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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!