Taxa de excreção, impacto e persistência de resíduo de moxidectina nas fezes de ovinos no ambiente

Orientadora : Profa. Dr. Alda Lúcia Gomes MonteiroTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba,21/02/2014Inclui referênciasResumo: A endoparasitose é a enfermidade mais frequente na ovinocultura, sendo a utilização de anti-helmínticos o principal método de controle. A principal via de excreção destes fármacos é pelas fezes, o que pode significar danos ao ambiente. Este trabalho foi dividido em quatro experimentos. No primeiro experimento o objetivo foi avaliar o perfil de excreção da moxidectina 1 % injetável via subcutânea (Cydectin® NF, Fort Dodge Saúde Animal) nas fezes de cordeiros desmamados, por meio da curva de excreção do resíduo ao longo do tempo (0 a 56 dias após a aplicação), bem como sua persistência no ambiente por 88 dias. Para tanto, foi desenvolvido e validado um método analítico para determinação da moxidectina nas fezes por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a espectrometria de massas (LC-MS/MS). Nos segundo e terceiro experimentos objetivou-se avaliar o impacto ambiental da moxidectina, por meio da degradação e da toxicidade desta molécula sobre a fauna coprófaga por 88 dias, e seu efeito sobre a densidade populacional e atividade de micro-organismos do solo. No quarto experimento buscou-se verificar as possíveis consequências da moxidectina no ambiente, ao avaliar o crescimento do sorgo granífero (Sorghum vulgare Pers.). Sete cordeiros da raça Suffolk com média de peso corporal de 36,06 ± 3,23 kg foram dosificados via subcutânea com 0,2 mg.kg-1 de peso corporal, em uma única dose, para a determinação da curva de excreção. As coletas de fezes foram realizadas após 6, 12, 18, 24, 30 e 36 horas e 2, 3, 5, 9, 14, 21, 28, 35 e 42 dias da aplicação da MOX. Para avaliar a persistência da moxidectina no ambiente, foram selecionados treze carneiros das raças Suffolk e Dorper com 76,43 ± 34.24 kg e, separados em dois grupos, controle e contaminado, para este grupo foi administrada uma única dose (Cydectin®), via subcutânea, de 0,2 mg.kg-1 de peso corpóreo. Para ambos os grupos, as fezes foram coletadas ao mesmo tempo, no pico de excreção (36 a 60 h) da moxidectina para o tratamento contaminado, por meio de bolsas, e expostas ao ambiente com cobertura contra a chuva ou não, por 88 dias. Bolos fecais (200 g) do grupo controle ou do contaminado foram distribuídos aleatoriamente no ambiente isolado por mais de seis meses, em cinco repetições, para determinação da decomposição das fezes em g de peso seco, % carbono, % nitrogênio, relação C:N, a concentração de moxidectina, nesta matriz e, o efeito deste fármaco na fauna coprófaga. Os dipteros foram coletados por meio do puçá duas vezes ao dia até o 10º dia, dias alternados até o 20º dia, a cada 4 dias até o 40º dia e a cada 8 dias até 88º dia experimental. A metodologia de coleta do tipo armadilha de queda (pitfall) foi utilizada para coleta nos 10 primeiros dias, das famílias Diptera, Hymenoptera e Coleoptera. A coleta direta da família Coleoptera foi realizada 4, 8, 12, 24, 36, 60 e 88 dias de exposição ao ambiente. Para a determinação do impacto da moxidectina sobre a microbiologia do solo, foram utilizados 36 vasos de polietileno, em casa de vegetação, contendo em média 3176,84 ± 97,72 g de solo seco, com 80,70 ± 2,85% de massa seca e 80 g de fezes secas, com 40,32 ± 1,06% de MS, contaminadas em laboratório com níveis crescentes (0, 75, 300, 600, 1500 e 3000 ng.g-1 de fezes secas) de moxidectina. A umidade do solo + fezes foi ajustada para capacidade de campo de 40%, sendo que diariamente os vasos eram pesados e adicionava-se água para manter a umidade inicial. Foram realizadas coletas semanais (0, 7, 14, 21, 28 e 56 dias) para a contagem de bactérias, fungos e actinobactérias em diluições sucessivas em placas de Petri, biomassa e respiração microbiana. Aos 56 dias determinaram-se os teores de amônio e nitrato no solo. Aos 63 dias, o peso dos vasos foi uniformizado em 2 kg, sendo semeadas cinco sementes de sorgo granífero (Sorghum vulgare Pers.). Três plantas foram selecionadas para mensurações semanais de altura até os 28 dias de crescimento. Posteriormente, as plantas foram separadas em parte aérea e raiz para determinação da área (cm²) foliar e do colmo e, da massa seca da parte aérea e da raiz. O método analítico desenvolvido foi validado apresentando exatidão entre 80-120% e valores de precisão intra e inter-dias entre 6,24 - 9,44 %. Os limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) determinados foram de 3,08 ng.g-1 e 5,14 ng.g-1, respectivamente. As concentrações de moxidectina nas fezes apresentaram valores de Cmáx 22,74 ng g-1, no Tmáx de 39,92 h. O valor da AUC foi de 13292,68 ng.g-1.h. A concentração verificada de 35,94 ± 2,96 e 38,50 ± 4,71 ng.g-1, para ambos os tratamentos com ou sem cobertura, respectivamente, foi semelhante à concentração obtida no estudo da curva de excreção. O isolamento ou não do bolo fecal contra a chuva não interferiu na degradabilidade ou percolação da molécula, pois a concentração aos 88 dias foi de 28,07 ± 5,90 e 29,22 ± 5,31 ng.g-1, apresentando uma degradabilidade de 17,61% e 27,14%, respectivamente. A molécula de MOX apresentou alta sorção nas fezes. O resíduo de moxidectina presente nas fezes não afetou o número de indivíduos coprófagos. Entretanto, a degradação das fezes expostas ao ambiente diferiu entre os tratamentos, sendo que para o tratamento controle o peso seco foi superior em comparação com o tratamento como moxidectina. Para ambos os tratamentos, a cobertura contra a chuva reduziu a decomposição das fezes. As porcentagens de nitrogênio e carbono não diferiram entre os tratamentos com ou sem cobertura. Em contra partida, nos bolos fecais do tratamento moxidectina foi observada maior % de nitrogênio e menor % de carbono que o tratamento controle. A densidade populacional de micro-organismos do solo não foi afetada pelos níveis crescentes de moxidectina. Entretanto, o resíduo proporcionou redução linear na atividade respiratória e biomassa microbiana. O processo de amonificação não foi afetado pela presença de moxidectina, contudo a produção de nitrato foi reduzida a 50%, independente do nível utilizado. Com relação ao crescimento do sorgo, a parte área não foi afetada pela presença do fármaco, entretanto, a raiz apresentou redução na massa seca de plantas cultivadas em doses de 3000 ng.g-1. A molécula de moxidectina apresenta alta sorção nas fezes e baixa degrabilidade no ambiente. Esse fármaco presente no bolo fecal de ovinos não apresenta impacto para a fauna coprófaga, nas condições avaliadas. De forma que, aumentam a atratividade destes indivíduos, promovendo a maior decomposição das fezes. Em contra partida, níveis crescentes de moxidectina nas fezes misturadas ao solo utilizadas como adubo orgânico prejudicam linearmente a atividade microbiana, refletindo no crescimento da raiz do sorgo no estágio inicial de crescimento cultivado neste solo.Abstract: The endoparasitose is the most common disease in sheep production, with the use of anthelmintics main control method. The main route of excretion is the feaces of these drugs, meaning that they can bring harm to the environment. This work was divided in to four experiments. The first experiment objective was to assess the kinetic of excretion of moxidectin (MDX) molecule in feaces of lamb after subcutaneous administration. To that end, we developed and validated an analytical method for determination of MDX in feces by liquid chromatography ultra-high pressure and quantification by mass spectrometry (LC-MS/MS). The second and third experiment evaluated the environment impact of moxidectin through degradation and toxicity, on dung fauna (Diptera, Hymenoptera and Coleoptera) over 88 days, and the effect on population density of soil microbiology and its activity. In the fourth experiment, it was verified possible consequences of MDX in the environment, to assess the growth of grain sorghum (Sorghum vulgare Pers.). Seven Suffolk lambs with 36.06 ± 3,23 kg body weight were dosed subcutaneously with 0.2 mg kg-1 body weight in a single dose, whose fecal samples were made up to 42 days after aplication. To assess the persistence pf moxidectin residues in the environment, thirteen Suffolk and Dorper with 76.43 ± 34.24 kg, whose feaces were collected at maximum time of excretion, through bags, and exposed to the environment were selected coverage against the rain or not, over 88 days. Thirteen rams were separated in 2 groups, untreated and MDX. The latter group was administrated one single dose of MDX (Cydectin®) at a rate of 0.2 mg. kg-1 body weight. Feaces were collected on maximum time of excretion at 36 h to 60 h after application using collection bags. Two hundred grams of fecal pats of control or contamination sheep with five replicates for each treatment were placed in a field not grazed for more than 6 month with or without coverage against rain. Diptera were collected using an insect net twice a day until day 10, every other day from day 11 to day 20, every 4 days from 21 until day 40 and every 8 days thereafter. The pitfall methodology was used to dung Diptera, Hymenoptera and Coleoptera collected three pitfalls in each replicated until 10 first days. Dung Coleoptera were collected and MXD concentration were analysed in fecal paths after 0, 4, 8, 12, 24, 36, 60 and 88 days of field exposure. In addition, dung was analyzed for dry matter (DM), carbon (C) and nitrogen (N) percentage. Thirty-six polyethylene pots in a greenhouse, containing on 3176.84 ± 97.72 g dry soil, with 80.70 ± 2.85% DM and 80 g of dry feaces with com 40.32 ± 1.06 % DM, contaminated in the laboratory with increasing levels (0, 75, 300, 600, 1500 and 3000 ng.g-1 dry feaces) of moxidectin. Soil moisture was adjusted to + feaces field capacity of 40%, and the vessels were weighed daily and added to water to maintain the initial moisture. They were collected weekly (0, 7, 14, 21, 28 and 63 days) soil for counting bacteria, fungi and actinomycetes in successive dilutions in Petri dishes, biomass and microbial respiration. For 63 days the concentrations of ammonium and nitrate in the soil has been determined. The analytical method was validated showing 80-120% accuracy and precision values of intra and inter-day between 6.24% - 9.44%. The detection limits (LOD) and quantification (LOQ) were determined as 3.08 ng.g-1 and 5.14 ng.g-1, respectively. The results of the validation parameters showed that this method was suitable to determine the presence of MOX in lamb serum. Moxidectin concentrations in the feaces showed Cmax as 22,73 ng g-1, in Tmax of 39,92 h. The value of AUC was 13292 ng h.g-1. The observed concentration of 35.94 ± 2.96 and 38.50 ± 4.71 ng.g-1, for both treatments with or without coverage against rain, respectively, were similar to the concentration obtained in the study of excretion curve. Fecal isolation or not of the rain did not affect the degradability or molecule percolation, since the concentration over 88 days was 28.07 ± 5.90 and 29.22 ± 5.31 ng.g-1, with 17,61% and 27,14% degradability, respectively. The MOX molecule showed high adsorption in the feaces. Moxidectin treated feaces did not reduce fauna dung numbers of any species collected. However, control feaces degraded slower than MXD treated feaces. For both, the treatments covered against rain decreased dung decomposition. Rain coverage did not affect N and C percentages, independent of MXD treatments. However, MXD treated dung pats had greater N and lower C percentages than untreated dungs pats. The population density of micro-organisms in the soil was not affected by increasing levels of moxidectin. However, residue provided linear reduction in microbial activity (respiration and biomass). The ammonification process were not affected by the presence of moxidectin, however, nitrate production was reduced by half, regardless of the level used