Atuação dos metais cobre e níquel em tecidos de Danio rerio: ênfase para análise de biomarcadores histológicos e histoquímicos da espécie Danio rerio

Abstract

Metals are known for their toxic potential to the aquatic environment, as well as being bioaccumulative and persistent elements, which increases the concern with the concentration allowed by legislation, considering protection of biota Often, these compounds are released in the water bodies in concentrations which may not cause acute effects but may compromise the viability of biological systems in the long term, considering the continuous exposure to said elements and concentrations. In this context, liver is an important organ for the evaluation of metals toxicity due to its function of excretion and its potential to accumulate exogenous substances. In gonads metals can trigger disturbances in the production, release, transport, metabolism and action of natural hormones, which can lead to fecundity loss, males feminization and consequently imbalance to living organisms, compromising the viability of the species. Exogenous substances that act in this way are known as endocrine disrupters and their influences on individual organisms and aquatic life are not well established. One ways to identify them is through histological and histochemical analysis. Metals copper and nickel originate from natural and also artificial sources due to the generation of domestic and industrial waste, depending on the anthropic activities. They can be considered toxic or essential depending on the organism, the environment and its concentrations. In addition, they have the potential to be endocrine disruptor to aquatic organisms. In this context, the main objectives of this study were: 1) To assess copper and nickel toxicity in chronic tests through histological analysis of possible morphological alterations caused by these substances in the liver 2) to evaluate the potential as an endocrine disruptor of said metals through of gonad analysis 3) Use vitellogenin as histochemical biomarker to evaluate the presence of vitellogenin in males. In view of the above, chronic tests were carried out using the model organism Danio rerio for 21 days copper (9 μg / L) and nickel (25 μg / L) exposure in a semi-static regime, with total water exchange at every 72 hours, at a temperature of 25ºC, with feed once a day. Subsequently, the organisms were euthanized and destined to histological procedure with inclusion in paraffin, staining with Hematoxylin and Eosin (HE) for morphological analysis of gonad and liver and for analysis of vitellogenin in males were stained by the staining method for histochemical analysis proposed by Van Der Ven (2003). Changes in the liver were observed, such as nucleus hypertrophy and flattening, vacuolization, increased proportion of pycnotic nuclei and loss of cytoplasmic integrity. In male gonads, there was an increase in the proportion of spermatogonia, testicular degeneration and asynchronous development of the gonad. Through the histochemical method by staining it was possible to observe the presence of vitellogenin in males exposed to nickel, which indicates feminization of these organisms.

Os metais são conhecidos pelo seu potencial tóxico ao ambiente aquático, além de serem elementos bioacumulativos e persistentes, o que aumenta a preocupação com a concentração permitida pela legislação, considerando-se proteção da biota Muitas vezes, estes compostos são liberados nos corpos hídricos em concentrações subletais as quais não provocam efeitos agudo, mas , podem comprometer a viabilidade dos sistemas biológicos a longo prazo, considerando-se a contínua exposição aos referidos elementos e concentrações Nesse contexto, fígado é um importante órgão para avaliação da toxicidade de metais devido a sua função de excreção e seu potencial para acumular substâncias exógenas. Nas gônadas os metais podem desencadear perturbações na produção, liberação, transporte, metabolismo e ação dos hormônios naturais, que podem levar a perda de fecundidade, feminização de machos e consequentemente desequilíbrio aos organismos vivos, comprometendo a viabilidade das espécies. Substâncias exógenas que atuam dessa maneira são conhecidos como interferentes endócrinos e suas influências sobre os organismos individualmente e a vida aquática ainda não são bem estabelecidos. Uma das maneiras de identificá-los é através de análises em nível histológico e histoquímico. Os metais cobre e níquel originam-se de fontes naturais e também artificiais devido a geração de resíduos domésticos e industriais, em função das atividades antrópicas. Podem ser considerados tóxicos ou essenciais dependendo do organismo, do ambiente e de suas concentrações. Ademais, possuem potencial de serem interferentes endócrinos para organismos aquáticos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivos principais 1) Avaliar a toxicidade dos metais cobre e níquel em testes crônicos através de análise histológica de possíveis alterações morfológicas causadas por essas substancias no fígado 2) avaliar o potencial como interferente endócrino dos referidos metais através da análise de gônadas 3) Utilizar a vitelogenina como biomarcador histoquímico para avaliar a presença da vitelogenina em machos. Diante do exposto, foram realizados testes crônicos utilizando o organismo-modelo Danio rerio durante 21 dias de exposição com os metais cobre (9 µg/L) e níquel (25 µg/L) em regime semi-estático, com troca total da água a cada 72h, temperatura de 25ºC, com alimentação uma vez ao dia. Posteriormente, os organismos foram eutanasiados e destinados ao procedimento de histologia com inclusão em parafina, coloração com Hematoxilina e Eosina (HE) para análise morfológica de gônada e fígado e para análise da vitelogenina em machos foram corados pelo método de coloração para análise histoquímica proposto por Van Der Ven (2003). Foram observadas alterações no fígado como hipertrofia e achatamento do núcleo, vacuolização, aumento da proporção dos núcleos picnóticos e perda da integridade citoplasmática. Já em gônadas masculinas houve aumento na proporção de espermatogônias, degeneração testicular e desenvolvimento assíncrono da gônada. Através do método histoquímico por coloração foi possível observar a presença da vitelogenina em machos expostos a níquel, o que indica feminização destes organismos