Estresse oxidativo causado pelo cromo hexavalente e ação da vitamina C em Astyanax aff. bimaculatus (Teleostei: Characidae) machos adultos e potencial biossortivo da casca de coco verde (Cocos nucifera L.).

Abstract

Os metais pesados têm despertado grande interesse ambiental, por não serem biodegradáveis e pelo fato de, na maioria das vezes, o meio aquático tornar-se o destino final para esses poluentes metálicos. Uma vez neste ambiente, eles podem se acumular na biota aquática em níveis significativamente elevados, e porque muitas espécies aquáticas são utilizadas para consumo humano, elas podem tornar-se uma via de contaminação indireta para o ser humano. Além disso, por serem potenciais bioacumuladores de metais, espécies aquáticas podem servir de bioindicadores do grau de contaminação ambiental. Diante deste contexto, o presente estudo avaliou os efeitos da exposição ao cromo hexavalente [Cr (VI)] em diferentes compartimentos orgânicos de lambaris adultos, através de parâmetros histopatológicos, enzimáticos e morfométricos, também o poder protetor da vitamina C em animais expostos ao metal, e o potencial do pó da casca de coco verde no processo de biossorção do Cr. Para tal, foram utilizados 140 machos de Astyanax aff. bimaculatus em idade adulta, com média de peso corporal e comprimento total de 4,49±0,63 g e 6,00±0,47 cm, respectivamente, procedentes da Estação de Piscicultura da UFV, localizada na cidade de Viçosa-MG. Os animais foram mantidos em sete aquários de vidro, com água livre de cloro, mantendo-se 20 peixes por aquário, durante 15 dias (Experimento 1) e 45 (Experimento 2) dias. O tratamento consistiu em adicionar diferentes concentrações (1,0, 10 e 20 mg.L-1) de Cr (VI) na água. Sendo que sessenta peixes receberam Cr (VI) mais uma ração suplementada com vitamina C (Vit C+: 30 mg.Kg-1) e outros sessenta peixes foram expostos as concentrações do metal mas receberam ração comercial sem adição da vitamina (Vit C -). Vinte peixes foram utilizados como Grupo Controle, portanto não foram expostos ao metal e também não receberam ração suplementada de vitamina C. Após os períodos experimentais, 10 animais de cada grupo foram pesados, mensurados e eutanasiados. Fragmentos das brânquias, fígado, testículos, vértebras, intestino, cabeça e músculo foram coletados e utilizados para avaliação da concentração do metal através de espectrofotometria de absorção atômica. Fragmentos de brânquias, fígado e testículos foram fixados, incluídos em resina, cortados, devidamente corados e utilizados nas análises histopatológicas semiquantitativas das patologias encontradas, através do cálculo do Valor Médio da Alteração (VMA) e do Índice de Alteração Histopatológica (IAH), e também morfométricas quantitativas, com auxílio do programa para análise de imagem Image-Pro Plus. Para as análises enzimáticas de superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa S-tranferase (GST) e proteínas carboniladas, foram utilizadas amostras dos tecidos branquial, hepático e muscular. O potencial do pó da casca de coco verde no processo de biossorção do Cr foi testado utilizando-se soluções com as diferentes concentrações do metal supracitadas. Houve mortalidade dos peixes nos grupos 20VitC- e 20VitC+ a partir do 22o dia de tratamento. Foi constatado o acúmulo de Cr em todos os tecidos avaliados dos grupos VitC- e VitC+, dos experimentos 1 e 2. Foram quantificadas diversas patologias presentes em diferentes graus de severidade nas brânquias, fígado e testículos dos animais expostos ao metal. Os cálculos dos VMA revelaram que os tecidos branquial, hepático e testicular dos animais dos grupos VitC- e VitC+ nos experimentos 1 e 2 apresentaram danos discretos, moderados, intensos e severos. Os valores médios do IAH dos grupos VitC- e VitC+ dos experimentos 1 e 2 indicaram que o tecido branquial apresentou alterações leves; o tecido hepático, alterações leves; e o tecido testicular possuía alterações leves e moderadas. Foram observadas alterações na morfometria das brânquias, fígado e testículos. Foi constatado, também, que a exposição a diferentes dosagens de Cr (VI) pode alterar a formação de radicais livres nos peixes. Em relação à possível ação protetora da vitamina C, ela foi observada em diferentes graus nos diferentes tecidos dos lambaris, sendo observada uma interação desta vitamina com as enzimas antioxidantes (SOD, CAT e GST), na tentativa de reduzir ou neutralizar o estresse oxidativo induzido pelo Cr (VI). Quanto à biossorção, a casca de coco demonstrou ser um promissor material biossorvente. Pode-se concluir que a exposição ao Cr (VI), além de levar à bioacumulação em diferentes órgãos dos animais estudados, causou alterações patológicas e morfométricas nas brânquias, fígado e testículos, além de alterações enzimáticas e induziu estresse oxidativo nos tecidos branquial, hepático e muscular de indivíduos de Astyanax aff. bimaculatus

Heavy metals have attracted great environmental interest, because they are not biodegradable and because, in most cases, the aquatic environment becoming the final destination for these metal pollutants. Once this environment, they can accumulate in the aquatic biota at significantly higher levels and because many aquatic species are used for human consumption, they can become a means of cross- contamination to humans. In addition, metals are potential bioaccumulators, aquatic species can serve as bioindicators in the degree of environmental contamination. Given this context, the present study evaluated the effects of exposure to hexavalent chromium [Cr (VI)] in different compartments organic adult minnows through histopathological, enzymatic and morphometric parameters, also the protective action of vitamin C in animals exposed to metal and the potential of dust from coconut husk in the Cr biosorption process. To this end, 140 Astyanax aff. bimaculatus males were used in adult age, mean body weight and total length of 4.49 ± 0.63 g and 6.00 ± 0.47 cm, respectively, coming from the UFV Fish Culture Station, located in Viçosa - MG . The animals were kept in glass aquaria seven with chlorine free water, remaining 20 fish per tank for 15 days (Experiment 1) and 45 days (Experiment 2). The treatment consisted of adding various concentrations (1.0, 10 and 20 mg.L-1) Cr (VI) in water. Since sixty fish received Cr (VI) plus commercial diet supplemented with vitamin C (Vit C+: 30 mg.Kg- 1) and another sixty fish were exposed to concentrations of metal but received commercial diet without added vitamin (Vit C-). Twenty fish were used as control group, so they were not exposed to the metal and also did not receive dietary supplementation of vitamin C. After the experimental period, 10 animals from each group were weighed, measured and euthanized. Fragments of gills, liver, testes, vertebrae, intestines, head and muscle were collected and used to evaluate the concentration of the metal by atomic absorption spectrophotometry. Fragments of gills, liver and testes were fixed, embedded in resin, section, properly stained and used in semiquantitative histological analyzes of the pathologies found by calculating the Average Value of Change (AVC) and Histopathological Change Index (HCI) and quantitative morphometric also, with the aid of image analysis software image - Pro Plus. For enzyme analysis of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione S- transferase (GST) and protein carbonyls, samples of the gill, liver and muscle tissues were used. The potential of the powder of coconut husk in the biosorption process of chromium was tested using solutions with different concentrations abovementioned of the metal. Fish mortality was observed in groups 20VitC- and 20VitC+ from day 22 of treatment. The accumulation of Cr in all tissues evaluated of VitC- and VITC+ groups of experiments 1 and 2. Was found several pathologies were quantified in different degrees of severity in the gills, liver and testes of animals exposed to the metal. Calculations of AVC revealed that the gill, liver and testis tissues of animals groups VitC- and VITC+ in experiments 1 and 2 showed mild, moderate, intense and severe damage. The mean values of HCI of groups VitC - and VITC+ of experiments 1 and 2 indicated that the gill tissue showed slight changes; liver tissue, slight modifications and testicular tissue had slight to moderate changes. Morphometric changes in the gills, liver and testes were observed. It was also noted that exposure to different doses of Cr (VI) can change the free radical formation in fish. Regarding the possible protective action of vitamin C, it was observed to varying degrees in different tissues of minnows, an interaction of this vitamin with antioxidant enzymes (SOD, CAT and GST) was observed in an attempt to reduce or neutralize the oxidative stress induced for Cr (VI). As for biosorption, coconut shells proved to be a promising biosorbent material. It can be concluded that exposure to Cr (VI) and lead to bioaccumulation in different organs of the animals studied, caused pathological and morphometric changes in the gills, liver and testes, and enzymatic changes induced oxidative stress in gill, liver and muscle tissues of individuals of Astyanax aff. bimaculatus.