Biomarcadores para a avaliação e

monitoramento dos recursos

hídricos em áreas ruraishídricos em áreas rurais

Cláudia Bueno dos Reis Martinez Laboratório de Ecofisiologia AnimalUniversidade Estadual de Londrina

Venda Mundial de Agrotóxicos em 2007

BRASIL 4º lugar no ranking mundial 80% do consumo da América Latina

Consumo Mundial Médio de Agrotóxico por Classe de Uso (de 2000 a 2007)

NO BRASIL:

�em 2008 o consumo de herbicidas

correspondeu a mais de 59% do total de

agrotóxicos

�principalmente nas culturas da soja, milho

e cana-de-açúcar

DISTRIBUIÇÃO TERRITORIAL DAS VENDAS DE HERBICIDAS NO BRASIL

BahiaTocantins

Rondônia

Amazonas

Acre

Pará

Amapá

Roraima

Maranhão

Piauí

Ceará

Rio Gr. do Norte

Paraíba

Pernambuco

AlagoasSergipe

Valor das Vendas de Herbicidas, por Estado,

Brasil, 2000.

Em US$1000

250.000125.023,5

limite de estado

ano 2000

0 200 400 600

Miles

47

Venda de herbicida por Estado

Rio Grande do Sul

Santa Catarina

Paraná

Mato Grosso do Sul

São Paulo

Minas Gerais

Espírito Santo

Rio de Janeiro

GoiásMato Grosso

Fonte: Ferreira et al., 2002

(ARMAS, 2005)

Distribuição, no período de 4 anos (2000 a 2003), do consumo de agrotóxicos

na sub-bacia do rio Corumbataí (SP). Armas et al, 2005.

Volume de comercialização de herbicidas, classificados por

princípio ativo, mais comercializados no Paraná, no ano de 2000

Glifosato +

Atrazina

50 % do total50 % do total

Soja, milho, arroz, café, Citrus, maçã,

fumo, uva, pastagens

Glifosato

Culturas RR Cana-de-açúcar

fumo, uva, pastagens

Aumento do consumo

Herbicida Roundup®

• Começou a ser produzido no

Brasil em 1984;

• Classificado como pouco

perigoso ao meio ambiente perigoso ao meio ambiente

(Classe IV)

• 48% de glifosato (sal de

isopropilamina) +

polioxietilenoamino (POEA)

Surfactante facilita a

entrada do glifosato

CL50 Roundup

Juvenis de Prochilodus

lineatus foram expostos ao

Roundup por até 96 h

CL50 (96h): 13,69 mg L-1 Considerando-se as taxas de aplicação atuais, corpos

d´água podem apresentar concentrações de até 3,7

mg L− 1 glifosato (Giesy et al., 2000), que corresponde

a cerca de 9 mg L− 1 de Roundup.

1 cm

7,5 (55%) e 10 (75%) mg L-1

Langiano e Martinez, Comp Biochem

Physiol. 147C (2008) . 222-231.

Degeneração citoplasmática (quadrado),

degeneração nuclear (setas), hipertrofia celular

Tecido hepático normal.

degeneração nuclear (setas), hipertrofia celular

(estrelas) - após 96 h em 10 ppm de Roundup.

Langiano e Martinez, Comp Biochem

Physiol. 147C (2008) 222-231.

Estagnação biliar (seta) e vacúolos no citoplasma (círculos) após 24 h

em 10 ppm de Roundup.

GST

Controle

Roundup (10 mg.L-1)

GPxSOD

CAT GSH

Controle

Roundup (10 mg.L-1)

CAT GSH

Modesto e Martinez.

Chemosphere 78 (2010) 294-299

Peroxidação lipídica após 24 e 96 h de exposição

Controle

Roundup (10 mg.L-1)

Modesto e Martinez.

Chemosphere 78 (2010) 294-299

AChE no cérebro

AChE no músculo

Controle

Roundup (10 mg.L-1)

AChE no músculo

Modesto e Martinez.

Chemosphere 78 (2010) 294-299

Roundup: promove inibição da acetilcolinesteraseno cérebro e músculo de Prochilodus lineatus.

0 1

2

3

� promoveu danos genotóxicos nas células de sangue e brânquia

� não promoveu danos

ROUNDUP ®

� não promoveu danos mutagênicos nos eritrócitos

Cavalcante et al.

Mutat Res 655 (2008) 41- 46

Roundup Transorb®

• Comercializado desde 1998

• 64,8% glifosato (sal de isopropilamina) + mistura de surfactantes (15% POEA)

• Classificado como perigoso ao meio • Classificado como perigoso ao meio ambiente (classe III)

• Tecnologia Transorb: translocação maisrápida do produto e em maioresquantidades nas plantas invasoras.

Roundup Transorb: 1 e 5 mg L-1

∆∆∆∆t: 6, 24 e 96 h

Juvenis de Prochilodus

lineatus foram expostos ao

Roundup Trasorb

GST1 cm

Controle

RDT 1 mg L-1

RDT 5 mg L-1

DEFESAS ANTIOXIDANTES

GSH

Controle

RDT 1 mg L-1

RDT 5 mg L-1Modesto e Martinez.

Chemosphere (2010) in press

Peroxidação lipídica apenas no menor tempo de exposição (6 h)

Controle

RDT 1 mg L-1

RDT 5 mg L-1Modesto e Martinez.

Chemosphere (2010) in press

AChE no cérebro

AChE no músculo

Controle

RDT 1 mg L-1

RDT 5 mg L-1

Roundup Transorb: também promoveu inibição da acetilcolinesterase no cérebro e músculo de Prochilodus lineatus.

Modesto e Martinez.

Chemosphere (2010) in press

Roundup Transorb

Células das brânquias

0

20

40

60

80

100

Escore de Dano *

*

Natália Moreno

Ensaio do Cometa

Exposição in vivo

0

6h 24h 96h

0

20

40

60

80

100

120

6h 24h 96h

Escore de Dano

Eritrócitos

*

*

**

Avaliação de danos no DNA

Controle

RDT 1 mg L-1

RDT 5 mg L-1

100

120

140

160

Escore de dano

Eritrócitos

*

**

*

**

Roundup Transorb

Ensaio do CometaExposição in vitro

Avaliação de danos no DNA

Controle

RDT 1 mg L-1

RDT 5 mg L-1

0

20

40

60

80

1h 3h 6h

Escore de dano

**

Roundup Transorb promoveu danos no DNA de eritrócitos expostos diretamente ao herbicida, in vitro, em todos os

tempos de exposição testados (1, 3 e 6h)

GLIFOSATO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Escore de Dano

Brânquia

*

Exposições in vivo

Controle

Juvenis de Prochilodus lineatus

foram expostos apenas ao glifosato

1 cm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

6h 24h 96h

Escore de Dano

Eritrócitos

**

* *

0

6h 24h 96hControle

Glifosato 1 mg L-1

Glifosato 5 mg L-1

Glifosato

Promove danos no DNA de células branquiais e de eritrócitos

100

150

Escore de Dano

Eritrócitos

*

Glifosato

Ensaio do CometaExposição in vitro

Avaliação de danos no DNA

Controle

Glifosato 1 mg L-1

Glifosato 5 mg L-1

0

50

1h 3h 6h

Escore de Dano

Glifosato promoveu danos no DNA de eritrócitos expostos diretamente ao herbicida, in vitro, apenas após 1 h de exposição a menor concentração testada

Eritrócitos

Células branquiais

O polioxietilenoamino (POEA) é o

surfactante usado na formulação

Roundup

Glifosato + Surfactante

Escores danos no DNA em eritrócitos e células branquiais de P. lineatus expostos apenas à água

(CTR) ou a 4 mg.L-1 de POEA, durante 24 h. As barras representam a média e a linha vertical o

erro padrão. * diferente do CTR (p < 0,01).

Células branquiaissurfactante usado na formulação

de herbicidas a base de glifosato,

como o Roundup Original.

ATRAZINA

• introduzida na agricultura na década de 50

• consumo mundial � 70.000 a 90.000 t/ano

• cana-de-açúcar, milho, soja, entre outras

• consumo no Brasil: segundo herbicida mais

consumido

Contaminação Aquática por Atrazina

1,0 a 18,9 µg.L-1

30 µg.L-1

2,7 µg.L-1

0,5 µg.L-13 µg.L-12 µg.L-1

(CEREJEIRA et al., 2003;

KONSTANTINOU et al., 2006)(DAVIS et al., 2007)(ARMAS et al., 2007)

Efeitos da atrazina para Prochilodus lineatus: genotoxicidade e defesas antioxidantes

Peixes jovens expostos ao

herbicida por 48 e 96 h

Duas [ATRAZINA]

� 2 µg.L-1 - Concentração limite

definida pelo CONAMA (2005)

� 10 µg.L-1 – corresponde à

metade da concentração

indicada para uso na agricultura

Thaís Graciano Santos - Mestranda

GST0

2

4

6

8

10

12

14

16

pm

ol r

eso

rufi

n.m

in-1

.mg

.ptn

-1

EROD

a

bb

Atrazina inibiu as vias de biotransformação

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

48 h

nm

ol c

onju

gate

d C

DN

B.m

in-1.m

g.p

tn-1

GST

CTR

EXP 2 µg.L-1

EXP 10 µg.L-1

a

b

a

0

48 h

pm

ol r

eso

rufi

n.m

in

Enzimas antioxidantesprimárias - FÍGADO

0

10

20

30

40

50

CTR 2 ppb 10 ppb

U S

OD

. m

g p

rote

in-1

SOD

*

*

40

50

mg p

rote

in-1

GPx

40

0

10

20

30

CTR 2 ppb 10 ppb

µm

ol m

in-1

mg p

rote

in

* *

0

10

20

30

40

CTR 2 ppb 10 ppb

µm

ol m

in-1

mg p

rote

in-1

CAT

**

Atrazina inibiu SOD, CAT e GPx

0

5

10

15

20

25

30

35

CTR 2 ppb 10 ppb

µg G

SH

mg p

rote

in-1

Conteúdo de GSH

*

*Atrazina promoveu redução

significativa do conteúdo de GSH no fígado

0

1

2

3

CTR 2 ppb 10 ppb

µm

ol M

DA

mg p

rote

in-1

TBARS

*

Não houve indicação de peroxidação lipídica pelo

ensaio TBARS

0

10

20

30

40

50

60

70

CTR 2 ppb 10 ppb

nm

ol D

TN

B. m

in-1

.m

g p

rote

in-1

AChE cérebro

Peixes jovens (13 g) expostos a

atrazina por 48 h

0

10

20

30

40

50

60

70

CTR 2 ppb 10 ppb

nm

ol D

TN

B. m

in-1

.m

g p

rote

in-1

AChE músculo

Atrazina não interferiuna atividade da

acetilcolinesterase

1

0

80

120

160Score of DNA damage Brânquias*

0

40

80

120

160

CTR 2 ppb 10 ppb

Score of DNA damage Sangue *

Escore de dano

Danos no DNA em

peixes expostos a

atrazina por 48 h

Apoptose?

2

3

0

40

CTR 2 ppb 10 ppb

Score of DNA damage

0

40

80

120

160

CTR 2 ppb 10 ppb

Score of DNA damage

Fígado *

HERBICIDABIOMARCADORES

BIOQUÍMICOS GENOTÓXICOSDanos DNA – Teste do Cometa

Biotrans Estresse Oxidativo AChE In vivo In vitro

GLIFOSATO - - - ↑ ↑

ROUNDUP ↑ GST ↓SOD, ↓CAT,

= GPx, ↑ GSH

↑LPO

↓ ↑ ↑

↑LPO

ROUNDUP

TRANSORB

↓ GST ↓SOD, ↓CAT,

↑GPx, ↓↑ GSH

↑LPO

↓ ↑ ↑

POEA - - - ↑ -

ATRAZINA ↓ EROD;

↓ GST

↓SOD, ↓CAT,

↓GPx, ↓ GSH

↓LPO

= ↑ -

OBRIGADA!