XII SIMPÓSIO DE RECURSOS HIDRÍCOS DO NORDESTE
OCORRÊNCIA DE SAXITOXINAS EM UM RESERVATÓRIO DE
ABASTECIMENTO PÚBLICO NO ESTADO DA PARAÍBA
Flávia Morgana Monteiro 1; Janiele França de Vasconcelos 2; José Etham de Lucena Barbosa3;Vanessa Virgínia Barbosa4 & Leandro Gomes Viana5.
RESUMO – A eutrofização artificial de reservatórios pode ter como consequência a ocorrência de florações de cianobactérias tóxicas e, no Brasil é crescente o número de florações de espécies produtoras de saxitoxinas. Logo, esse estudo objetivou avaliar a ocorrência dessa neurotoxina na água de um reservatório paraibano. As amostras de fitoplâncton foram realizadas no período de novembro/2005 a abril/2007. Para a análise quantitativa das cianobactérias foi usado o método de Utermöhl (1958), e para a análise de saxitoxinas usou-se o método de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Observou-se em termos de abundância, que as Cianobactérias dominaram a comunidade fitoplanctônica, e que houve presença de espécies potencialmente produtoras de toxinas, dentre elas destacaram-se Planktothrix agardhii, Oscilatoria sp., Cylindrospermopsis raciborskii e Pseudoanabaena sp. Também foi detectada a presença de saxitoxinas dos tipos goniautoxinas (GTX), decarbamoilgoniautoxinas (dcGTX), decarbamoilsaxitoxinas (dcSTX) e neosaxitoxina (neoSTX), sendo destacada a presença de GTX2, GTX3, GTX4, GTX5 e GTX6, dcGTX2 e dcGTX3 em diferentes concentrações. A ocorrência de florações de cianobactérias potencialmente tóxicas no reservatório de abastecimento público do Estado da Paraíba torna-se fato preocupante, pois as águas desse reservatório são utilizadas para abastecimento público e para o cultivo de peixes em tanques rede.
ABSTRACT– Artificial eutrophication of reservoirs may result in the occurrence of toxic cyanobacterial blooms and in Brazil is increasing the number of blooms producing species saxitoxins. Therefore, this study aimed to evaluate the occurrence of this neurotoxin in Paraiba a water reservoir. Samples of phytoplankton were carried out from November 2005 to April 2007. For quantitative analysis of cyanobacteria method was used Utermöhl (1958), and for analyzing saxitoxins used the method of High Performance Liquid Chromatography (HPLC). It was observed
1) Universidade Estadual da Paraíba – UEPB; Rua Baraúnas, 351, Campina Grande; (83) 9182-5629; morgana.monteiro@yahoo.com.br 2) Universidade Estadual da Paraíba – UEPB; Rua Baraúnas, 351, Campina Grande; (83) 8825-9039; janiele.biologa@gmail.com 3) Universidade Estadual da Paraíba – UEPB; Rua Baraúnas, 351, Campina Grande; (83) 8849-1022; ethambarbosa@hotmail.com
in terms of abundance, the cyanobacteria dominated the phytoplankton community, and that there was presence of potentially toxin-producing species, among them stood out Planktothrix agardhii, oscillatory sp., Cylindrospermopsis raciborskii and Pseudoanabaena sp. Also detected the presence of saxitoxins types of goniautoxinas (GTX) decarbamoilgoniautoxinas (dcGTX) decarbamoilsaxitoxinas (dcSTX) and neosaxitoxina (neoSTX) being highlighted the presence of GTX2, GTX3, GTX4, and GTX5 GTX6, and dcGTX2 dcGTX3 in different concentrations. The occurrence of blooms of potentially toxic cyanobacteria in the reservoir of public supply of Paraíba state becomes worrisome development since the waters of this reservoir are used for public supply and for growing fish in tanks network.
Palavras-Chave – cianobactérias, neurotoxinas, reservatório.
1 - INTRODUÇÃO
As cianobactérias apresentam metabolismo inconstante e adaptações estruturais diversificadas, permitindo-lhes habitar facilmente grande variedade de ambientes terrestres e aquáticos. Nas regiões tropicais semiáridas, as altas temperaturas ao longo do ano, as prolongadas horas de insolação e a formação dentrítica dos reservatórios de acumulação (açudes) favorecem a ocorrência das florações, cujo crescimento e reprodução alteram a qualidade da água pela produção de substâncias precursoras do sabor e odor desagradável, assim como pela produção de substâncias tóxicas (cianotoxinas).
Em contexto similar, compostos orgânicos excretados por algumas espécies de algas e, principalmente, cianobactérias podem conferir odor e sabor e, em maiores concentrações, toxicidade às águas. Segundo o seu modo de ação, as toxinas produzidas por cianobactérias podem ser divididas nos seguintes grupos: hepatotoxinas, neurotoxinas e toxinas irritantes da pele (endotoxinas). As cianotoxinas são produtos do metabolismo secundário de cianobactérias, constituindo um grande grupo de toxinas naturais, podendo apresentar estrutura química e propriedades toxicológicas diversas [Sivonen e Jones (1999)]. Algumas dúvidas ainda persistem em relação à possível vantagem adaptativa na produção de cianotoxinas pelas cianobactérias. A hipótese mais aceita é a de que estes compostos tóxicos tenham função de defesa, como a dos anti-herbívoros produzidos por algumas plantas, que inibem a ação de predadores ou de algas competidoras [Carmichael (1992)].
As cianobactérias tóxicas reporta-se a maioria dos casos de intoxicações envolvendo ficotoxinas de águas doces ou marinhas. Tais intoxicações em humanos podem ocorrer pelo contato com a água contendo células tóxicas, pelo consumo de peixes de locais contaminados e/ou de água contaminada de reservatórios de abastecimento público. A ingestão de água contaminada por cianotoxinas pode acarretar distúrbios orgânicos de distintas naturezas. Em caso de acesso direto à
corrente sanguínea a sua atuação é geralmente fatal, como demonstrou o conhecido caso dos pacientes de uma clínica de hemodiálise na cidade de Caruaru, Pernambuco em 1996.
As saxitoxinas, foco desta pesquisa, são constituídas por um grupo de alcaloides carbamatos que podem ser não-sulfatados (saxitoxina, neosaxitoxina), como um único grupamento sulfatado (goniautoxina), ou por dois sulfatos (C-toxina). Constituem-se na realidade um grupo de alcaloides neurotóxicos também conhecidos como “toxinas paralisantes de mariscos” (toxinas do tipo PSP – Paralllytic Shellfish Poisoning), tendo sido primeiramente isoladas em dinoflagelados marinhos, responsáveis pela ocorrência de marés vermelhas. Estas toxinas são produzidas também por cianobactérias dos gêneros Aphanizomenon, Anabaena, Lyngbya e Cylindrospermopsis [Sivonen e Jones, (1999)].
As toxinas paralisantes interferem na comunicação entre os neurônios e as células musculares. As PSP inibem a condução nervosa por bloqueio dos canais de sódio, afetando a permeabilidade ao potássio ou à resistência das membranas. A toxicidade desse grupo é bastante variável, sendo as saxitoxinas as mais potentes.
Vale ressaltar que pesquisas com saxitoxinas são escassas visto o alto custo das análises, tornando assim, mais comum análise de microcistinas. Logo, esse estudo é de extrema importância, pois é o primeiro registro de ocorrência de saxitoxinas na Paraíba.
2 – OBJETIVO
O presente trabalho tem como objetivo avaliar a ocorrência de saxitoxinas na água de um
reservatório do semiárido paraibano destinado ao abastecimento público.
3 – MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 – Área de estudo
A água utilizada na realização deste trabalho foi proveniente do reservatório Argemiro de Figueredo (Acauã). O açude localiza-se na bacia hidrográfica do médio rio Paraíba entre as latitudes 7°27,5’3’’S e 7°28’31,4’’S e as longitudes 35°35’52,6’’W e 35°35’3,4’’W. É formado a partir do barramento dos rios Paraíba e Paraibinha (Figura 1). Segundo a Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA) é o quarto maior reservatório do Estado da Paraíba, cuja área abrange as zonas rurais dos municípios de Aroeiras, Natuba e Itatuba. As principais características morfométricas desse reservatório são: espelho de água de 1.876,88 ha, profundidade máxima de 40 m e capacidade de acumulação 253.000,000 m3.
Figura 1: Foto aérea do Reservatório Argemiro de Figueredo – Acauã. .
3.2 – Amostragem de Campo
As coletas foram realizadas bimestralmente no período de novembro de 2005 a abril de 2007. As amostras foram coletadas com garrafa do tipo Van Dorn a cada 3 metros de profundidade, ao longo de toda a coluna de água, e integradas em uma única amostra representativa, de onde foram retiradas sub-amostras para as análises químicas e biológicas.
3.3 – Análise Quantitativa do Fitoplâncton
A contagem do fitoplâncton foi feita em microscópio invertido com aumento de até 400X utilizando-se o método da sedimentação de Utermöhl (1958). A contagem de cada amostra foi feita através de transectos horizontais e verticais, tantos quantos foram necessários para que fossem contados, no mínimo, 100 indivíduos da espécie mais frequente, de modo que o erro fosse inferior a 20% e o coeficiente de confiança acima de 95%.
3.3 – Análise de saxitoxina na água
Os extratos das amostras de cianobactérias foram filtrados através de um membrana de fibra de vidro (1,2 µm porosidade), seco sob vácuo, e ressuspensas em água miliQ. A purificação do extrato aquoso foi realizada com cartuchos de extração em fase sólida (Strata C18, 5 mg; Phenomenex, Torrance, CA, EUA) [Dai et al. (2008)]. O resultado do extrato foi seco sob vácuo e ressuspenso em 2 mL de água miliQ. As amostras extraídas foram filtradas através de um filtro de
cromatógrafo líquido de alta eficiência (HPLC) (Shimadzu, Kyoto, Japão) equipado com um detector de arranjo de diodos SPD MXA-10. As separações foram realizadas usando uma coluna Synergi (4 µm Fusion-RP80, 150 x 4.60 mm, Phenomenex, Torrance, CA, EUA). Identificação da toxina realizou-se por comparação dos cromatogramas com padrões Sigma-Aldrich para saxitocina STX, GTX, NeoSTX (Corporation, St. Louis, MO, EUA), observando-se os seguintes aspectos: o tempo de retenção em cromatografia sistema e semelhança de espectrogramas.
4 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
As águas do Reservatório Argemiro Figueredo sofrem processos de florescimento de algas durante todo o ano [Vasconcelos et al. (2011)]. A eutrofização deste ambiente aquático pode estar em parte associada à profundidade do reservatório, como também aos processos de impactação, evidenciados pela expansão urbana sobre o entorno desta represa. A eutrofização das águas leva a uma progressiva degradação de sua qualidade, trazendo perda de seu potencial recreacional e de seu valor econômico para o uso no abastecimento público [Scheffer et al. (2003)]. Esta eutrofização acaba promovendo um intenso desenvolvimento de uma comunidade fitoplanctônica, geralmente com predominância de microalgas e cianobactérias responsáveis por florações.
A elevada densidade de cianobactérias e a ocorrência de florações tóxicas no reservatório monitorado [Vasconcelos et al. (2013)] expressam uma situação típica de mananciais do nordeste brasileiro [Bouvy et al. (2003); Costa et al. (2006)]. Blooms de cianobactérias tóxicas são responsáveis por esporádicos, mas recorrentes, episódios de envenenamento e morte de animais e humanos (um caso confirmado), associados às águas recreacionais e de abastecimento [Carmichael (2001)].
O aumento do número conhecido de cianobactérias tóxicas bentônica [Seifert et al. (2007)] e envenenamentos de animais relacionados [Gugger et al. (2005); Krienitz et al. (2003); Wood et al. (2007)] demonstra claramente que estes constituem um perigo para a saúde animal e humana. No entanto, o monitoramento da água do reservatório de Acauã apresentou dominância de cianobactérias durante todo o período amostral, e confirmou a presença de saxitoxinas na água (STXs) devido à floração permanente de Planktothrix agardhii, sugerindo riscos a saúde pública e animal.
A produção de saxitoxinas por cianobactérias de água doce têm sido registrada em todo mundo. Dentre as espécies de cianobactérias produtoras de saxitoxinas estão Anabaena circinalis [Humpage et al. (1994)], Anabaena lemmermannii [Kaas e Henriksen (2000)] Aphanizomenon flos-aquae [Mahmood e Carmichael (1986); Pereira et al. (2000); Ferreira et al. (2001)], Aphanizomenon issatschenkoi [Nogueira et al. (2004)]; Cylindrospermopsis raciborskii [Lagos et
al. (1999)], Lyngbya wolleii [Carmichael et al. (1997)] e Planktothrix sp [Pomati et al. (2001)]. Com o levantamento taxonômico da comunidade fitoplanctônica, observou-se em termos de abundância, que as Cianobactérias dominaram a comunidade fitoplanctônica, e que houve presença de espécies potencialmente produtoras de toxinas, dentre elas destacaram-se Planktothrix agardhii, Oscilatoria sp., Cylindrospermopsis raciborskii e Pseudoanabaena sp.
A abundância de indivíduos da classe Cianophyceae é preocupante pelo fato de muitas dessas espécies serem potenciais produtoras de toxinas. As cianobactérias foram dominantes em todo o período amostral, com presença, na maioria dos meses, de espécies potencialmente tóxicas.
Nas análises de saxitoxinas da água foi detectada a presença de saxitoxinas dos tipos goniautoxinas (GTX), decarbamoilgoniautoxinas (dcGTX), decarbamoilsaxitoxinas (dcSTX) e neosaxitoxina (neoSTX), sendo destacada a presença de GTX2, GTX3, GTX4, GTX5 e GTX6, dcGTX2 e dcGTX3 em diferentes concentrações. Não havendo eventos de saxitoxinas nos meses de Novembro/ 2005, Janeiro/ 2006, Fevereiro/ 2007, Abril / 2007 e Junho/ 2007. (Figura 2)
Pesquisas com saxitoxinas são escassas visto o alto custo das análises, sendo assim, mais comum analises de microcistinas. Logo, esse estudo é de extrema importância, pois é o primeiro registro de ocorrência de saxitocinas na Paraíba.No Brasil, a análise desse grupo de neurotoxinas em amostras de água para consumo humano está se tornando de extrema importância, visto que em vários mananciais de abastecimento, desde a região nordeste até a região sul do país, um grande número de ocorrências de cepas de Planktothrix produtoras de neurotoxinas tem sido registrado, e em alguns reservatórios, este gênero já é dominante, atingindo um número de células muito acima dos limites máximos aceitáveis [Azevedo (2003); Bouvy et al. (1999); Clemente et al. (2010)].
Portanto, a ocorrência de cianobactérias produtoras de saxitoxinas em lagos e reservatórios, pode representar um risco potencial aos organismos aquáticos, através da ingestão direta de células de cianobactérias ou da absorção de toxina dissolvida na água, interferindo desta maneira na estrutura da comunidade aquática. As STXs liberadas no meio aquático pode comprometer a qualidade ambiental do ecossistema, tendo em vista que estas neurotoxinas são de difícil degradação, a sua presença pode comprometer o abastecimento público de água potável, e impedir também a utilização da água para irrigação, recreação e pesca.
A situação é preocupante, pois essa STX liberada na água pode ocasionar intoxicações alimentares em humanos ou pelo consumo da própria água. As exposições humanas à STXs podem ocorrer por várias rotas diretas e indiretas. Dentre as primeiras se citam com mais freqüência a água de consumo [Zhou et al. (2002)], águas de recreação [Who (2003)] ou águas destinadas para tratamentos de hemodiálise (Pouria et al. (1998)]. Das indiretas, se destaca o consumo de alimentos com toxinas [Schaeffer et al. (1999); Magalhães et al. (2003)].
5 - CONCLUSÃO
A ocorrência de florações de cianobactérias potencialmente tóxicas no reservatório de abastecimento público do Estado da Paraíba torna-se fato preocupante, pois as águas desse reservatório são utilizadas para abastecimento público e para o cultivo de peixes em tanques rede. Evidenciando, a importância de um constante monitoramento da área em vista da real presença de blooms de cianobactérias produtoras de neurotoxinas e das consequências que estas toxinas podem trazer a saúde do ecossistema e a saúde humana.
AGRADECIMENTOS a CAPES pela concessão da bolsa de pesquisa, a Universidade Estadual da Paraíba.
6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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