Avaliação dos efeitos ecotoxicológicos das aminas biogênicas cadaverina e putrescina, por meio de ensaios com diferentes sistemas-teste
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Data
2023-02-28
Autores
Orientador
Marin-Morales, Maria Aparecida 
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Biológicas (Biologia Celular e Molecular) - IBRC
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
O crescimento desenfreado da população mundial, que acontece concomitantemente com as atividades antrópicas, ocasionou sérios impactos negativos ao meio ambiente e à saúde pública. Atualmente, os cemitérios têm se destacado neste quesito, sendo considerados uma das fontes mais relevantes da poluição urbana que impacta recursos hídricos e solos. A decomposição do corpo humano é o processo mais preocupante nestes ambientes, principalmente devido a liberação do necrochorume, líquido resultante da putrefação dos corpos. As aminas biogênicas cadaverina e putrescina são substâncias que compõe o necrochorume, responsáveis pelo odor fétido da decomposição cadavérica. Ambas as substâncias apresentam potencial tóxico para diferentes organismos, incluindo seres humanos. Apesar do conhecimento sobre o risco proveniente de cemitérios, poucos estudos avaliaram a ecotoxicidade dos subprodutos oriundos da decomposição humana. Considerando o aumento constante das atividades cemiterias, bem como a lacuna de informações sobre os efeitos de seus contaminantes, fica evidente a necessidade de mais pesquisas que abordem a toxicidade do necrochorume. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar as toxicidades da cadaverina e putrescina, de forma isolada e em mistura, por meio de diversos ensaios com diferentes bioindicadores aquáticos e terrestres. A espécie Lactuca sativa foi utilizada para avaliar a fitotoxicidade dessas aminas, pelos ensaios do índice de germinação de sementes e mensuração do eixo hipocótilo-radicular. A citogenotoxicidade e potencial mutagênico, foram avaliados pelos ensaios do índice mitótico, de indução de aberrações cromossômicas e do teste de micronúcleos, respectivamente, em células meristemáticas de Allium cepa. Os colêmbolos da espécie Folsomia candida foram empregados para avaliação da ecotoxicidade, por meio do ensaio comportamental de fuga e reprodução. A toxicidade das aminas biogênicas também foi avaliada com os bioindicadores aquáticos Daphnia magna, pelo parâmetro de letalidade e Danio rerio, por meio dos ensaios de letalidade e embriotoxicidade. Neste estudo, também foi realizada uma revisão bibliográfica sobre o uso do zebrafish como modelo animal em ensaios ecotoxicológicos. Os resultados com L. sativa demonstraram efeito fitotóxico para a cadaverina e putrescina (diminuição do crescimento radicular e do hipocótilo), tanto de forma isolada como em mistura. Os efeitos foram mais significativos nos ensaios realizados com as associações das aminas biogênicas. Pelos ensaios realizados com A. cepa, foi observada maior citotoxicidade (distúrbios no ciclo celular) para as associações das aminas, do que nos testes isolados. A maior concentração avaliada (1000 mg. Kg-1) foi capaz de inibir a divisão celular em mais de 80%. Pelos resultados dos testes de genotoxicidade e de potencial mutagênico, realizados com as aminas biogênicas isoladas, apenas a cadaverina foi genotóxica e potencialmente mutagênica para A. cepa. Por este teste, a putrescina não apresentou resultado significativo, quando comparado ao controle negativo. Contudo, as mistura das aminas potencializaram o efeito genotóxico e o potencial mutagênico desses compostos (aumento significativo de aderência cromossômica, poliploidia e broto nuclear, assim como o aumento da formação de micronúcleos). Os resultados para o teste de fuga com F. candida mostraram que os indivíduos tiveram preferência para o solo tratado com as aminas biogênicas, portanto não expressaram comportamento de fuga. No entanto, foram observados efeitos negativos da cadaverina e putrescina sobre a reprodução dos colêmbolos, comprovando um efeito a longo prazo dessas aminas (diminuição do número de juvenis), principalmente para as substâncias associadas. Com relação à letalidade de D. magna, a cadaverina induziu maior letalidade (CL50 9,5 mg. L-1) que a putrescina (CL50 36,7 mg. L-1). Neste ensaio, não foi observado potencialização dos efeitos, para as associações das aminas biogênicas. Cadaverina também induziu maior letalidade para D. rerio (CL50 335,5 mg. L-1), em relação à putrescina (CL50 452,6 mg. L-1). Os resultados para embriotoxicidade foram significativos nos ensaios realizados com as misturas de cadaverina e putrescina (atraso na eclosão, malformação da coluna e edema de pericárdio). Pelos resultados obtidos neste estudo, pode-se inferir que as aminas cadaverina e putrescina apresentam potencialidade tóxica para diferentes organismos. O estudo realizado traz importantes informações que contribuem para melhor conhecimento da toxicidade de substâncias derivadas de processos putrefativos, comuns em ambientes de cemitérios, uma vez que existem poucos estudos realizados na área ecotoxicológica desses ambientes.
Resumo (inglês)
The unbridled growth of the world population, which occurs concomitantly with human activities, has caused serious negative impacts on the environment and public health. Currently, cemeteries have stood out in this regard, being considered one of the most relevant sources of urban pollution that impacts water and soil resources. The decomposition of the human body is the most worrying process in these environments, mainly due to the release of necro-leachate, a liquid resulting from the putrefaction of bodies. The biogenic amines cadaverine and putrescine are substances that make up the necro-leachate, responsible for the fetid odor of cadaveric decomposition. Both substances have toxic potential for different organisms, including humans. Despite knowledge about the risk from cemeteries, few studies have evaluated the ecotoxicity of by-products from human decomposition. Considering the constant increase in cemetery activities, as well as the lack of information about the effects of its contaminants, the need for more research to address necro-leachate toxicity is evident. Thus, the objective of this work was to evaluate the toxicities of cadaverine and putrescine, in isolation and in mixture, through several assays with different aquatic and terrestrial bioindicators. The Lactuca sativa species was used to evaluate the phytotoxicity of these amines, by testing the seed germination index and measuring the hypocotyl-root axis. Cytogenotoxicity and mutagenic potential were evaluated by mitotic index, induction of chromosomal aberrations and micronucleus test, respectively, in meristematic cells of Allium cepa. Springtails of the Folsomia candida species were used to evaluate ecotoxicity, through the avoidance and reproduction test. The toxicity of the biogenic amines was also evaluated with the aquatic bioindicators Daphnia magna, by the lethality parameter, and Danio rerio, by means of the lethality and embryotoxicity assays. In this study, a literature review was also carried out on the use of zebrafish as an animal model in ecotoxicological trials. The results with L. sativa showed a phytotoxic effect for cadaverine and putrescine (decreased root and hypocotyl growth), both alone and in mixtures. The effects were more significant in the tests carried out with the combinations of biogenic amines. In the tests carried out with A. cepa, greater cytotoxicity (disorders in the cell cycle) was observed for amine mixtures than in the isolated tests. The highest concentration evaluated (1000 mg. kg -1) was able to inhibit cell division by more than 80%. Based on the results of the genotoxicity and mutagenic potential tests performed with the isolated biogenic amines, only cadaverine was genotoxic and potentially mutagenic for A. cepa. By this test, putrescine did not present a significant result when compared to the negative control. However, the mixture of amines potentiated the genotoxic effect and mutagenic potential of these compounds (significant increase in chromosomal adherence, polyploidy, and nuclear sprouting, as well as increased formation of micronuclei). The results for the flight test with F. candida showed that the individuals had preference for the soil treated with the biogenic amines, therefore they did not express avoidance behavior. However, negative effects of cadaverine and putrescine on the reproduction of springtails were observed, proving a long-term effect of these amines (decrease in the number of juveniles), mainly for the associated substances. Regarding D. magna lethality, cadaverine induced higher lethality (LC50 9.5 mg. L-1) than putrescine (LC50 36.7 mg. L-1). In this test, potentiation of effects was not observed for associations of biogenic amines. Cadaverine also induced greater lethality for D. rerio (LC50 335.5 mg. L-1) compared to putrescine (LC50 452.6 mg. L-1). The results for embryotoxicity were significant in the tests performed with mixtures of cadaverine and putrescine (delayed hatching, spinal malformation, and pericardial edema). From the results obtained in this study, it can be inferred that the amines cadaverine and putrescine have toxic potential for different organisms. The study carried out brings important information that contributes to a better understanding of the toxicity of substances derived from putrefactive processes, common in cemeteries environments, since there are few studies carried out in the ecotoxicological area of these environments.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português