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EFEITOS DAS NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO DE ZINCO (NPS ZNO) EM ALGUNS ASPECTOS DA SOBREVIVÊNCIA, REPRODUÇÃO E DESENVOLVIMENTO DE BIOMPHALARIA GLABRATA (SAY, 1818) (GASTROPODA: PULMONATA)
Santos, Natália Souza | Fecha del documento:
2020
Autor
Director
Miembros de la junta
Afiliación
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Resumen en portugues
A nanotecnologia representa uma tendência chave na ciência e tecnologia do século XXI. As nanopartículas de óxido de zinco (NPs de ZnO) estão entre as mais utilizadas devido a sua capacidade de refletir, absrover e dispersar a radiação ultravioleta. A partir da sua larga utilização em fotoprotetores, estas nanopartículas podem ser liberadas em efluentes e águas residuais e os ecossistemas aquáticos se tornam alvos diretos da contaminação por estes xenobióticos. A avaliação do impacto biológico das NPs de ZnO se torna de grande importância na área de Ecotoxicologia. Neste trabalho, foram analisados os efeitos das NPs de ZnO na sobrevivência, reprodução, sistema imune e nas alterações bioquímicas por estresse oxidativo em Biomphalaria glabrata. As nanopartículas foram caracterizadas quanto ao tamanho, índice de polidispersão e potencial zeta. O tamanho médio nas NPs de ZnO utilizadas neste estudo foi de 34,2 nm. Foram realizados testes agudos, 48h de exposição para determinar as concentrações letais e subletais (CL₁₀, CL₃₀, CL₅₀, CL₉₀). Para avaliar os efeitos das NPs de ZnO na atividade reprodutiva, caramujos B. glabrata, foram expostos a concentrações subletais em diferentes períodos (7 e 21 dias). Após a exposição, a fecundidade e fertilidade de B. glabrata foi afetada de forma significativa em relação ao grupo controle. Os resultados demonstraram um efeito tempodependente e concentração-dependente. A partir destes resultados, fez-se importante a realização de um teste crônico, 4 semanas de exposição, para avaliar o potencial de reversibilidade da atividade reprodutiva de caramujos expostos as concentrações de 1 e 2 mg Lˉ¹. Os caramujos só apresentaram recuperação da atividade reprodutiva após a exposição a menor concentração, 1 mg Lˉ¹. Testes agudos também foram realizados a fim de avaliar a viabilidade celular e quantificar espécies reativas de oxigênio (Peróxido de Hidrogênio) envolvidas no estresse oxidativo em diferentes tecidos (massa cefalopediosa e visceral, hemolinfa e glândula digestiva) de B. glabrata. A exposição aguda às NPs de ZnO alterou o perfil de hemócitos dos caramujos, com uma tendência ao aumento na população de granulócitos. Concentrações subletais (1, 2 e 6 mg Lˉ¹) foram capazes de induzir um aumento no nível de peróxido de hidrogênio em amostras de massa cefalopediosa e visceral (partes moles), glândula digestiva e hemolinfa. Este trabalho também avaliou o efeito das NPs de ZnO em diferentes estágios de vida de B. glabrata. Neonatos e massas ovígeras foram expostos a concentrações subletais e foram realizados testes agudos e crônicos. Os resultados indicaram que os estágios iniciais de vida apresentam uma sensibilidade maior do que os caramujos adultos. A alta taxa de mortalidade dos embriões e neonatos pode siginifcar uma alteração na população desta espécie e consequentemente, implicações ecológicas. Os dados obtidos evidenciam a necessidade da utilização de endpoints mais sensíveis que a mortalidade de organismos adultos. A alteração de processos fisiológicos primordiais como a atividade reprodutiva, não representam efeitos apenas para a população de moluscos B. glabrata, mas podem representar um efeito em todo o ecossistema. Isso porque os moluscos estão associados a diferentes níveis tróficos e representam um elo na cadeia trófica. Alem disso, são responsáveis pela ciclagem de nutrientes, sendo considerados detritívoros-herbivoros. O protocolo básico deste trabalho poderá vir a ser empregado como ferramenta importante, já que as avaliações ecotoxicológicas dispõem de metodologias eficientes para análise da saúde ambiental e dos ecossistemas aquáticos.
Resumen en ingles
Nanotechnology represents a key trend in 21st century science and technology. Zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) are among the most used due to their ability to reflect, absorb and disperse ultraviolet radiation. From their wide use in photoprotectors, these nanoparticles can be released into effluents and wastewater and aquatic ecosystems become direct targets for contamination by these xenobiotics. The assessment of the biological impact of ZnO NPs is of great importance in the area of Ecotoxicology. In this work, the effects of ZnO NPs on survival, reproduction, immune system and biochemical alterations by oxidative stress in Biomphalaria glabrata were analyzed. The nanoparticles were characterized in terms of size, polydispersity index and zeta potential. The average size in the ZnO NPs used in this study was 34.2 nm. Acute tests were performed, 48h of exposure to determine lethal and sublethal concentrations (CL₁₀, CL₃₀, CL₅₀, CL₉₀). To evaluate the effects of ZnO NPs on reproductive activity, B. glabrata snails were exposed to sublethal concentrations in different periods (7 and 21 days). After exposure, the fertility and fertility of B. glabrata was significantly affected in relation to the control group. The results demonstrated a time-dependent and concentration-dependent effect. From these results, it was important to carry out a chronic test, 4 weeks of exposure, to assess the potential for reversibility of the reproductive activity of snails exposed to concentrations of 1 and 2 mg Lˉ¹. The snails only showed recovery of reproductive activity after exposure to the lowest concentration, 1 mg Lˉ¹. Acute tests were also carried out in order to assess cell viability and quantify reactive oxygen species (Hydrogen Peroxide) involved in oxidative stress in different tissues (cephalopedious and visceral mass, hemolymph and digestive gland) of B. Glabrata. Acute exposure to ZnO NPs changed the hemocyte profile of snails, with a tendency to increase in the granulocyte population. Sublethal concentrations (1, 2 and 6 mg Lˉ¹) were able to induce an increase in the level of hydrogen peroxide in samples of cephalopedious and visceral mass (soft tissue), digestive gland and hemolymph. This work also evaluated the effect of ZnO NPs in different stages of life of B. Glabrata. Neonates and ovigerous masses were exposed to sublethal concentrations and acute and chronic tests were performed. The results indicated that the early stages of life are more sensitive than adult snails. The high mortality rate of embryos and neonates may mean a change in the population of this species and, consequently, ecological implications. The data obtained show the need to use endpoints that are more sensitive than the mortality of adult organisms. The alteration of primordial physiological processes such as reproductive activity, does not represent effects only for the population of molluscs B. glabrata, but can represent an effect on the entire ecosystem. This is because mollusks are associated with different trophic levels and represent a link in the trophic chain. In addition, they are responsible for nutrient cycling, being considered detritivorous-herbivores. The basic protocol of this work may come to be used as an important tool, since ecotoxicological assessments have efficient methodologies for analyzing environmental health and aquatic ecosystems.
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