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Avaliação in situ da genotoxicidade de triazinas utilizando o bioensaio Trad-SHM de Tradescantia clone 4430

 

In situ genotoxity evaluation of triazines using Tradescantia clone 4430 Trad-SHM bioassay

 

 

Carina PatussiI; Márcia BündchenII

IUniversidade do Oeste de Santa Catarina (UNOESC). Av. Getúlio Vargas 2125. Joaçaba  89600-000  SC. caripatussi@yahoo.com.br
IIInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS), Campus Porto Alegre

 

 


RESUMO

O bioensaio da mutação do pelo estaminal de Tradescantia clone 4430 (Trad-SHM) foi utilizado para avaliar a genotoxicidade de um herbicida composto por triazinas (atrazina e simazina) após exposição in situ. Trinta vasos da planta foram expostos durante a aplicação do herbicida (grupo teste) mantendo-se um grupo controle em casa de vegetação. A genotoxicidade foi expressa em termos de eventos mutantes pink (EMP) e a análise dos dados foi realizada por meio do teste t de Student em oito dias de avaliação (C8D = controle 8 dias; T8D = teste 8 dias) e no dia de pico (CPD = controle dia de pico; TPD = teste dia de pico). A exposição ao herbicida causou um número significativamente maior de EMP no grupo teste (T8D = 2,27; TPD = 4,69) do que no controle (C8D = 0,71; CPD = 0,62), demonstrando a existência de risco genotóxico associado ao uso das triazinas, sendo o bioensaio Trad-SHM uma eficiente ferramenta para avaliar o poten­cial genotóxico destes contaminantes ambientais causadores de efeitos adversos à saúde humana.

Palavras-chave  Pesticidas, Genotoxicidade, Mutações Pink, Meio ambiente, Saúde humana


ABSTRACT

Tradescantia 4430 clone stamen hair mutation (Trad-SHM) bioassay was used to evaluate the genotoxicity of a herbicide composed of triazines (atrazine and simazine) after in situ exposure. Thirty plant pots were exposed during the herbicide application (test group) and a control group was maintained in a greenhouse (control group). Genotoxicity was expressed in terms of pink mutation events (EMPs) and the data analysis was performed by Student's t test comparing the control and contaminated group after eight-days (C8D = 8-day control; T8D = 8-day test) and peak day (CPD = peak day control; TPD = peak day test). Exposure to the herbicide caused a significantly higher number of EMPs in the test group (T8D = 2.27; TPD = 4.69) than in the control group (C8D = 0.71; CPD = 0.62). This demonstrates that the Trad-SHM bioassay is sensitive and efficient and can be used as tool to assess the genotoxic potential of environmental contaminants like triazines associated with adverse effects on human health.

Key words Pesticides, Genotoxicity, Pink mutations, Environment, Human health


 

 

Introdução

Existem mais de 600 tipos de agrotóxicos empregados na agricultura mundial1,2 e, destes, os herbicidas são os mais utilizados3,4. O uso extensivo destas substâncias submete os trabalhadores rurais aos efeitos de agentes tóxicos, conforme indicado por diversos estudos que estabeleceram relação entre a exposição aos pesticidas e maiores índices de câncer, incidência de defeitos congênitos, problemas respiratórios entre outros danos à saúde humana1,5-7. Um estudo sobre o perfil das intoxicações por agrotóxicos revelou que, no Brasil, a região Sul é a que apresenta maior incidência de intoxicações pelos de uso agrícola, por produtos veterinários e por agrotóxicos de modo geral8.

As triazinas constituem uma classe de herbicidas utilizada em larga escala no controle pré-emergente de ervas daninhas; são tóxicas, persistentes no ambiente e potencialmente carcinogênicas para o homem, sendo também importantes contaminadora dos corpos d'água e detectadas inclusive na água de abastecimento público9,10. A ampla utilização desses produtos, o desconhecimento dos riscos associados a sua uti­lização e o desrespeito às normas básicas de segurança são as principais causas que levam ao agravamento dos quadros de contaminação humana e ambiental observados no Brasil e no mundo8,11-15.

A determinação das concentrações ambientais destes compostos e de seus efeitos em humanos apresentam limitações metodológicas e éticas16,17, de modo que, o emprego de bioindicadores representa um método eficaz para a detecção dos impactos e avaliação das respostas dos organismos frente a uma ampla gama de poluentes e produtos químicos, mesmo em baixas concentrações5,18,19, fornecendo informações que permitem inferir os riscos aos quais os seres vivos estão expostos20-22.

Os bioensaios de mutagênese ambiental com plantas contribuem nesse sentido em razão da facilidade de cultivo, da padronização dos métodos e da aplicação em diferentes condições in situ e ex situ20. O bioensaio da mutação do pelo estaminal de Tradescantia (Trad-SHM - Tradescantia Stamen Hair Mutation) é um teste de mutagênese que tem fornecido informações importantes sobre os efeitos genéticos de diferentes formas de contaminação e cujas respostas demonstram ser consistentes, confiáveis e precisas mesmo nos baixos níveis aos quais a população humana pode estar exposta19,20,23-31.

Considerando que o uso abusivo de agrotóxicos constitui um grave problema ambiental e de saúde pública8,11,13-15, no presente estudo, o bioensaio Trad–SHM foi utilizado visando caracterizar a influência das triazinas sobre a frequência de mutações ocorridas em pelos estaminais de Tradescantia clone 4430 após a exposição in situ em uma área rural no estado de Santa Catarina, Brasil.

 

Materiais e métodos

Sessenta plantas de Tradescantia clone 4430 foram cultivadas em vasos de polietileno contendo substrato comercial e vermiculita, mantidas sob condições naturais de temperatura, com luminosidade reduzida a 75% (sombrite) e regadas três vezes por semana.

A exposição in situ foi realizada em uma propriedade rural no Meio-Oeste do estado de Santa Catarina, na qual se utilizam triazinas para controle pré-emergente de ervas daninhas na cultura do milho. O herbicida utilizado é composto por atrazina (6-cloro-N2-etil-N4-isopropil-1,3,5-triazina-2,4-diamina) e simazina (6-cloro-N2,N4-dietil-1,3,5-triazina-2,4-diamina), de classe II, considerado muito perigoso e altamente persistente no meio ambiente32. A atrazina está incluída em um programa internacional para a reavaliação de seu potencial genotóxico sobre os humanos e dos riscos ecológicos associados ao seu uso33,34.

Para proceder o bioensaio, trinta vasos do clone 4430, contendo inflorescências jovens foram expostos a um metro de distância da plantação de milho no momento da aplicação do herbicida (na dosagem de 6,5 L/ha de acordo com a recomendação do fabricante) e permaneceram na área por um período de 8 horas, que corresponde a uma jornada diária de trabalho. Após a exposição, os vasos foram transportados para a casa de vegetação onde foram mantidos em recuperação por sete dias, tempo necessário para que os botões florescessem, expondo os pelos estaminais desenvolvidos20-26. O controle, composto por trinta vasos de Tradescantia clone 4430, sem qualquer contato com agrotóxicos, foi mantido em casa de vegetação.

A partir do sétimo dia após a exposição, a análise dos dados teve início, utilizando-se o protocolo padrão para a contagem dos eventos mutantes pink (EMP)26,27. O número de pelos por estame para cada dia de avaliação foi estimado contando-os em um estame ante-sépala e um ante-pétala de cada flor avaliada35. Diariamente, dez flores de cada grupo foram avaliadas, contabilizando-se o número de EMP de todos os estames, totalizando oito dias de avaliação20-28. O número de EMP por flor foi convertido em eventos/1000 pelos e os EMP foram classificados quanto a localização no pelo estaminal28.

A frequência média de mutação de cada tratamento foi comparada através do teste t de Student com nível de significância de 0,05% para todos os dias em conjunto (C8D = controle 8 dias; T8D = teste 8 dias) e para o dia que apresentou maior frequência total de eventos mutagênicos, ou seja, o pico de mutações (CPD = controle dia de pico; TPD = teste dia de pico).

 

Resultados e discussão

Ao final dos oito dias de avaliação, os estames do grupo controle apresentaram em média 401,9 pelos e o grupo teste 366,95 pelos, uma redução de 9,52%. Resultado semelhante foi observado após a exposição de Tradescantia clone 4430 a doses crescentes do inseticida dimetoato, apresentando redução de 8,4% a 25,2% no número de pelos estaminais5.

Foram observados 67 EMP, sendo 17 mutações no grupo controle e 50 no grupo teste (Tabela 1). Eventos mutantes pink intersticiais predominaram comparativamente aos demais tipos de EMP e foram mais abundantes no grupo teste. Cada filamento (pelo estaminal) da flor de Tradescantia é composto por 30 a 35 células aproximadamente, sendo produto das divisões celulares das extremidades, até que o filamento esteja completamente desenvolvido24,36,37. O monitoramento in situ de poluentes atmosféricos utilizando o bioensaio dos pelos estaminais revelou diferenças na posição onde os EMP ocorriam, sendo que, no grupo controle, a maioria ocorreu na região terminal ou subterminal, enquanto no grupo exposto, foram amplamente localizados próximo à base ou mais dispersos ao longo deles38.

A frequência de EMP foi maior no grupo teste do que no controle considerando os oito dias de avaliação (Tabela 2). O dia de pico correspondeu ao 10° dia após o tratamento, em concordância com análises similares que relatam que o pico de mutações aparece entre 10 - 13 dias após tratamento24 e entre 7 - 11 dias após o tratamento26. No dia de pico, houve um significativo aumento nos EMP do grupo teste submetido ao tratamento com atrazina e simazina, comparativamente ao controle (Tabela 2).

Os efeitos de pesticidas nas mutações somáticas de pelos estaminais de Tradescantia foram verificados sob forma líquida, em emissões gasosas5 e em amostras de solo agrícola contaminado por agrotóxicos, incluindo atrazina e extrazina39. Outros estudos que evidenciam a sensibilidade do bioensaio Trad-SHM em detectar os efeitos genotóxicos de poluição envolvem análise de resíduos de mineração40, poluição aérea urbana31 e poluição aérea industrial38.

No Brasil, os estudos conduzidos até o momento utilizando o bioensaio Trad-SHM avaliaram os riscos mutagênicos associados às áreas afetadas por poluição aérea29-31, radiação natural41, uso de fungicidas42 e queima de incensos22. Em nosso estudo, realizado in situ, a exposição às triazinas induziu um aumento da frequência de mutações no clone 4430 de Tradescantia comprovando a eficiência deste sistema vegetal na detecção de agentes mutagênicos e corroborando estudos anteriores desenvolvidos em laboratório5,43-46, que geraram resultados positivos, mas de difícil correlação com o verificado para o ambiente natural.

Efeitos genotóxicos da atrazina foram anteriormente descritos em bioensaios com plantas33, peixes47,48 e mamíferos (células ovarianas de hamsters)49-51 confirmando que os resultados obtidos por meio do bioensaio Trad-SHM são indicadores de mutagênese aplicáveis a outros grupos de organismos podendo servir de alerta sobre possíveis riscos à saúde humana e ao meio ambiente18,52. Cabe salientar que a exposição das plantas se deu por apenas oito horas, correspondendo a uma jornada diária de trabalho, período suficiente para evidenciar os efeitos mutagênicos passíveis de afetar a biota e os seres humanos do entorno.

Nossos resultados assumem ainda maior importância considerando que o Brasil é um dos maiores consumidores mundiais de agrotóxicos53. Estas substâncias têm conhecidas implicações no contexto da saúde pública8,11,13-15, afetando diretamente os trabalhadores agrícolas e também a população em geral por meio do consumo da água e dos alimentos contaminados10,50.

O bioensaio Trad-SHM com o clone 4430 demonstrou ser um sensível e eficiente indicador da presença de mutagênicos químicos in situ, mesmo em um curto período de exposição17,54. Este fato, aliado à praticidade metodológica, torna-o indicado na avaliação dos impactos por contaminantes ambientais permitindo inferir que aumentos da frequência de mutações somáticas na Tradescantia são indicadores do risco de mutações em outros organismos.

 

Colaboradores

C Patussi e M Bündchen participaram igualmente de todas as etapas de elaboração do artigo.

 

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Artigo apresentado em 10/11/2011
Aprovado em 15/02/2012
Versão final apresentada em 11/03/2012

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