Oxidative stress biomarkers in carp (Cyprinus carpio) exposed to carbofuran and fipronil insecticides in rice field conditions

The contamination of the aquatic environment by pesticides is a problem of global importance because of their toxic effect on non-target organisms. These products may affect toxicological parameters and oxidative stress in fish. The carp is cultivated in southern of Brazil and has great comercial interest. There are few studies in our country regarding the use of pesticides and their toxicity in these fish. The aim of this study was to determine if the insecticides used in rice farming alter these parameters in juvenile carp (Cyprinus carpio). Throught obtained results toxicity biomarkers to insecticides were determinated. The carps were exposed to insecticides for seven, 30 or 90 days in rice field condition. After the experimental periods, toxicological parameters and oxidative stress were evaluated in liver, brain and muscle. The parameters analyzed were the enzymatic activity of catalase (CAT) and glutathione S-transferase (GST). Furthermore, parameters of oxidative stress,such as protein carbonyl in the liver and levels of TBARS in the liver, brain and muscle were examined. The results showed that after exposure to the comercial formulation of the insecticide carbofuran the CAT increased its activity in hepatic tissue after 30 days of exposure. The enzyme activity was not changed in the liver of carp exposed to carbofuran for seven or 90 days. The GST decreased after seven and 90 days of exposure. On the other hand, after 30 days its activity increased in the liver of fish exposed to this insecticide. The protein carbonyl levels reduced in the liver of carp exposed for seven, 30 or 90 days to carbofuran. The TBARS levels increased in almost all tissues and periods considered, except the liver and brain that showed TBARS levels unchanged at seven days of exposure. Exposure to comercial formulation of insecticide fipronil showed that the activity of CAT reduced in all periods and tissues tested. The protein carbonyl levels increased after 30 days of exposure fipronil, while at seven and 90 days there was no change in the levels of protein carbonyl. The TBARS levels increased in all periods and tissues in carp exposed to fipronil. These results indicate that the measured parameters can be indicators of contamination to insecticides in Cyprinus carpio after prolonged exposure. According to the results obtained we consider the determination of protein carbonyl in hepatic tissue and TBARS in liver, brain and muscle tissue as biomarkers of carbofuran toxicity in carp after 90 days of exposure. For fipronil the results found in the activity of the CAT in liver and TBARS levels in all tissues studied, allow us to consider them biomarkers of insecticide toxicity.A contaminação do ambiente aquático por agrotóxicos é um problema de importância mundial, devido ao seu efeito tóxico em organismos não-alvo. Estes produtos podem afetar parâmetros toxicológicos em peixes. As carpas são peixes cultivados na região Sul do Brasil e possuem grande interesse comercial. Existem poucos estudos em nosso país relacionando o uso de agrotóxicos e sua toxicidade nestes peixes. O objetivo deste estudo foi verificar se inseticidas utilizados na lavoura de arroz alteram parâmetros toxicológicos em juvenis de carpas (Cyprinus carpio). Através dos resultados obtidos foram determinados biomarcadores de toxicidade para estes inseticidas. As carpas foram expostas a dois tipos de inseticidas por sete, 30 ou 90 dias em condição de lavoura de arroz. Após os períodos experimentais foram avaliados parâmetros toxicológicos e de estresse oxidativo nos tecidos hepático, cerebral e muscular. Os parâmetros enzimáticos analisados foram: atividade da catalase (CAT) e glutationa S-transferase (GST). Além disso, analisaram-se parâmetros de estresse oxidativo, como a carbonilação de proteínas no tecido hepático e níveis de TBARS em fígado, cérebro e músculo. Os resultados mostraram que após exposição à formulação comercial do inseticida carbofuran a catalase apresentou sua atividade aumentada no tecido hepático após 30 dias de exposição. A atividade da enzima não foi alterada aos sete ou 90 dias em fígado de carpas expostas ao inseticida carbofuran. A enzima GST diminuiu após sete e 90 dias de exposição. Por outro lado, em 30 dias sua atividade aumentou no fígado de peixes expostos ao inseticida. Os níveis de proteína carbonil diminuiram em fígado de carpas expostas por sete, 30 ou 90 dias ao carbofuran. Os níveis de TBARS foram aumentados em praticamente todos os períodos e tecidos considerados, com exceção do tecido hepático e muscular, que aos sete dias de exposição mostrou os níveis de TBARS inalterados. A exposição à formulação comercial do inseticida fipronil diminuiu atividade da catalase em todos os períodos e tecidos testados. Os níveis de proteína carbonil foram aumentados após 30 dias de exposição ao fipronil, enquanto que aos sete ou 90 dias não houve alteração nos níveis de proteína carbonil. Os níveis de TBARS aumentaram em todos os períodos e tecidos em carpas expostas ao fipronil. Estes resultados indicam que os parâmetros medidos podem ser bons indicadores da contaminação destes pesticidas em tecidos de carpa após exposição prolongada. De acordo com os resultados obtidos, podemos considerar a determinação de proteína carbonil no tecido hepático e TBARS em cérebro, músculo e fígado como biomarcadores de toxicidade em carpas para o carbofuran. Para o fipronil os resultados encontrados na atividade da enzima catalase em fígado e nos níveis de TBARS em todos os tecidos estudados, permitem-nos considerá-los biomarcadores de toxicidade