DEPARTAMENTO DE OCEANOGRAFIA E LIMNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
SUSTENTABILIDADE DE ECOSSISTEMAS MESTRADO
ANÁLISE DA PRESENÇA DE COMPOSTOS ESTROGÊNICOS ATRAVÉS DO ESTUDO DO BIOMARCADOR VITELOGENINA COMO SUBSÍDIO PARA O
PLANEJAMENTO DA BACIA RIO BACANGA, SÃO LUÍS, MA
Mestranda: Jaqueline dos Santos David Orientador: Ricardo Luvizotto Santos
São Luís, MA 2012
ANÁLISE DA PRESENÇA DE COMPOSTOS ESTROGÊNICOS ATRAVÉS DO ESTUDO DO BIOMARCADOR VITELOGENINA COMO SUBSÍDIO PARA O PLANEJAMENTO
DA BACIA RIO BACANGA, SÃO LUÍS, MA
Dissertação apresentada ao curso de Pós-Graduação em Sustentabilidade de Ecossistemas da Universidade Federal do Maranhão, como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Sustentabilidade de Ecossistemas.
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Orientadora: Prof. Dr. Ricardo Luvizotto Santos Agência financiadora: CAPES
SÃO LUÍS 2012
ANÁLISE DA PRESENÇA DE COMPOSTOS ESTROGÊNICOS ATRAVÉS DOS ESTUDO DO BIOMARCADOR VITELOGENINA COMO SUBSÍDIO PARA O
PLANEJAMENTO DA BACIA RIO DO BACANGA, SÃO LUÍS, MA
Jaqueline dos Santos David
BANCA EXAMINADORA
__________________________________________________ Prof. Dr. Ricardo Luvizotto Santos
(Orientador)
__________________________________________________ Prof. Dr. Marco Valério Jansen Cutrim
__________________________________________________ Profa. Dra. Débora Martins Silva Santos
Dedico este trabalho a minha fiel torcida: meu esposo Renan, meus pais Fatima e Janir e minha irmã Fabiana.
Aos meus pais, Janir e Fatima, pelo amor incondicional.
À minha irmã Fabiana pelo carinho, dica e palavras de incentivo sempre.
Ao meu esposo Renan pelo amor, dedicação, paciência e por compreender minha ausência. Ao Prof. Dr. Ricardo Luvizotto pela confiança, orientação e apoio para realização deste trabalho.
À Lorena, minha querida estagiária, pelo companherismo e amizade.
À Prof. Dr. Débora pela paciência, ensinamentos na leitura das lâminas e por estar sempre disposta a ajudar.
À toda equipe do Laboratório de Anatomia-Patológica do Hospital Universitário Dutra, principalmente Ana Cléia, Rita, Gyovanna, Nilce, Zenira e Evandro, pelos ensinamentos na confecção das lâminas, pela paciência e palavras de incentivo.
Ao Edson e Raphael pela colaboração na maratona de realização dos ensaios. À Chiara pelo abrigo e amizade.
Á UFMA por oferecer o curso de mestrado.
A todos da Coordenação do curso pelo apoio e oportunidade oferecida. Aos Professores pela troca de experiências e conhecimentos.
Aos Colegas do mestrado pela convivência e amizade, principalmente Edivan e Ricardo pelo compartilhamento das nossas angústias.
Aos funcionários do Departamento de Oceanografia e Limnologia pela colaboração. Aos meus amigos e familiares que mesmo de longe estão torcendo por mim.
Á CAPES pelo apoio financeiro.
A Deus por colcar todas essas queridas pessoas na minha vida.
Não deixe que a saudade sufoque, que a rotina acomode, que o medo impeça de tentar. Desconfie do destino e acredite em você. Gaste mais horas realizando que sonhando, fazendo que planejando, vivendo que esperando porque, embora quem quase morre esteja vivo, quem quase vive já morreu. Luís Fernando Veríssimo
efluentes sem tratamentos adequados, tanto industriais, quanto domésticos revela um desequilíbrio ambiental que pode afetar as comunidades aquáticas. Processos de feminização e consequente prejuízo na função reprodutiva de peixes, podem alterar o recrutamento nos estoques e consequentemente reduzir uma importante fonte de renda para pescadores artesanais que usam este recurso. Além disso, a ação de desreguladores também está ligada a efeitos adversos em outros animais e ainda na saúde humana. O objetivo do trabalho foi analisar a presença de compostos estrogênicos através do biomarcador vitelogenina na estiagem e no período de chuvas e fazer uma análise de risco ambiental como subsídio para o planejamento da bacia do rio Bacanga. Foram realizados ensaios ecotoxicológicos agudos e de longa duração além de análises histológicas para verificar possíveis efeitos da poluição no Bacanga. Para análise da presença de vitelogenina foi empregado o teste ELISA em amostras de Danio rerio e Oreochromis niloticus. Os valores de CL50 48h para amostras de água coletada no Bacanga fariou de 38,04 a 45,69%. As quantidades de vitelogenina em machos e fêmeas de D. rerio revelaram que o resultado da análise não foi o esperado, ou seja, machos submetidos ao controle apresentaram níveis elevados de VTG provavelmente devido a contaminação da ração. A análise em machos de O. niloticus do mês de novembro e fevereiro revelaram presença de vitelogenina nos peixes coletados no ambiente. Além disso, houve uma redução da presença de vitelogenina nas fêmeas coletadas no ambiente no mês de novembro. Nas análises das estruturas do fígado de O. niloticus as alterações que mais ocorreram foram: a esteatose (100%), congestão na veia centro lobular (100%) e congestão no hepatopâncreas (97,2%) sugerindo que a espécie pode estar sofrendo ação de poluentes. Ao aplicar o modelo de avaliação de risco ambiental obtiveram-se elevados valores de risco dos hormônios estrogênicos. Os resultados sugerem que a biota que habita o rio Bacanga e, também, a população humana que faz uso dos recursos naturais estão sujeitos a potenciais efeitos adversos à saúde por exposição aos hormônios femininos, apontando para uma real ameaça da sustentabilidade da Bacia. Desta forma, todas as ferramentas aplicadas na investigação do potencial risco ambiental dos poluentes devem ser consideradas para enfrentar o desafio de um planejamento ambiental de uma bacia altamente degradada.
Contamination of Bacanga catchment with estrogenic substances through industrial and domestic effluents without adequate treatment, reveals an environmental disequilibrium that can affect aquatic communities. Feminization process and consequent impairment of reproductive function in fish may alter recruitment in fish stocks reducing a major source of income for local fishermen community. Furthermore, endocrine disruptors can cause adverse effects in other animals, including human health. The aim of this work was to determine the presence of estrogenic compounds through the biomarker vitellogenin in fish during the dry and rainy seasons. In addition, to establish an environmental risk assessment to Bacanga catchment environmental management. Acute and long-term ecotoxicological assays were conducted in addition with histological analyzes to investigate the effects of pollution in Bacanga. Commercial ELISA kit was employed to determine vitellogenin in Danio rerio and Oreochromis niloticus. The LC 50 48h for water samples collected in Bacanga varied from 38.04 to 45.69 %. Vitellogenin analysis in males and females of D. rerio fails due unexpected high VTG in control males possibly due to food contamination. Analysis in O. niloticus males in November and February showed presence of vitellogenin in fish collected in the environment. Furthermore, there was a reduction of vitellogenin in females collected in the environment in November. Liver structure analysis in O. niloticus shown high changes mainly steatosis (100%), congestion in the central lobular vein (100%) and congestion in the hepatopancreas (97.2%) suggesting that species may be suffering with environmental pollution. Applying the model of environmental risk assessment it was obtained higher risk of estrogenic hormones. The results suggest that the biota of the Bacanga River and local human population that use its natural resources could be subject to potential adverse health effects due to exposure to female hormones, indicating a real threat for sustainability of the Basin. Thus, all the tools applied to investigate the potential environmental risk of pollutants should be considered to meet the challenge of an environmental management in this highly degraded watershed.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Fórmula estrutural dos hormônios dos estrogênios naturais e sintéticos ... 34
Figura 2: Ilha do Maranhão e a localização dos pontos de coleta na Bacia do Rio Bacanga . 41 Figura 3: Ensaio de toxicidade. Sistema Estático – Troca parcial das concentrações ... 47
Figura 4: Medição e Pesagem D.rerio ... 48
Figura 5: Aferição do comprimento e dissecção da tilápia. ... 48
Figura 6: Modelo de ensaio ELISA peixe zebra ... 50
Figura 7: Modelo de ensaio ELISA em tilápia ... 52
Figura 8: Quantidade de VTG em machos de D. rerio nas concentrações do efluente do rio Bacanga ... 58
Figura 9: Quantidade de VTG em fêmeas de D. rerio nas concentrações do efluente do rio Bacanga ... 58
Figura 10: Presença de VTG (absorbância) de machos e fêmeas controle em relação à amostra de O. niloticus novembro ... 61
Figura 11: Presença de VTG (absorbância) de machos e fêmeas controle em relação a amostra de O. niloticus fevereiro ... 61
Figura 12: Congestão Veia centro lobular, Congestão hepatopâncreas, Hepatopâncreas normal, Veia centro lobular normal e Esteatose. ... 68
Figura 13: Congestão Veia centro lobular, Congestão hepatopâncreas, Hepatopâncreas normal, Veia centro lobular e Esteatose ... 68
Figura 16: Congestão Veia centro lobular, Centro Melanomacrófagos, Hepatopâncreas e
Esteatose ... 68
Figura 17: Congestão Veia centro lobular, Eosinófilos e Esteatose ... 68
Figura 18: Congestão hepatopâncreas, Centro de Melanomacrófagos, Eosinófilos. ... 69
Figura 19: Hepatopâncreas, Veia centro lobular e Esteatose. ... 69
Figura 20: Centro de Melanomacrófagos, Hepatopâncreas e Esteatose ... 69
Tabela 1: Algumas substâncias químicas classificadas como Desreguladores Endócrinos .... 33 Tabela 2: Porcentagens de mortalidade em relação às respectivas concentrações do efluente dos três ensaios agudos, CL50 e Intervalo de Confiança (IC) ... 55 Tabela 3: Médias dos parâmetros monitorados no controle e nas concentrações utilizadas durante o ensaio de longa duração. ... 56 Tabela 4: Distribuição dos valores máximo, médio, mínimo e desvio padrão para
comprimento total, comprimento padrão e peso em machos e fêmeas de D. rerio ... 57 Tabela 5: Número de peixes (D. rerio) expostos, mortos e porcentagens de mortalidade em relação às respectivas concentrações utilizadas no ensaio crônico. ... 57 Tabela 6: Distribuição dos valores máximo, médio, mínimo e desvio padrão para
comprimento total, comprimento padrão e peso em machos e fêmeas de O. niloticus.. ... 60 Tabela 7: Médias das absorbâncias dos controles e amostras nos machos e fêmeas dos meses de novembro e fevereiro ... 60 Tabela 8: Porcentagens de ocorrências de alterações no fígado de macho e fêmeas em O. niloticus coletadas da Bacia do Bacanga ... 67
Tabela 9: Excreção de estrogênio por seres humanos e Quantidade de estrógenos excretados pela população da Bacia do Bacanga ... 73 Tabela 10: Concentração de hormônios estrogênicos disponibilizada para o ambiente. ... 73 Tabela 11: Risco ambiental da Bacia do Bacanga estimado pelo quociente PEC/PNEC ... 74
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente CMM – Centro de Melanomacrófagos
DE – Desreguladore Endócrino
ELISA – Enzyme-Linked Immunosorbent Assay E1 – Estrona
E2 – 17β-estradiol EE2 – 17α-etinilestradiol
EPA – Agência de Proteção Ambiental
IBAMA – Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis IPCS – Progama Internacional de Segurança Química
MPA – Ministério de Pesca e Aquicultura NSB – Ligação não-específica
OECD – Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico OMS – Organização Mundial de Saúde
PEC – Concentração ambiental prevista PNEC – Concentração que não causa efeito
SEAP – Secretaria Especial de Aquicultura e Pesca
SEBRAE – Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas. UE – União Européia
1 INTRODUÇÃO ... 15 2 OBJETIVOS ... 19 2.1 Objetivo Geral ... 19 2.2 Objetivos Específicos ... 19 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 20 3.1 Ambiente Aquático... 20 3.2 Legislação Ambiental ... 21 3.3 Bacia Hidrográfica ... 23 3.4 Pesca Artesanal... 24 3.5 Testes Toxicológicos ... 26 3.6 Organismos-teste ... 28
3.7 Características da espécie Oreochromis niloticus ... 28
3.8 Carcterísticas da espécie Danio rerio ... 29
3.9 Desreguladores Endócrinos ... 30
3.10 Compostos Contaminates ... 32
3.11 Biomarcadores ... 35
3.12 Vitelogenina ... 36
3.13 Biomarcadores Histopatológicos ... 37
3.14 Desenvolvimento sutentável e Avaliação de risco ambiental ... 38
4 METODOLOGIA ... 41 4.1 Área de Estudo ... 41 4.2 Avaliação ecotoxicológica ... 45 4.2.1 Ensaios em Laboratório ... 45 4.2.2 Ensaios de Campo ... 48 4.3 Métodos de Análise ... 49 4.3.1 Análise Histológica ... 49
4.3.2 Análise de Vitelogenina por método ELISA ... 49
4.4 Avaliação de Risco Ambiental ... 54
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 55
5.1 Ensaio ecotoxicológico agudo ... 55
5.5 Avaliação de risco ambiental ... 72 6 CONCLUSÃO ... 78 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 80
1 – INTRODUÇÃO
O ambiente aquático tem aspecto fundamental na questão ambiental, pois dele dependem atividades agrícolas, industriais, domésticas e a manutenção da vida. As influências antrópicas estão afetando a integridade dos corpos hídricos, já que as maiores fontes de poluição do ambiente aquático são os lançamentos de efluentes domésticos e industriais de estações de tratamento de esgoto ou o esgoto in natura. Sabe-se que esses efluentes são constituídos de substâncias tóxicas que acarretam um desequilíbrio na qualidade de vida da população aquática e do Homem.
O crescimento acelerado da população, após a Revolução Industrial, ocasionou a concentração no ambiente urbano desencadeando uma mudança na relação do homem com o ambiente. Conforme DUARTE (2002) houve uma explosão populacional e um avanço da tecnologia para satisfazer tanto suas necessidades básicas, quanto para potencializar a criação de novos mercados consumidores provocando, nas últimas décadas, um enorme número de novas substâncias químicas na Terra. A autora estima que a produção global de compostos químicos sintéticos tenha aumentado de 1 milhão de toneladas para 400 milhões de toneladas entre a década de 30 e os dias atuais.
De acordo com ZAGATTO & BERTOLETTI (2006), a Sociedade Americana de Química estima que há cerca de 70 mil substâncias químicas sendo utilizadas no cotidiano, porém apenas 2 mil dessas possuem efeito tóxicos conhecidos.
MILLER (2006) também destacou que um crescente número de pesquisas sobre animais de vida selvagem e de laboratório, assim como estudos epidemiológicos em humanos sugerem que a exposição prolongada a algumas substâncias químicas em pequenas doses pode prejudicar os sistemas imunológico, nervoso e endócrino.
A ecotoxicologia surgiu devido à necessidade de se avaliar os riscos das substâncias químicas para os seres vivos, já que essa ciência tem como objetivo estudar os efeitos dos xenobióticos (substâncias tóxicas naturais ou antropogênicas) na biota. Os ensaios toxicológicos podem desempenhar um importante papel na avaliação ambiental.
Umas das principais ferramentas na ecotoxicologia, o uso dos biomarcadores, vem se destacando como ferramenta para análise ecotoxicológicas e monitoramento ambiental. WALKER et al. (1996 apud SANCHEZ, 2006) definem biomarcadores como respostas biológicas aos poluentes ambientais que podem ser mensuradas indicando a presença, o efeito e o grau de contaminação.
Alguns biomarcadores podem agir de forma específica e revelam a presença de uma substância química. Esses podem ser utilizados para detectar a ação de desregualdores endócrinos (DEs) que são capazes de provocar modificações na atividade hormonal de animais e humanos.
KAVLOCK et al. (1996) definiram os desreguladores endócrinos como agentes externos que podem interferir na produção, liberação, transporte, metabolismo, ligação, ação e eliminação de hormônios naturais no corpo humano responsáveis pela manutenção da homeostasia e na regulação de processos de desenvolvimento.
O sistema endócrino dos animais é composto por glândulas que lançam na corrente sanguínea hormônios com a função de regular o crescimento, desenvolvimento, metabolismo, reprodução e comportamento.
Os DEs que alteram a homeostase dos hormônios esteróideis podem acarretar prejuízos à diferenciação sexual, com consequente masculinização ou feminização, e ao sistema reprodutivo causando prejuízos à fertilidade (KELCE & WILSON, 1997).
GRAY et al. (2000) determinam que os hormônios sexuais, os estrógenos naturais 17β-estradiol, estriol, estrona e o sintético 17α-etinilestradiol, utilizados como métodos contraceptivos e para terapias de reposição hormonal, são os hormônios que provocam maior preocupação pela atividade biológica e pela quantidade que continuamente são introduzidas no ambiente. A conformação estrutural destes hormônios é facilmente reconhecida pelos receptores de diversos organismos, sendo considerados como os responsáveis pela maioria dos efeitos desreguladores desencadeados por sua disposição nos ecossistemas.
PREZIOSI (1998) alerta que, as formas de disseminação mais comuns dos hormônios sexuais tanto os naturais quanto os sintéticos são os efluentes domésticos procedentes de excreções humanas. As modificações que ocorrem no sistema reprodutivo de peixes, répteis, aves e mamíferos têm possível relação com a ação dos DEs.
A opção de estudar os desreguladores endócrinos em peixes deve-se ao fato que, como mencionam ARUKWE & GOKSOYR (2003), muitos estudos de avaliação de DEs são realizados em populações de peixes devido a grande produção de óvulos e de espermas os quais são liberados no meio externo, garantindo uma facilidade na avaliação desses efeitos. Os autores destacam ainda a proteína vitelogenina como um ótimo biomarcador de efeito de atividades estrogênicas na avaliação dos efeitos dos desreguladores endócrinos.
SILVERSAND et al. (1993 apud SANCHEZ, 2006) explicam que, em geral, ovas de peixes contém o vitelo, que é um material nutriente composto por lipídios e proteínas, com a função de alimentar o embrião desde a fecundação até o momento em que for capaz de
capturar alimento externo. A vitelogenina (VTG) é sintetizada pelos hepatócitos e levada até o sangue onde é transportada para os ovários onde é incorporada ao ovócito e subsequentemente processada para formar o vitelo.
Desta forma, como afirmam ARUKWE et al. (1997) a produção de vitelogenina depende da presença de hormônios estrogênicos, os quais normalmente são produzidos somente pelas fêmeas em seu ciclo reprodutivo. Entretanto, os peixes machos e os juvenis também possuem receptores estrogênicos no fígado. Contudo, a codificação do gene para estas proteínas não existe ou é muito fracamente expressada em machos e juvenis, logo, não é normal a produção de proteínas ligadas à ovogênese (vitelogênese). A produção de VTG por peixes machos ou jovens é sinal de desequilíbrio endócrino e, portanto, indicadores de efeito por exposição a estrógenos ambientais.
DA SILVA et al. (2007) destacam que os DEs parecem desencadear efeitos semelhantes em humanos e animais. BILA & DEZOTTI (2007) revelam que uma variedade de substâncias químicas é suspeita de causar efeitos adversos na saúde humana, resultando em alterações no sistema endócrino, principalmente no sistema reprodutivo masculino (redução na produção de esperma, aumento do risco de câncer testicular e de próstata, infertilidade) e no sistema reprodutivo feminino (aumento no risco de câncer de mama e de vagina, ovários policísticos e endometriose).
Os grandes problemas ambientais na Ilha do Maranhão, incluindo a bacia do rio Bacanga, surgiram a partir da década de 1970 provocado pela atração de oportunidade de emprego devido a instalação de empreendimentos de grande porte na ilha. Este quadro culminou em um inchaço populacional ocupando habitações precárias sem infra-estruturas adequadas com carência nas condições de coleta de lixo, abastecimento de água, tratamento e disposição de esgotos. Aliado a isso, o desenvolvimento tecnológico proporcionou um aumento na geração de novos poluentes que se expandem no ambiente aquático atingindo a biota.
A contaminação da bacia do rio Bacanga através do despejo de efluentes domésticos e industriais sem tratamentos adequados com substâncias estrogênicas, que são provenientes das excretas humanas, revela um desequilíbrio ambiental e pode desencadear presença anormal de vitelogenina em peixes machos. Portanto, os peixes machos podem estar sofrendo feminização ou prejuízo na função reprodutiva podendo alterar o recrutamento no estoque de peixes e consequentemente reduzindo uma importante fonte de renda para pescadores artesanais da região.
Além disso, as alterações endócrinas na comunidade de peixes podem servir de alerta para os riscos à saúde da população humana inerentes à presença de DEs nas águas superficiais da região. Problemas de saúde da população levam a uma maior demanda por postos de atendimento e o afastamento dos postos de trabalho provocando, consequentemente, o aumento dos gastos públicos, perda social e econômica.
2 – OBJETIVOS
2.1 – Objetivo Geral:
Analisar a presença de compostos estrogênicos através do biomarcador vitelogenina como subsídio para planejamento da bacia do rio Bacanga, São Luís, MA.
2.2 – Objetivos Específicos:
Avaliar a toxicidade do rio Bacanga através de ensaio toxicológico agudo com a espécie Danio rerio.
Analisar a ocorrência de alterações histológicas no fígado em Oreochromis niloticus coletados no Bacanga.
Analisar a presença de vitelogenina na espécie Danio rerio expostas ao efluente coletado no lago do Bacanga.
Analisar a presença de vitelogenina na espécie Oreochromis niloticus (Tilápia) coletadas na região do Garapa na bacia do rio Bacanga.
Desenvolver uma avaliação de risco ambiental considerando a exposição aos hormônios femininos.
3 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 AMBIENTE AQUÁTICO
Diante da intensidade da poluição que vem afetando os ambientes aquáticos, causando perda da qualidade da água e até escassez, surge a necessidade do monitoramento desses ambientes, já que é um fator determinante para a manutenção da vida.
O ambiente aquático compreende vários tipos de ecossistemas dentre os quais se encontram rios, lagos, estuários, mares e oceanos. Todos esses ecossistemas são produtos dinâmicos de interações complexas entre os componentes bióticos e abióticos característicos de cada um deles (RAND et al., 1995).
A vulnerabilidade do ambiente aquático às substâncias químicas depende: das propriedades físicas e químicas dos contaminantes e dos produtos resultantes de sua transformação; da concentração dos contaminantes no ecossistema; da duração e do tipo de descarga dos contaminantes (descarga intermitente ou contínua); das propriedades do ecossistema que lhe permitem resistir às alterações resultantes da presença dos contaminantes, como a capacidade tamponante das águas e a concentração de matéria orgânica dissolvida nelas e, da localização do ecossistema em relação ao sítio de lançamento dos contaminantes (COSTA et al., 2008).
De acordo com SILVA (2004), atualmente a grande interferência do homem na natureza, a contaminação do ambiente e a poluição e vêm intensificando devido à crescente carga de efluentes lançados no ar, na água e nos solos. Destacando que, o ecossistema aquático é considerado o mais suscetível à contaminação e poluição.
As maiores fontes de poluição aquática são os lançamentos de efluentes industriais, agrícolas e domésticos. Existem centenas, talvez milhares de poluentes que afetam o ambiente aquático cujos efeitos são preocupantes. A compreensão detalhada dos efeitos destes diferentes tipos de efluentes nos corpos d’água receptores é essencial para o controle da poluição (MARTINEZ & CÓLUS, 2002).
Há cerca de cem anos as atividades humanas nos ambientes aquáticos começaram a ser vistas como algo que degradava o meio ambiente surgindo, a partir dessa época, iniciativas para o monitoramento biológico (PNA, 2004).
Para VIANA (2011), somente na década de 70 que os cientistas perceberam que elevadas quantidades de poluentes estavam sendo lançados no mar poderia resultar em danos ao meio e prejudicar também a área estuarina, surgindo assim às primeiras reuniões com
objetivo de criar medidas remediadoras. O planejamento hídrico e o monitoramento biológico passaram a ser discutidos como um dos instrumentos de trabalho dos gestores de recursos hídricos. Desde então meios que pudessem melhorar a qualidade foram inseridos, através do argumento de que a capacidade de sustentar uma biota balanceada é um dos melhores indicadores de “saúde”, surgindo assim esforços para quantificar a integridade biótica dos corpos d’água (JARAMILLO-VILLA; CARAMASCHI, 2008).
3.2 LEGISLAÇÃO AMBIENTAL
A legislação brasileira ambiental é considerada como uma das mais modernas no mundo, pois existem leis que fazem referência à proteção ambiental, como por exemplo, a Política Nacional do Meio Ambiente, as Leis de crimes ambientais, a Política Nacional de Educação Ambiental, o Código Florestal e a Política Nacional de Recursos Hídricos. Entretanto, o Brasil é ainda muito deficiente no cumprimento a legislação vigente.
O tema ambiental está presente na Constituição Federal de 1988 que atribui a importância da qualidade de vida da população conforme diz o Art. 225:
“... que todos têm direito ao meio ambiente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial a sadia qualidade de vida, impondo-se o poder público e a coletividade o dever de defendê-lo para as presentes e futuras gerações” (BRASIL, 1988).
É competência da União a legislação das águas no Brasil, assim como a definição dos critérios de outorgas de direito de uso das águas. Constituem competência comum da União, Estados e Municípios:
“...proteger o meio ambiente e combater a poluição em qualquer de suas formas, promover a melhoria das condições e fiscalizar as concessões de direito de exploração dos recursos hídricos em seus territórios, legislar concorrentemente sobre defesa do solo e dos recursos naturais, proteção do meio ambiente e controle da poluição, responsabilidade por danos ao meio ambiente, proteção e defesa da saúde” (BRASIL, 1988).
A instituição da Lei nº 6.938/81 que dispões sobre a Política Nacional do Meio Ambiente foi um marco legal para o desenvolvimento das políticas ambientais nos estados e municípios. Essa lei tem como objetivo a preservação, melhoria e recuperação da qualidade ambiental propícia à vida, visando assegurar, no País, condições ao desenvolvimento sócio-econômico, aos interesses da segurança nacional e à proteção da dignidade da vida humana.
O Código das águas, estabelecido pelo Decreto Federal n.º 24.643, de 10 de julho de 1934, concretiza a legislação básica brasileira de águas e trata dos direitos e deveres que se
relacionam com as águas públicas e particulares. Para a época que foi regulamentada, a lei tem muitos avançados, porém requer uma atualização para se adequar as leis posteriores como a Constituição Federal de 1988, à Lei nº 9.433, de 08 de Janeiro de 1997.
Segundo PEREIRA (2006) a Política Nacional de Recursos Hídricos, estabelecida pela Lei Nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997 simbolizou um novo marco institucional do país, inserindo princípios, normas e padrões de gestão de água aceitos em vários países. As mudanças ocorridas com o desenvolvimento econômico e industrial imprimem ao homem mudanças na maneira de tratar os recursos hídricos, um bem indispensável para a manutenção da vida no planeta. A água é reconhecida como um recurso vulnerável, finito e já escasso em quantidade e qualidade, portanto, trata-se de um recurso natural dotado de valor econômico que precisa de instrumentos legais para garantir a oferta e a demanda de forma sustentável.
A Lei LEI Nº 9.433, determina como seus objetivos: assegurar à atual e às futuras gerações a necessária disponibilidade de água, em padrões de qualidade adequados aos respectivos usos; a utilização racional e integrada dos recursos hídricos, incluindo o transporte aquaviário, com vistas ao desenvolvimento sustentável; a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais.
A Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) N˚ 357, de 17 de março de 2005 dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências.
Conforme PÁDUA (2009) na relação de variáveis de qualidade contempladas na Resolução CONAMA N˚ 357/2005, é encontrada uma grande variedade de substâncias e compostos químicos, orgânicos e inorgânicos, algas e microrganismos, além de propriedades físicas da água. No grupo de variáveis químicas são 54, principalmente agroquímicos e solventes orgânicos, alguns com potencial de interferência no sistema endócrino, embora não sejam contempladas substâncias e compostos químicos que, na atualidade, encontram-se na categoria de desreguladores endócrinos, como por exemplo, hormônios naturais e sintéticos, plastificantes e tensoativos. Destacando, entretanto, que a essa Resolução abre precedentes para inclusão na relação de variáveis de qualidade da água qualquer substância que possa comprometer o uso da água para os fins previstos, dependendo de condições especificas locais ou, então, mediante fundamentação técnica.
A resolução CONAMA N˚ 430, de 13 de maio de 2011, dispõe sobre condições, parâmetros, padrões e diretrizes para gestão do lançamento de efluentes em corpos de água
receptores, alterando parcialmente e complementando a Resolução N˚ 357. Essa nova resolução também menciona o importante veto ao lançamento dos poluentes orgânicos persistentes POPs, considerando a redução e eliminação de dioxinas e furanos nos processos.
Destaca-se da resolução “das Condições e Padrões de Lançamento de Efluentes” que o efluente não deverá causar ou possuir potencial para causar efeitos tóxicos aos organismos aquáticos no corpo receptor, de acordo com os critérios de ecotoxicidade estabelecidos pelo órgão ambiental competente. E, também, estabelece critérios de ecotoxicidade como a utilização organismos aquáticos de pelo menos dois níveis tróficos diferentes, aceitando a sua redução somente nos testes de ecotoxicidade, para fins de monitoramento.
No Art. 23. observa-se que os efluentes de sistemas de tratamento de esgotos sanitários poderão ser objeto de teste de ecotoxicidade no caso de interferência de efluentes com características potencialmente tóxicas ao corpo receptor, a critério do órgão ambiental competente. A realização desses testes visa subsidiar ações de gestão da bacia contribuinte aos referidos sistemas, indicando a necessidade de controle nas fontes geradoras de efluentes com características potencialmente tóxicas ao corpo receptor. Propondo ainda, as ações de gestão serão compartilhadas entre as empresas de saneamento, as fontes geradoras e o órgão ambiental competente, a partir da avaliação criteriosa dos resultados obtidos no monitoramento.
A Portaria do Ministério da Saúde N˚ 518, de 25 de marco de 2004, estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. PÁDUA (2009) comenta que a Portaria define os padrões de qualidade para a água potável, considerando-se os riscos associados à presença de microrganismos e substâncias químicas. No entanto, nessa Portaria, como ocorre na a Resolução CONAMA N˚ 357/2005, não são definidos limites de qualidade para as substâncias atualmente enquadradas com base no seu potencial estrogênico, mas sim de toxicidade.
3.3 BACIA HIDROGRÁFICA
A maioria dos autores define bacia hidrográfica como a área drenada por um determinado rio principal e seus afluentes. BARRELLA (2001apud TEODORO et al., 2007), com mais detalhamento define bacia hidrográfica como um conjunto de terras drenado por um rio e seus afluentes, formado nas regiões mais altas do relevo por divisores de água, onde as
águas das chuvas, ou escoam superficialmente formando os riachos e rios, ou infiltram no solo para formação de nascentes e do lençol freático. As águas superficiais escoam para as partes mais baixas do terreno, formando riachos e rios, sendo que as cabeceiras são formadas por riachos que brotam em terrenos íngremes das serras e montanhas e à medida que as águas dos riachos descem, juntam-se a outros riachos, aumentando o volume e formando os primeiros rios, esses pequenos rios continuam seus trajetos recebendo água de outros tributários, formando rios maiores até desembocarem no oceano.
TEODORO et al. ( 2007) destacam que, na Política Nacional de Recursos Hídricos incorpora princípios e normas para a gestão de recursos hídricos adotando a definição de bacias hidrográficas como unidade de estudo e gestão, principalmente quando propõe a criação de Comitês de Bacia.
A bacia hidrográfica é considerada como unidade natural de análise para os estudos de interação dinâmica com os diversos elementos da paisagem e os processos que atuam na sua esculturação. A análise sistêmica de uma bacia hidrográfica possibilita racionalizar melhor os estudos diante da necessidade da preservação, conservação e recuperação dos recursos hídricos (PEREIRA, 2006).
3.4 PESCA ARTESANAL
A pesca artesanal é definida como aquela em que o pescador, sozinho ou em parcerias participa diretamente da captura do pescado, utilizando instrumentos relativamente simples. Contudo, ela engloba tanto a ramificação da pesca com interesse comercial quanto a que confere sustento para a família do pescador, admitindo ainda a combinação dessas duas possibilidades (SEBRAE, 2009).
A Secretaria Especial de Aquicultura e Pesca - SEAP (2006) revela que, a pressão sobre o ecossistema é significativa, já que estima-se que somente na pesca artesanal praticada ao longo da zona costeira brasileira, bem como em suas águas interiores como lagoas, estuários e rios, encontram-se pessoas que fazem da pesca sua fonte de subsistência familiar e atividade econômica. Conforme dados da SEAP (2006), os pescadores artesanais familiares são responsáveis por cerca de 60% das capturas do pescado brasileiro.
A produção de pescado do Brasil, para o ano de 2010, foi de 1.264.765 t, registrando-se um incremento de 2% em relação a 2009, quando foram produzidas 1.240.813 t de pescado. A pesca extrativa marinha continuou sendo a principal fonte de produção de pescado nacional, sendo responsável por 536.455 t (42,4% do total de pescado), seguida,
sucessivamente, pela aquicultura continental (394.340 t; 31,2%), pesca extrativa continental (248.911 t; 19,7%) e aquicultura marinha (85.057 t; 6,7%). Em 2010 foi registrada uma redução de 8,4% na produção de pescado oriunda da pesca extrativa marinha em relação a 2009, resultado de um decréscimo de 49.217 t. Por outro lado, a produção da pesca extrativa continental e a aquicultura continental e marinha fecharam em alta em relação a 2009, com um acréscimo de 3,9%, 16,9% e 9%, respectivamente (Ministério de Pesca e Aquicultura – MPA, 2012).
Destaca-se também o consumo per capita aparente de pescado no país em 2010 foi de 9,75 Kg/hab./ano, com crescimento de 8% em relação ao ano anterior. Desse total, 66% do pescado consumido é produzido no Brasil (MPA, 2012).
Com a função de regulamentar o setor no Maranhão foi instituída a Lei N˚ 8.089 que dispõe sobre a Política Estadual da Pesca e da Aquicultura, estabelecendo como princípio básico a prevalência do interesse público no desenvolvimento sustentável das atividades pesqueiras como forma de promoção de programas de inclusão social, de geração de emprego e renda e de realização do potencial econômico do Estado.
O MPA (2012) divulgou o número total de pescadores registrados no Brasil é de 853.231 pessoas, divididas em 59,15% de homens e 40,85% de mulheres. No nordeste são 372.787 pessoas, sendo 53,77% são homens e 46,23% são mulheres. No Maranhão, a pesca ocupa uma parcela significativa da população, e estima-se que, atualmente, existam 116.511 pescadores em todo o Estado, constituindo-se no segundo maior contingente do Brasil. No entento bserva-se que os pescadores masculinos são de 48,32% e há uma maioria feminina 51,68%. Em São Luís, a estimativa é de que 7 mil pescadores e marisqueiras exerçam a atividade (SEAP, 2006).
MPA (2012) revela que o crescimento de registros de pescadores de 2009 para 2010 foi de apenas 2,40%. Ressalta-se, no ano de 2010, houve um cancelamento de 78.440 registros de pescadores. Os principais motivos de cancelamentos foram: por receber benefícios continuados, com 23,64%; e por possuir vínculo empregatício em atividades não relacionadas à pesca, com 63,57%. Avaliando esta informação, é visível a mobilidade social no Brasil nos últimos anos, que permitiu que os trabalhadores do sexo masculino obtivessem novas oportunidades em outras áreas e por consequência as mulheres passaram a ocupar uma maior parcela na categoria de pescadores profissionais.
De acordo com pesquisa realizada pelo SEBRAE (2009) a renda mensal assinalada com a atividade indicou a grande maioria com rendimento médio mensal de apenas um salário mínimo (66,67% dos entrevistados). A comercialização segue a uma regra constante;
normalmente o pescador entrega o pescado para os atravessadores, em razão disso, o pescador geralmente vende o peixe por um valor muito baixo, o que diminui a sua renda mensal. As dificuldades enfrentadas são responsáveis, em grande parte, pelo abandono da profissão, pois quando os pescadores encontram outra renda eles desistem da pesca e retornam somente se necessitarem, justificando que a atividade de pesca requer muitas horas de trabalho impossibilitando conciliá-la com outras atividades.
3.5 ENSAIOS ECOTOXICOLÓGICOS
As substâncias químicas estranhas ao sistema biológico são chamadas de xenobióticos. GATLARDE et al. (2005) denominam xenobióticos (xenos, do grego, estrangeiro) as moléculas orgânicas de difícil degradação que podem ser de origem natural, sintetizadas pelo metabolismo biológico, ou sintéticas, produzidas por tecnologias industriais modernas e estranhas ao ambiente natural.
REYS (2001) destaca que com o início das investigações epidemiológicas, foi-se ratificando a hipótese de muitos xenobióticos serem perigosos para os seres vivos, como também para a sua respectiva descendência exercendo efeitos tóxicos em curto, médio ou longo prazo. A utilização de compostos químicos desacompanhada da avaliação dos riscos para o ecossistema constituía uma potencial ameaça para a saúde de pessoas, animais e vegetais. A partir de então, iniciou-se o desenvolvimento de estudos dos efeitos das novas substâncias introduzidas na biosfera, bem como seus respectivos produtos de degradação, com o intuito de minimizar os danos ambientais (SANCHES, 2006).
MARTINEZ & CÓLUS (2002) colocam que para o conhecimento dos efeitos dos xenobióticos para a biota aquática, atualmente têm sido utilizados ensaios de ecotoxicidade com organismos de águas continentais, estuarinas e marinhas, em condições laboratoriais e/ou de campo.
COSTA et al. (2008) mencionam que a classificação dos testes toxicológicos pode ser em testes agudos e crônicos. Esses testes se diferenciam principalmente na duração e nas respostas finais que são avaliadas. Os testes de ecotoxicidade aguda são realizados para medir os efeitos de agentes tóxicos sobre espécies aquáticas durante um curto período de tempo em relação ao período de vida do organismo-teste. Os testes agudos visam estimar a dose ou concentração de um agente tóxico que seria capaz de produzir uma resposta específica mensurável em um organismo-teste ou população, em um período de tempo relativamente curto, geralmente de 24 h a 96 h.
COSTA et al. (2008) esclarecem também que, os testes de toxicidade crônica são utilizados para analisar os efeitos de substâncias químicas sobre espécies aquáticas por um período que pode envolver parte ou ciclo de vida total do organismo-teste. O fato de uma substância química não produzir efeitos tóxicos sobre organismos aquáticos em testes de toxidade aguda não indica que ela não seja tóxica para eles. Os testes crônicos possibilitam a avaliação dos possíveis efeitos tóxicos de substâncias químicas sob condições de exposições prolongadas a concentrações sub-letais, ou seja, concentrações que permitem a sobrevivência dos organismos, mas que interferem nas suas funções biológicas.
RODRIGUES et al. (2009) afirmam que os ensaios toxicológicos são instrumentos da Ecotoxicologia e integram dados biológicos, químicos e físicos sendo eficientes ferramentas na área ambiental principalmente em razão das limitações dos estudos baseados em evidências somente químicas.
As análises de ecotoxicidade já estão incorporadas em legislações ambientais no Brasil. A Resolução CONAMA 357/2005 define no Art. 2 ensaios toxicológicos como ensaios realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos visando avaliar o potencial de risco a saúde humana.
De acordo com MORALES (2004) e COSTA et al. (2008) um dos objetivos da ecotoxicologia é o desenvolvimento de protocolos de testes de toxicidade que permitam determinar limiares de toxicidade permissíveis com níveis de incerteza aceitáveis e que sirvam de guia para as entidades reguladoras para a tomada de decisões. Os autores comentam que há diversos órgãos de proteção ambiental, como Environment Canada e Environmental Protection Agency dos Estados Unidos (U.S. EPA), e de padronização, como American Society for Testing and Materials (ASTM), Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD), Association of Analytical Communities (AOAC) e International Organization for Standardization (ISO) têm se concentrado na elaboração e implementação de sistemas de diagnóstico, os quais constituem a base para a geração de estratégias que visam proteger os ecossistemas. No Brasil, o órgão responsável pelo desenvolvimento de protocolos de testes de toxicidade é a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). A utilização de testes padronizados tem seu aspecto positivo principalmente devido permitir a seleção de um ou mais testes uniformes e úteis para uma variedade de laboratórios, facilita a comparação dos dados contribuindo para aumentar a utilização dos dados publicados e permite a reprodução dos testes.
3.6 ORGANISMOS-TESTE
ZAGATTO & BERTOLETTI (2008) e COSTA et al. (2008) elucidam que a princípio, qualquer espécie aquática pode ser utilizada em testes de toxicidade. No entanto, as espécies utilizadas nesses ensaios devem apresentar as seguintes características: seletividade constante e elevada aos contaminantes, elevadas disponibilidade e abundância, uniformidade e estabilidade genética nas populações, representatividade de seu nível trófico, significado ambiental em relação à área de estudo, ampla distribuição e importância comercial, facilidade de cultivo e de adaptação às condições de laboratório, e devem ser utilizadas espécies cuja fisiologia, genética e comportamento sejam mais compreendidos, para auxiliar na interpretação dos resultados.
Em testes ecotoxicológicos, JARAMILLO-VILLA; & CARAMASCHI (2008) e VIANA (2011) apontam os aspectos positivos utilização de peixes: possuem espécies de várias categorias tróficas (onívoros, herbívoros, insetívoros, planctívoros, piscívoros) e utilizam alimentos tanto de origem aquática como terrestre; são relativamente fáceis de coletar e identificar; são consumidos por humanos, o que os torna valiosos para avaliar o risco ecológico e a saúde pública; são persistentes e se recuperam rápido dos distúrbios naturais. Entretanto, possuem desvantagem em relação à sua amostragem, pois pode ser seletiva se não forem usados equipamentos adequados para cada local e, dada a mobilidade sazonal de algumas espécies podem não ser bons indicadores de distúrbios localizados. Com isto, a amostragem requer maior esforço físico.
Segundo WINKALER et al. (2001) e ROCHA et al. (2010) os peixes são usualmente considerados como bons biomonitores para avaliação dos efeitos da poluição ambiental, por estarem, muitas vezes, localizados no topo da cadeia trófica aquática e por acumularem substâncias tóxicas. A baixa qualidade da água pode ter consequência danosa às populações piscívoras e à população humana que utiliza esse recurso como fonte de subsistência.
3.7 CARACTERÍSTICAS DA ESPÉCIE Oreochromis niloticus (TILÁPIA DO NILO)
A espécie Oreochromis niloticus (Linnaeus,1758) é uma espécie originária da África da ordem Perciformes, classificada na família Cichlidae. Os ciclídeos são encontrados em ambientes de água doce na África, Ásia, América do Sul e Central, no entanto, são encontradas praticamente em todo o mundo devido ao seu uso na aquacultura. Tilápias, é o
nome dado a vários gêneros de peixes pertencentes à sub-família Pseudocrenilabrinae (MARTINS, 2008; RODRÍGUEZ-FUENTES & GOLD-BOUCHOT, 2004).
Segundo BOSCOLO et al., (2001) em 1971, a tilápia do Nilo foi introduzida no nordeste do Brasil, e então disseminada pelo resto de país. O interesse pela piscicultura da tilápia, no Sul e Sudoeste do país, cresceu rapidamente nos últimos anos pela introdução da tecnologia da reversão sexual e pesca esportiva. No Brasil, 37,96% do total de peixes produzidos em 2005 foi de tilápias (IBAMA, 2007).
EL-SAYED9 (1999); BOSCOLO et al. (2001); CAVALCANTE (2009); SANTOS (2008) destacam ainda que, a O. niloticus é a terceira espécie mais cultivada no mundo atualmente, ficando atrás somente da cultura de carpas e salmonídeos. Acredita-se que, no Brasil, metade da produção anual de peixes cultivados seja de tilápias. As características, que contribuem para esses resultados, são: rusticidade; extrema resistência a condições adversas do meio e doenças; rápido crescimento e adaptação ao confinamento, com ótimo desenvolvimento em grandes concentrações populacionais o que diminui o custo manutenção; hábito alimentar onívoro; e aceitação de rações com grande facilidade, desde o período de pós-larva até a fase de terminação. Além disso, entre as espécies de peixes mais cultivadas é a que melhor resiste a alta temperatura, a baixa concentração de oxigênio dissolvido e a alta concentração de amônia na água.
Todas as espécies de tilápias constroem ninhos e os ovos fertilizados são incubados na boca. Podem ser facilmente identificadas por uma interrupção na linha lateral característica da família Cichlidae dos peixes. O corpo é lateralmente comprimido e com uma longa nadadeira dorsal, onde a parte anterior é profundamente espinhada, Espinhos também são encontrados nas nadadeiras pélvica e anal (SANTOS, 2004).
De acordo com CARVALHO (2008) a tilápia é uma espécie exótica que pode exercer grande influência no ambiente que foi introduzida, podendo causar um desequilíbrio no local, como predação, competição por alimento e por espaço com espécies nativas, desencadeando uma diminuição dessas no ambiente ou mudança de habitat, também podem ser vetores de doenças e ainda causar surgimentos de híbridos.
3.8 CARACTERÍSTICAS DA ESPÉCIE Danio rerio (PAULISTINHA/PEIXE ZEBRA)
A espécie Danio rerio (Hamilton, 1822) pertencente à família Cyprinidae, segundo ABNT (2004) é conhecida como paulistinha ou peixe zebra (zebrafish), e é originária da Índia
e do Paquistão. São organismos ovíparos, onívoros, de comprimento médio de 4 a 5 cm, e atua como consumidor secundário na cadeia alimentar aquática.
De acordo com ZAGATTO & BERTOLETTI (2008) o D. rerio é uma espécie ornamental rotineiramente cultivado em grandes escalas, utilizada mundialmente em estudos ecotoxicológicos. Os adultos podem atingir o comprimento médio de 4,5cm. Os machos são alongados, delgados e levemente dourados, principalmente no abdome e nas nadadeiras peitorais e caudal, além de possuírem a lista abdominal completa. As fêmeas são robustas, ligeiramente maiores que os machos, e prateadas, normalmente apresentam o abdome muito inchado devido ao desenvolvimento de ovos e a lista abdominal é incompleta, pois é evidente em apenas nos terços anterior e posterior do peixe.
FENSKEA, et al. (2001) destaca que o D. rerio é uma espécie utilizada extensivamente em ecotoxicologia, particularmente adequado para estudos do ciclo de vida parcial ou total. No âmbito dos ensaios de toxicidade crônica pode ser estendido para a avaliação de compostos com atividade hormonal.
3.9 DESREGULADORES ENDÓCRINOS
Em 1938, Paul Muller anunciou a síntese química do composto organoclorado 1,1,1-tricloro-2,2-bis(4-clorofenil) etano, conhecido por DDT. Esse composto foi durante algum tempo considerado um praguicida “milagroso”, tornando seu inventor vencedor do Prêmio Nobel de 1948 (Colborn et al., 1997).
MORAES et al. (2008) comentam que a publicação do livro Silent Spring por Rachel Carson, em 1962, alertou para os riscos iminentes do uso de praguicidas para o homem e para os ecossistemas. A partir dessa obra, agências governamentais de vários países, adotaram medidas limitantes à utilização e fabricação devido aos riscos de contaminação do ambiente. A tragédia ocorrida nos Grandes Lagos na América do Norte na década de 70 evidenciou como esses contaminantes poderiam prejudicar o meio ambiente fortalecendo a necessidade de restrições.
Naquela ocasião, ocorreu contaminação do sedimento do lago com bifenilas policloradas (BCPs) e consequente biomagnificação resultando em alterações neurológicas, endócrinas, imunes e no sistema reprodutor em grande quantidade de animais (FOX, 2001).
Desde então as evidências científicas de que o aumento da incidência de uma série de doenças estava associado à exposição humana e animal a uma série de compostos capazes de interferir no sistema endócrino foi progressivamente se acumulando. A partir de então foi
possível identificar e regulamentar o uso das substâncias mais nocivas, compreender os mecanismos pelos quais elas atuam e, ampliar a definição de exposição química a produtos tóxicos (DUARTE, 2002).
DAMSTRA et al. (2002) e BIANCO et al. (2010) definem um desregulador endócrino com uma substância exógena ou uma mistura de substâncias, naturais ou sintéticas, que podem danificar diretamente um órgão endócrino, alterar diretamente a função de um órgão endócrino, interagir com um receptor de hormônios ou alterar o metabolismo de um hormônio em um órgão endócrino e, consequentemente, causar efeitos adversos à saúde de um organismo, de sua prole, ou ainda de uma população. MORAES et al. (2008), DUARTE (2002) e KAVLOCK, et al. (1996) afirmam que as alterações hormonais ocasionadas pelos DEs que podem acontecer por meio de vários mecanismos: podem imitar um hormônio natural e fixar-se no correspondente receptor, e assim, a célula responderia ao falso estímulo (efeito agonista); podem fixar-se no receptor e impedir uma resposta hormonal normal (efeito antagonista); e podem interferir na síntese e controle dos hormônios naturais.
A Environmental Protection Agency – EPA (1997) conceituou desregulador endócrino como um agente exógeno que interfere na síntese, secreção, transporte, ligação, ação ou eliminação de hormônio natural no corpo que são responsáveis pela manutenção, reprodução, desenvolvimento e comportamento dos organismos.
KAVLOCK, et al. (1996) apontam o papel fundamental dos hormônios em diversos tecidos, por conta do desenvolvimento do organismo ser bastante vulnerável a exposição a substâncias com atividade hormonal ou anti-hormonal. Os autores explicam ainda que, a exposição humana a esses desreguladores endócrinos ocorre através de diversas vias, sendo alimentos, água, ar e pele as vias mais comuns de introdução dessas substâncias.
REIS FILHO et al. (2007) ressaltam que diversos termos são reconhecidos como sinônimos para os agentes que atuam sob o sistema endócrino. Alguns destes são: xenoestrógenos, xeno-hormônios, perturbadores endócrinos, estrógenos ambientais, moduladores endócrinos, hormônios ambientais, agentes hormonalmente ativos e desreguladores endócrinos. Porém a maior parte dos trabalhos apresenta a denominação de desreguladores endócrinos (DE).
GRAY et al. (2000) classificam os DEs como produtos naturais (vegetal ou animal) e compostos sintéticos. Estes autores destacam principalmente os produtos farmacêuticos, hormônios naturais e sintéticos, pesticidas, substâncias tensoativas, polímeros de baixa massa molecular e hidrocarbonetos poli-aromáticos.
Para esclarecer, desenvolver estratégias e solucionar o problema dos desreguladores endócrinos, várias organizações governamentais e não governamentais, como, União Européia (UE), Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), Organização Mundial de Saúde (OMS), Programa Internacional de Segurança Química (IPCS) e a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), investigam a questão dos desreguladores endócrinos. (BILA & DEZOTTI, 2007).
Os hormônios são substâncias químicas produzidas por glândulas ou células especializadas, que influenciam na função de outras células em vários locais do corpo. Os hormônios endócrinos são transportados para as células distribuídas no corpo humano pelo sistema circulatório. Esses hormônios se ligam a receptores e iniciam varias reações. Os esteróides constituem uma classe geral de hormônios que são secretados pelos ovários, pela placenta e por outros órgãos. Os hormônios esteróides apresentam estrutura química semelhante a do colesterol (GUYTON & HALL, 2005). Por serem muito lipossolúveis, os esteróides atravessam facilmente a membrana celular e penetram no sangue circulante, principalmente ligados as proteínas plasmáticas. Apenas 10% destes hormônios encontram-se na forma livre. Os hormônios ligados às proteínas são biologicamente inativos ate que ocorra a dissociação das proteínas plasmáticas (MORAES, 2008).
Os desreguladores endócrinos podem ser agrupados de acordo com a classe de hormônios cuja função eles afetam. A grande parte dos estudos está relacionada aos desreguladores esteroidais, que interferem na atividade de hormônios sexuais, incluindo testosterona e estrogênio; e aos desreguladores tireoidianos que prejudicam a função de hormônios tireoidianos, como triiodotirononina (T3) e tiroxina (T4). Mas também há relatos da ação desses desreguladores em outros hormônios, como a prolactina e hormônio do crescimento (ELANGO et al., 2006).
3.10 COMPOSTOS CONTAMINANTES
BILA & DEZOTTI (2007) afirmam que várias são as substâncias que possuem a capacidade de afetar o sistema endócrino, tanto substâncias sintéticas como substâncias naturais. BIANCO et al. (2010) ressaltam ainda que, os DEs estão difundidos nas cadeias alimentares e no ambiente e essas substâncias agrupadam-se em duas classes: 1) substâncias sintéticas utilizadas na agricultura e seus subprodutos, como pesticidas, herbicidas, fungicidas e moluscicidas; substâncias utilizadas nas indústrias e seus subprodutos, como dioxinas, bifenilas policloradas (PCB), alquilfenóis e seus subprodutos, hidrocarbonetos aromáticos
policíclicos (HAP), ftalatos, bisfenol A e metais pesados; compostos farmacêuticos, como os estrogênios sintéticos dietilestilbestrol (DES) e 17α-etinilestradiol; 2) substâncias naturais derivada de plantas – fitoestrogênios, tais como genisteína e metaresinol, e estrogênios naturais, como 17β-estradiol, estrona e estriol (Tabela 1).
Tabela 1: Algumas substâncias químicas classificadas como Desreguladores Endócrinos (BIANCO et al.,2010) Composto
químico O que são
Meios de exposição
Mecanismo de ação
Dioxinas
São subprodutos de processos industriais, devido à combustão incompleta de compostos orgânicos.
Incineradores que processam lixo municipal, resíduo industrial ou material hospitalar, termoelétrica a carvão, fábricas de papel e celulose, fumaça de veículos automotores, cigarro, fornos de produção de cimento e fundição de chumbo são fontes de produção
desse composto. Processos naturais, como erupções vulcânicas e queimadas florestais, são
outras fontes desses produtos.
Alimentos (leite e derivados, peixes etc.); Meio ambiente. Alteração no metabolismo dos hormônios esteroides; Efeitos neuroendócrinos, incluindo a tireoide. Pesticidas
São substâncias ou mistura de substâncias utilizadas na produção, colheita ou no armazena-mento de aliarmazena-mentos, capazes de prevenir, destruir
ou combater espécies indesejáveis que, de alguma maneira, possam interferir na produção,
processamento, armazenamento, transporte e estocagem de alimentos, produtos agrícolas em geral, madeira e produtos derivados de madeira.
Alimentos (principalmente vegetais); Meio ambiente; Áreas agrícolas. Inibidor da síntese dos hormônios esteroides; Efeitos no eixo hipotálamo- hipofisário-gonadal.
Alquifenóis São substâncias presentes em antioxidantes, poli-estireno modificado, surfactantes e PVC.
Detergentes; Frutos do mar; Produtos industrializados. Agonista estrogênico (receptor estrogênico alfa). Bisfenol A
Composto utilizado na fabricação de plásticos policarbonatos e epóxi de resina, presente na resina do forro de latas de alimento e bebida, e na
composição de material odontológico selante.
Alimentos; Plásticos em contato com a comida; Produtos industrializados (aditivos plásticos, selantes dentários). Agonista estrogênico (receptor estrogênico alfa).
Ftalatos São substâncias usadas para dar flexibilidade e
durabilidade ao PVC. Alimentos; Cosméticos; Brinquedos; Material médico-hospitalar; Roupas. Agonistas do receptor de Pregnano; Biossíntese dos esteroides sexuais. Retardantes de chama bromado
São substâncias químicas utilizadas com o intuito de diminuir o risco de incêndio ou minimizar o
dano causado por ignição. São relativamente persistentes, lipofílicos, com tendência à
bioacu-mulação. Alimentos (leite e derivados, peixes); Meio ambiente; Equipamentos eletrônicos. Alteração da homeostase dos hormônios esteroides e tireoidianos.
Composto
químico O que são
Meios de exposição
Mecanismo de ação
Parabenos São compostos utilizados como conservantes
antimicrobianos em produtos alimentícios, farmacêuticos e cosméticos Cosméticos; Conservantes farmacêuticos. Agonista estrogênico (receptor estrogênico alfa e beta). Fitoestrógenos
Compostos derivados de plantas com estrutura química e atividade hormonal semelhante ao
estradiol. Alimentos (vegetais e óleo de soja); Cosméticos. Modulador seletivo do receptor estrogênico, alta afinidade com o receptor estrogênico beta. Protetores
contra a luz UV Substâncias que possuem estabilidade à luz UV.
Protetor solar; Cosméticos. Agoista estrogênico (receptor estrogênico alfa).
Segundo PÁDUA (2009), os hormônios que ocorrem naturalmente, o mais potente e o 17β-estradiol, principal hormônio secretado durante o período de atividade dos ovários, e os seus metabólitos, estrona e estriol. O autor destaca ainda que, os estrogênios, em especial o β-estradiol, são responsáveis pelas características femininas, pelo controle do ciclo reprodutivo e gravidez, bem como influenciam na pele, nos ossos e no sistema cardiovascular e imunológico. Em relação aos hormônios sintetizados para uso como contraceptivos e no tratamento de reposição hormonal encontram-se o 17α- etinilestradiol e o levonorgestrel, que podem ser combinados para a obtenção de melhores resultados. A Figura 1 abaixo mostra a fórmula estrutural dos hormônios.
.
Figura1: Fórmula estrutural dos hormônios dos estrogênios naturais e sintéticos
O 17α-etinilestradiol, após a sua administração, é rapidamente absorvido pelo trato intestinal apresentando meia vida biológica entre 13 e 27 horas, sendo excretado através da urina e das fezes. O levonorgestrel também tem uma rápida assimilação e sua meia vida biológica varia entre 10 e 24 horas, sendo excretado principalmente pela urina (PÁDUA, 2009).
3.11 BIOMARCADORES
O uso de biomarcadores destaca-se como umas das principais ferramentas nas análises ecotoxicológicas. ADAMS et al. (2011) confirmam a importância dos biomarcadores nas pesquisas ecotoxicológicas, pois identificam áreas contaminadas e potenciais estressores químicos que podem ser relacionados com as atividades humanas.
O uso dos biomarcadores pode fornecer mais informações a respeito dos efeitos biológicos dos poluentes do que uma simples quantificação de seus níveis no ambiente, além de determinar alterações adversas precoces que na grande maioria das vezes são reversíveis (VAN DER OOST et al. 2003).
Várias definições já foram formuladas para o termo biomarcador, nas quais geralmente está inserida a interação entre o sistema biológico e um potencial perigo, o qual pode ser químico, físico ou biológico (WHO, 1993). Biomarcador é uma alteração na resposta biológica, desde níveis molecular, celular e fisiológico até comportamental, que pode está relacionada com a exposição ou a efeitos tóxicos de substâncias químicas liberadas no ambiente (FONTAÍNHAS-FERNANDES, 2005). Biomarcadores podem ser definidos como alterações biológicas que expressam a exposição e os efeitos tóxicos dos poluentes presentes no ambiente e podem ser usados para identificar sinais iniciais de danos aos peixes e sugerir relações de causa e efeito entre a exposição aos contaminantes e os efeitos observados no organismo, e documentar os efeitos integrados do estresse químico nos peixes (WALKER et al., 1996 apud SANCHEZ, 2006).
Os termos biomarcador e bioindicador têm sido definidos de diversas maneiras, causando uma certa confusão entre eles, esclarecida por alguns autores como VAN GASTEL & VAN BRUMMELEN (1996). De acordo com os autores, biomarcador é qualquer resposta biológica a um químico ambiental ao nível subcelular, que pode ser medida em um organismo ou em seus produtos (como urina, fezes, cabelo), indicando uma mudança do estado normal que não pode ser detectada em um organismo intacto. E biondicador é definido como um organismo que fornece informações sobre as condições ambientais do seu habitat, através da
sua presença ou ausência, ou mesmo pelo comportamento, não inclui nesse termo os efeitos a nível fisiológico.
Biomarcadores podem ser medidas de exposição, enquanto bioindicadores são definidos com menor precisão e podem ser vistos, tanto como entidades estruturais (espécie sentinela) ou mesmo serem considerados como efeitos funcionais em níveis de organização mais elevada (FONTAÍNHAS-FERNANDES, 2005).
As principais vantagens da utilização de biomarcadores estão relacionadas à determinação da concentração, dos limites de tolerância e dos efeitos dos poluentes nos organismos. Esta metodologia permite ainda a avaliação do nível de transferência dos poluentes na cadeia trófica. As desvantagens podem ser consideradas as mesmas dos bioindicadores, por exemplo: locomoção dos organismos, dificuldade na identificação taxonômica, difícil amostragem e falta de especificidade das maiorias dos biomarcadores sobre as causas dos efeitos observados (VIANA, 2011).
De acordo com WHO (1993), os biomarcadores podem ser subdivididos em três classes:
o Biomarcadores de exposição: abrange a detecção e medição de uma substância exógena, o seu metabólito ou produto de uma interação entre um agente de xenobióticos e algumass molécula ou célula alvo que é medido num compartimento do organismo;
o Biomarcadores de efeito: inclui a mensuração bioquímica, fisiológicas ou outra alteração nos tecidos ou fluidos corporais de um organismo que podem ser reconhecidos como associada com possível deficiência ou doença;
o Biomarcadores de suscetibilidade: indica a capacidade inerente ou adquirida de um organismo responder ao desafio de uma exposição a um xenobiótico específico, incluindo os fatores genéticos e mudanças nos receptores que alteram a suscetibilidade de um organismo diante dessa exposição.
3.12 VITELOGENINA
A vitelogenina e uma fosfolipoglicoproteína de alto peso molecular sintetizada em hepatócitos de animais ovíparos sob controle multi-hormonal: a transcrição de seu RNAm é ativada por estrógenos, principalmente o 17β-estradiol (E2) após ligação com o receptor nuclear (RE). A partir do fígado, VTG é transportada para os ovários através da corrente sanguínea, onde é seletivamente sequestrado pelo receptor endocitose em desenvolvimento
