Avaliação da toxicidade do di-n-butil ftalato (DBP) e di-iso-pentil ftalato (DiPeP) isolados e em mistura utilizando embriões e larvas de Danio rerio e Rhamdia quelen

Abstract

Resumo: Os ftalatos são contaminantes emergentes de alto volume de produção, devido a sua ampla utilização no ramo industrial, usados principalmente como plastificantes. Esses compostos não estão covalentemente ligados a estrutura do plástico, sendo facilmente liberados no ambiente. O di-n-butil ftalato (DBP) está entre os ftalatos mais utilizados no mundo, sendo classificado pela European Chemicals Agency (ECHA) como uma substância com alto potencial tóxico, com capacidade de interferir na formação dos órgãos sexuais de mamíferos e no desenvolvimento embrionário de anfíbios e peixes. Já o di-isopentil ftalato (DiPeP) é muito utilizado no Brasil, por ser um produto secundário da produção de etanol e é considerado como um ftalato com forte potencial antiandrogênico. São poucos os estudos que avaliam a toxicidade de misturas entre ftalatos, entretanto essa avaliação é mais ambientalmente realística, pois os organismos são expostos simultaneamente a vários compostos. O Fish Embryo Extend Toxicity (FEET) teste é uma adaptação no tempo de exposição ao teste de toxicidade em embriões de peixes (FET), padronizado pela Organisation for Economic Co-operation andDevelopment (OECD), o qual utiliza o peixe Danio rerio. A transposição desse teste para outras espécies de peixes tem se mostrado viável, e por este motivo, o objetivo desse estudo foi transpor o FEET teste para a espécie nativa da América do Sul Rhamdia quelen e comparar com a espécie modelo Danio rerio, (zebrafish) por meio de parâmetros de letalidade e subletalidade e pela avaliação de biomarcadores bioquímicos e genético. A metodologia seguiu o protocolo 236/2013 da OECD e também com uma adaptação no período de exposição de 96 para 168 horas, onde os ovos recém fertilizados foram expostos ao DBP e ao DiPeP em concentrações que variam de 0,001 a 0,125 mg.L-1 e a mistura entre DBP + DiPeP (MIX) na faixa de 0,001 a 0,031 mg.L-1, além dos controles negativo, de solvente (metanol 0,1%) e positivo (3,4-dicloroalanina). Os biomarcadores foram avaliados em 96 horas e em 168 horas de exposição. Os ftalatos induziram mortalidade, malformações no desenvolvimento embrionário, alterações comportamentais, neurotoxicidade, estresse oxidativo, peroxidação lipídica e genotoxicidade nas larvas de peixe. O DBP foi mais tóxico quando analisamos os resultados obtidos pelo teste de toxicidade, como mortalidade e malformações em embriões e larvas. Já o DiPeP causou maiores danos a macromoléculas, como lipídios. A MIX intensificou a toxicidade do DBP e do DiPeP, causando danos morfológicos em baixas concentrações e alterando a atividade da enzima glutationa S-transferase. A genotoxicidade foi observada somente em 168 horas de exposição aos ftalatos isolados e as MIX, indicando que a extensão do tempo de exposição é válida para este biomarcador. A espécie R. quelen demonstrou ser adequada para o FET e FEET teste, apresentando maior sensibilidade do que D. rerio aos ftalatos isolados e em mistura. Assim, concluímos que a transposição do FEET teste para R. quelen foi viável, demonstrando que essa espécie nativa pode ser uma alternativa para testes de toxicidade com embriões e larvas.

Abstract: Phthalates are emerging contaminants of high production volume, due to widespread use the industrial sector, used mainly as plasticizers. These compounds are not covalently linked to plastic structure, easily reaching the environment. Di-n-butyl phthalate (DBP) is among the most widely used phthalates in the world, classified by European Chemicals Agency (ECHA) as substance with high toxic potential in formation of the mammals sexual organs, and in the embryonic development of amphibians and fish. Di-iso-pentyl phthalate (DiPeP) is widely used in Brazil, because it is a secondary product of ethanol production, considered a phthalate with strong antiandrogenic potential. There are few studies that evaluate the phthalates mixture’s toxicity, however the evaluation of mixtures (MIX) are more environmentally realistic, because the organisms are simultaneously exposed to several compounds. The Fish Embryo Extend Toxicity (FEET) test is an adaptation in time of exposure to fish embryo toxicity test ( fE t) , standardized by Organization for Economic Co-operation and Development (OECD), using the model fish species Danio rerio. The transpose of FEET test to other fish species has been shown to be viable, for this reason, the aim of study was to transpose the FEET test on native to South America species Rhamdia quelen and to compare with D. rerio (zebrafish), through lethality and subletality parameters and by the evaluation of biochemical and genetic biomarkers. The methodology followed the OECD test guideline 236/2013, and also an adaptation to exposure time from 96 to 168 hours, in which newly fertilized eggs were exposed to DBP and DiPeP in concentrations ranging from 0.001 to 0.125 mg.L-1 and the mixture between DBP + DiPeP (MIX), in the ranges of 0.001 to 0.031 mg.L-1, in addition to negative, solvent (0.1% methanol) and positive (3.4 dicloroalanina) controls. Biomarkers were evaluated at 96 hours and at 168 hours exposure. Phthalates induced mortality, embryonic development malformations, behavioral changes, neurotoxicity, oxidative stress, lipid peroxidation and genotoxicity in fish larvae. DBP was more toxic when we analyzed the results obtained by toxicity test, such as mortality and embryos and larvae malformations. DiPeP caused greater macromolecules damage, such as lipids. MIX intensified the DBP and DiPeP toxicity, causing morphological damage at low concentrations and changing the glutathione S-transferase (GST) enzyme activity. Genotoxicity was observed only at 168 hours of exposure to isolated phthalates and MIX, this indicates that exposure time extension is valid for this biomarker. The R. quelen species proved to be adequate for the FET and FEET test than D. rerio, presenting greater sensitivity to isolated and MIX between phthalates. Thus, we concluded that the transpose of FEET test to R. quelen was feasible, demonstrating that this native species can be an alternative for embryos and larvae toxicity tests.