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

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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 Patussi^I; Márcia Bündchen^II

^IUniversidade do Oeste de Santa Catarina (UNOESC). Av. Getúlio Vargas 2125. Joaçaba 89600-000 SC. [e-mail]

^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 mundial^1,2 e, destes, os herbicidas são os mais utilizados^3,4. 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 humana^1,5-7. 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 público^9,10. 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 mundo^8,11-15.

A determinação das concentrações ambientais destes compostos e de seus efeitos em humanos apresentam limitações metodológicas e éticas^16,17, 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 concentrações^5,18,19, fornecendo informações que permitem inferir os riscos aos quais os seres vivos estão expostos^20-22.

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 exposta^19,20,23-31.

Considerando que o uso abusivo de agrotóxicos constitui um grave problema ambiental e de saúde pública^8,11,13-15, 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 uso^33,34.

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 desenvolvidos^20-26. 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 avaliação^20-28. 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 desenvolvido^24,36,37. 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 aérea^29-31, 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 laboratório^5,43-46, 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, peixes^47,48 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 ambiente^18,52. 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 pública^8,11,13-15, afetando diretamente os trabalhadores agrícolas e também a população em geral por meio do consumo da água e dos alimentos contaminados^10,50.

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 exposição^17,54. 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.

Artigo apresentado em 10/11/2011

Aprovado em 15/02/2012

Versão final apresentada em 11/03/2012

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  07 Maio 2013
• Data do Fascículo
  Abr 2013

Histórico

• Recebido
  10 Nov 2011
• Aceito
  15 Fev 2012