidrogenase (17β-HSD) e ainda a proteína vitelogenina (Vtg). Assim o objetivo deste trabalho foi avaliar, em tilápias do Nilo (Oreochromis nilotucus) (1) quais os efeitos do diuron e seus metabólitos, em associação ou não, em diferentes concentrações e (2) quais os efeitos do diuron, seus metabólitos e os alquilfenois, em associação ou não em diferentes concentrações no fígado e nas brânquias de peixes expostos por 7 dias, utilizando os seguintes parametros, EROD, BROD, PROD, GST, MXR, SOD, CAT, GPx, G6PDH e peroxidação lipídica (MDA). Em uma terceira etapa, o objetivo do trabalho foi (3) avaliar parâmetros endócrinos em tilápias mozambique (Oreochromis mossambicus) expostas ao diuron, seus metabólitos e alquilfenóis, em associação ou não, em diferentes concentrações, expostas por 7 dias, em fígado e cérebro dos peixes expostos, analisando os seguintes parâmetros: 17β-HSD, P450 aromatase, CYP3A, vitelogenina e a biotransformação do xenobiótico (in vitro). Nossos resultados demonstraram que, em tilápias do Nilo expostas a esses contaminantes nas concentrações e no tempo de exposição utilizados, todos os biomarcadores analisados sofreram alguma alteração após a exposição, alguns mais expressivos como a EROD, MDA, GPx e G6PDH e outros menos. Os resultados obtidos após a exposição de tilápias mozambique aos contaminantes também nos mostraram alterações, confirmando que esses compostos podem ser considerados desreguladores endócrinos, já que todos os parâmetros endócrinos analisados foram alterados. Assim, os resultados obtidos nos mostraram que realmente o diuron, seus metabólitos e os alquilfenóis podem causar alterações bioquímicas em tilápias do Nilo e mozambique, expostos à concentrações ambientalmente relevantes por sete dias, sendo os metabólitos e os APs os principais compostos a causar alterações nos parâmetros analisados.

Brazil is the main sugar cane producer in the world, and to support these productions many chemical compounds have being apply in agriculture, aiming to control the appearance and proliferation of pests. Therefore, the use of pesticide, as diuron, (N- (3,4-dichlorophenyl) -N,N-dimethylurea), in some crops in the world is common. Diuron can be biodegraded in three others compounds, 3,4-dichloroaniline (DCA), 3,4-dichlorophenylurea (DCPU) and 2,4-dichlorophenyl-N-methylurea (DCPMU). Normally, diuron have being applied associated with alkylphenols ethoxylates (APE), like nonilphenol (NP) and octylphenol (OP), which increase the solubility and dispersion of the herbicide. Some studies have shown that diuron and alkylphenols can cause enzymatic and/or estrogenic changes, in various organisms. Therefore, biotransformation enzymes, phase I (7-ethoxirresorufin-O-deethylase – EROD, 7- pentaxirisorufin-O-dealkylase – PROD, 7-benzyloxysorufin-O-desalkylase – BROD and P450 aromatase), phase II (glutathione-S-transferase-GST) and phase III proteins (multixenobiotic resistance – MXR), and antioxidant parameters (superoxide dismutase – SOD, catalase – CAT, glutathione peroxidase – GPx, glutathione reductase – GR, glutathione-6-phosphate dehydrogenase – G6PDH, aldehyde dehydrogenase – ALDH and lipid peroxidation), which are responsible for the control between production and degradation of reactive oxygen species (ROS). The endocrine parameters that can be altered and used as biomarkers are the CYP3A and 17β-hydroxysteroid dehydrogenase (17β-HSD) enzymes and the vitellogenin (Vtg) protein. All of these parameters can be altered after exposure of organisms to xenobiotics. Therefore, the aim of this work was evaluate the effects of (1) diuron and its metabolites, alone or in combination, in different concentrations, and the effect of (2) diuron, its metabolites and the alkyphenols, alone or in combination, in different concentration, in liver and gill of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) exposed for 7 days, using as parameters EROD, BROP, PROD, GST, MXR, SOD, CAT, GPx, G6PDH and lipid peroxidation (MDA). In a third step, the aim of the work as (3) evaluate endocrine parameters in mossambique tilapia (Oreochromis mossambicus), exposed to diuron, its metabolites and alkyphenols, alone or in combination, in different concentrations for 7 days, in liver and brain, using as parameters 17β-HSD, CYP3A, vitellogenin and xenobiotic biotransformation (in vitro). Our results demonstrated that all contaminants, at the concentration and time of exposure, can cause alteration in all biomarkers, some more than others, as EROD, MDA, GPx and G6PDH, in Nile tilapia, and the results obtained after mozambique tilapia exposure, to the contaminants, also showed changes, confirming that these compounds can be considered endocrine disruptors. Thus, the results showed that diuron, its metabolites and alkylphenols could cause biochemical changes in fish, Nile and mossambique tilapia, exposing to the environmentally relevant concentrations for seven days, being diruon metabolites and APs the main compounds to cause changes in the analyzed parameters.