Impacto de fármacos em biomarcadores de Lepomis gibbosus

Abstract

A presença de resíduos farmacêuticos no ambiente aquático tem recentemente recebido grande atenção desde que níveis elevados de contaminação foram encontrados, não só nos efluentes de estações de tratamento de águas residuais, mas também em águas superficiais. Os compostos farmacêuticos são continuamente dispersos no ambiente, como resultado do uso humano e veterinário, e constituem uma preocupação ambiental relevante. Apesar das concentrações dos compostos farmacêuticos encontradas no meio ambiente se situarem numa gama que varia de ng L-1 a μg L-1, estas podem ser suficientes para induzir efeitos tóxicos ao nível dos organismos não-alvo. Desta forma, o estudo dos efeitos tóxicos destes compostos em espécies não-alvo é necessário e essencial. Assim, o objectivo do presente estudo foi investigar os efeitos da carbamazepina, diazepam e fenitoína, três drogas anticonvulsivantes encontradas em concentrações relativamente elevadas no ambiente, em parâmetros de stress oxidativo no peixe de água doce Lepomis gibbosus. Para o efeito, foram quantificados biomarcadores enzimáticos de stress oxidativo – nomeadamente, a catalase (CAT), a glutationa reductase (GR) e as glutationa S-transferases (GST) – e de dano oxidativo (peroxidação lipídica - TBARS) no tecido hepático, digestivo e branquial de animais expostos a concentrações sub-letais destes compostos. O objectivo central foi o de investigar os padrões de resposta nesses tecidos e quantificar a extensão das alterações causadas pelos xenobióticos mencionados. As actividades das enzimas dos peixes expostos ao diazepam revelaram diferenças significativas pontuais em determinados órgãos, nomeadamente um aumento da actividade das GSTs das brânquias e uma inibição da glutationa reductase no tubo digestivo, relativamente ao controlo. Na exposição de Lepomis gibbosus a carbamazepina, observou-se também diferenças significativas pontuais nas respostas dos biomarcadores avaliados, nomeadamente o aumento da actividade da actividade das GSTs e GRed no tubo digestivo relativamente ao controlo. Por último, a exposição de fenitoína foi responsável por respostas adaptativas nas actividades da CAT e GST ao nível do fígado, nomeadamente um aumento significativo da sua actividade. As respostas dos biomarcadores aos três compostos não permitiram sustentar um cenário de dano oxidativo, mas verificou-se que o sistema antioxidante desenvolve respostas adaptativas à sua presença, algumas das quais em concordância com estudos anteriores.

The presence of pharmaceutical residues in the aquatic environment has recently received a considerable amount of attention ever since elevated ambient concentrations of these xenobiotics were found, not only in wastewater, but also in superficial waters. Pharmaceutical compounds are continuously dispersed onto the environment, as a result of human and veterinary use, and they constitute a relevant environmental concern. Despite environmental concentrations of pharmaceutical compounds are in the range of ng L-1 to μg L-1, they can still elicit toxic effects in organisms. In this way, the study of toxic effects of these xenobiotics in non-target organisms is vital. Thus, the goal of the present study was to investigate the effects of carbamazepine, diazepam, and fenitoin – three anticonvulsivant drugs found in relatively high ambient concentrations – in the freshwater fish, Lepomis gibbosus. To do so, a biomarker approach was used, by quantifying oxidative stress enzymes (namely catalase – CAT, glutathione reductase – GR, and glutathione S-transferase – GST) and oxidative damage biomarkers (lipid peroxidation – TBARS) in the hepatic, digestive, and gill tissues of animals exposed to sub-lethal concentrations of the above substances. The main objective was to investigate the response patterns in these tissues and to quantify the extension of the alterations caused by the xenobiotics. The activities of enzymes of fish exposed to diazepam revealed occasional significant differences in some of the biomarkers in certain organs, namely an increase in GST activities in the gills and an inhibition of GR in the digestive tube, relatively to the control. In the exposure to carbamazepine, we also observed inconsistent effects in the biomarkers tested, namely an increase in GST and GRed activity in the digestive tube, relatively to the control. Finally, exposure of phenytoin was responsible for adaptive responses in the activities of CAT and GST in the liver, including a significant increase in its activity. The responses of biomarkers to three compounds failed to support a scenario of oxidative damage, but it was found that the antioxidant system develops adaptive responses to their presence, some of which are in agreement with previous studies.