Efeitos ecotoxicológicos em Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) (Diptera: Culicidae) expostos a antimônio e butil benzil ftalato

Orientador: Prof. Dr. Mário Antônio Navarro da SilvaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Entomologia). Defesa : Curitiba, 27/02/2019Inclui referênciasÁrea de concentração: EntomologiaResumo: O avanço da atividade industrial e agrícola, associado ao distanciamento de práticas de exploração equilibrada dos recursos naturais, têm gerado resíduos tóxicos excedentes, como os compostos de antimônio (Sb) e o butil benzil ftalato (BBP). Os estudos analisando o impacto destes xenobióticos sobre as espécies aquáticas estão atraindo grande interesse, assim como o uso de Aedes aegypti como modelo biológico, graças a fatores como facilidade de criação em laboratório, ciclo de vida curto, amplo conhecimento da biologia, fisiologia e capacidade vetorial. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos genotóxicos, bioquímicos, na morfologia e nos parâmetros biológicos em A. aegypti em exposição a antimônio e butil benzil ftalato. Populações de laboratório e de campo foram submetidas a seis concentrações de BBP variando de 0,001 mg.L-1 a 2,0 mg.L-1 em exposição aguda (48h), e às concentrações 0,001 mg.L-1, 0,1 mg.L-1 e 1,0 mg.L-1 em exposições subcrônica (cinco dias) e crônica (15 dias). As larvas foram submetidas a cinco concentrações de Sb de 0,005 mg.L-1 a 1,5 mg.L-1 em exposição aguda, e às concentrações 0,005 mg.L-1, 0,05 mg.L-1 e 0,5 mg.L-1 em exposições subcrônica e crônica. Para ambos os tóxicos foram realizados ensaios cometa a fim de verificar os danos ao DNA e ensaios de atividade enzimática de acetilcolinesterase (AChE), esterases (EST-? e EST-?), glutationa S-transferase (GST), superóxido-dismutase (SOD) e catalase (CAT) e de danos de peroxidação lipídica (LPO) para analisar as alterações bioquímicas. Como parâmetros biológicos foram avaliados sobrevivência, tempo de desenvolvimento, taxa de emergência de machos e fêmeas e razão sexual. Somente para BBP foi avaliado o tamanho da asa e somente para Sb foi determinada a quantificação real do produto na água pelo método de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado. O BBP provocou danos ao DNA em todas as populações e tempos de exposição. A atividade da AChE e da EST-? foi induzida na população de campo. EST-? e GST tiveram aumento da atividade em exposição aguda e não alteração em exposição crônica na população de campo. Na população de laboratório, houve redução da EST-? em agudo e aumento em crônico, e respostas inversamente proporcionais para GST. CAT, SOD e LPO sofreram alterações, porém não foram respostas similares, embora estejam relacionadas. Nos parâmetros biológicos, houve aumento do tamanho da asa de fêmeas expostas à concentração 0,001 mg.L-1; redução na quantidade de larvas L1 que chegaram ao estágio L4 e de adultos; na população de campo ocorreu antecipação do estágio de pupa e emergência dos adultos associado a maior duração do tempo de desenvolvimento e razão sexual positiva para machos. Na população de laboratório, a maior taxa de emergência foi após 10 a 12 dias de eclosão das larvas, a razão sexual foi maior para os machos, e fêmeas na concentração 0,1 mg.L-1 emergiram antes dos machos. O antimônio provocou danos ao DNA em exposição crônica e, em exposição aguda somente na concentração 1,5 mg.L-1. Não houve alteração na atividade da AchE. Apenas na concentração 1,0 mg.L-1 na população de campo em exposição aguda ocorreu ativação das enzimas de biotransformação de fases I e II não sendo observada toxicidade nos demais tratamentos, populações e tempos de exposição. SOD, CAT e danos de LPO evidenciaram alterações na via de defesa ao estresse oxidativo. Nos dados obtidos sobre os parâmetros biológicos, o ciclo de vida foi mais longo na população de laboratório, a razão sexual foi positiva para as fêmeas em todas as exposições na população de campo e no controle solvente e na maior concentração na população de campo. Os resultados indicam que BBP e Sb podem provocar alterações positivas e negativas no desenvolvimento de Aedes aegypti em diversos níveis de organização biológica, de celular à populacional. Palavras-chave: desenvolvimento; ensaio enzimático; danos ao DNA; biologia.Abstract: The advance of industrial and agricultural activity, associated with the distancing of practices of balanced exploitation of natural resources, have produced excess toxic residues, such as antimony compounds and butyl benzyl phthalate. Studies analyzing the impact of these xenobiotics on aquatic species are attracting great interest, as well as the use of Aedes aegypti as a biological model, related to factors such as easy creation of animals in the laboratory, short life cycle, knowledge of biology, physiology and vector capacity. This study aims to evaluate the genotoxic and biochemical effects, morphology and biological parameters in A. aegypti on exposure to antimony (Sb) and butyl benzyl phthalate (BBP). Laboratory and field populations were submitted to six concentrations of BBP ranging from 0.001 mg.L-1 to 2.0 mg.L-1 in acute exposure (48 h), and at concentrations of 0.001 mg.L-1, 0.1 mg.L-1 and 1.0 mg.L-1 in subchronic (five days) and chronic (15 days) exposures. The larvae were submitted to five concentrations of antimony varying from 0.005 mg.L-1 to 1.5 mg.L-1 in acute exposure, and at concentrations of 0.005 mg.L-1, 0.05 mg.L-1 and 0.5 mg.L-1 in sub-chronic and chronic exposures, compared to water and solvent controls. For both toxic comet assays were performed to verify DNA damage and enzymes activity assay to acetylcholinesterase (AChE), esterases (EST-? and EST-?), glutathione S-tranferase (GST), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), and lipid peroxidation damage (LPO) to analyze metabolic changes. Survival, development time, the rate of emergence of males and females and sexual ratio were evaluated as biological parameters. Only for BBP the wing size was evaluated and only for Sb the real quantification by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry was determined. BBP caused DNA damage in all populations and times of exposure. The activity of AChE and EST-? was induced in the field population. EST-? and GST had increased activity on acute exposure and no change in chronic exposure in the field population. In the laboratory population, there was a reduction of EST-? in acute and increase in chronic and inversely proportional responses to GST. CAT, SOD, and LPO suffered alterations, but were not similar responses, although they are related. In the biological parameters, there was an increase in the wing size of females exposed to the concentration of 0.001 mg.L-1; reduction in the number of L1 larvae that reached stage L4 and adults. In the field population there was an anticipation of pupa stage and emergence of adults associated with longer duration of development and positive sex ratio for males. In the laboratory population, the highest emergency rate was after 10-12 days of larval hatching, the sex ratio was higher for males, and females at concentration 0.1 mg.L-1 emerged before males. The antimony caused damage to the DNA on chronic exposure and, in acute exposure only at the concentration of 1.5 mg.L-1. There was no change in AChE activity. Only in the concentration 1.0 mg.L- 1 in the field population in acute exposure there was activation of the biotransformation enzymes of phases I and II and no toxicity was observed in the other treatments, populations and exposure times. SOD, CAT and LPO evidenced alterations in the defense pathway to oxidative stress. In the data obtained on biological parameters, the life cycle was longer in the laboratory population, the sex ratio was positive for females at all exposures in the field population, in solvent control and in the highest concentration in the field population. The results indicate that both BBP and Sb can cause changes in the development of A. aegypti at various levels of biological organization, from cellular to the populational. Keywords: development; enzymatic assay; DNA damage; biology