PESQUISA VETERINÁRIA BRASILEIRA

Abstract in English:

Recent ecological disasters following the rupture of mining tailings dams in Brazil, which contaminated the nearby river basin, highlight the urgent need for a better understanding of the effects of short- and long-term exposure of fish to heavy metals. In the present study, acute lead (Pb) toxicity was assessed in zebrafish (Danio rerio) with a focus on clinical and pathological findings. Dilutions of lead acetate, in distilled water, were used in the following concentrations: 0, 0.21, 0.46, 1.02, 2.24, and 4.92 mg/L. The experiment was designed as a semi-static acute toxicity assay. For each concentration, two aquariums with six fish were used, totaling 72 fish (12 fish per group). Evaluations of clinical signs, mortality, and anatomopathological findings were performed. The clinical signs noted included hypoactivity, abnormal surface distribution, under-reactivity, abnormal bottom distribution, loss of shoaling behavior, and changes in ventilatory functions. The 96 h mortalities indices were 33.3% in the 0.46 mg/L group, 41.7% in the 1.02 mg/L group, 75% in the 2.24 mg/L group, and 91.7% in the 4.92 mg/L group. There were no deaths in the control group and in the 0.21 mg/L group. The 96 h LC50 was 1.1 mg/L Pb. No macroscopic lesions were observed, but histological lesions were noted in the gills of fish exposed to 0.46 mg/L and higher concentrations. Given the presence of autolytic changes in fish that died spontaneously during the experiment, only lesions in survivors were considered in this study. Gill lesions include hyperplasia of epithelial cells, with lamellae fusion and the formation of cavities, which were occasionally filled with cell debris (necrotic material). High levels of Pb were identified in the gills of fish from all challenged groups by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Pb was toxic to zebrafish at the evaluated doses and caused mortalities that were dose-dependent. The main organ affected was the gill because of its direct contact with dissolved Pb and its role in the absorption of this metal in freshwater fish. The gills had proliferative and necrotic lesions that compromised the fish’s respiratory capacity and triggered clinical signs related to swimming behavior and to the ventilatory function. As the lesions found are nonspecific for Pb toxicity, histopathology in combination with toxicological analyses of water or fish tissues is recommended to confirm the diagnosis in spontaneous cases.

• Icthyiopathology heavy metals aquatic toxicology metal poisoning

Abstract in Portuguese:

Desastres ambientais recentes, decorrentes da ruptura de barragens de rejeitos de mineração e da contaminação da bacia hidrográfica periférica, demonstraram a necessidade de um melhor entendimento dos efeitos a curto e a longo prazo da exposição de peixes a metais pesados. No presente estudo, a toxicidade aguda do chumbo (Pb) foi avaliada em peixe-zebra (Danio rerio), com ênfase nos achados clínicos e patológicos. Foram utilizadas diluições de acetato de chumbo em água destilada nas concentrações de 0, 0.21, 0.46, 1.02, 2.24 e 4.92 mg/L. Os experimentos foram delineados como ensaios de toxicidade aguda semiestáticos. Para cada concentração, foram utilizados dois aquários com seis peixes, totalizando 72 peixes (12 por grupo). Foram realizadas avaliações de sinais clínicos, de mortalidade e de achados anatomopatológicos. Os sinais clínicos presentes foram hipoatividade, distribuição anormal na superfície, subreatividade, distribuição anormal no fundo, perda do comportamento de cardume e alterações das funções ventilatórias. Os índices de mortalidades em 96 h foram 33.3% no grupo 0.46 mg/L, 41.7% no grupo 1.02 mg/L, 75% no grupo 2.24 mg/L e 91.7% no grupo 4.92 mg/L. Não houve mortes no grupo controle nem no grupo 0.21 mg/L. A CL50 96 h foi de 1.1 mg/L de Pb. Não foram observadas lesões macroscópicas, mas houve lesões histológicas nas brânquias dos peixes expostos a concentrações a partir de 0.46 mg/L. Dada a presença de alterações autolíticas em peixes que morreram espontaneamente durante o experimento, apenas lesões em sobreviventes foram consideradas neste estudo. As lesões branquiais incluem hiperplasia de células epiteliais, com fusão de lamelas e formação de cavidades, que ocasionalmente eram preenchidas com restos celulares (material necrótico). Altos níveis de Pb foram identificados nas brânquias de peixes de todos os grupos desafiados por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). O Pb foi tóxico para o peixe-zebra nas doses avaliadas e provocou mortalidade dose-dependente. O principal órgão acometido foi a brânquia, por ter contato direto com o Pb dissolvido e por ser a principal responsável pela absorção do metal em peixes de água doce. As brânquias apresentaram lesões necróticas e proliferativas agudas que comprometeram a capacidade respiratória dos peixes e desencadearam sinais clínicos de alterações no comportamento de natação e na função ventilatória. Como as lesões encontradas não são específicas para a toxicidade pelo Pb, recomenda-se a histopatologia associada a análises toxicológicas da água ou dos tecidos do peixe para a definição do diagnóstico.

• Ictiopatologia metais pesados toxicologia aquática intoxicação por metais

Abstract in English:

ABSTRACT.- Marchesi M.D., Rossi J.L., Guedes N.M.R., Carneiro M.T.W.D., Endringer D.C. & Camargo Filho C.B. 2015. Relationship between weight, age and hatching success and the concentration of heavy metals in nestling blue macaw (Anodorhynchus hyacinthinus Latham, 1790) in the Pantanal, Mato Grosso do Sul. Pesquisa Veterinária Brasileira 35(6):569-572. Universidade Vila Velha, Av. Comissário José Dantas de Melo 21, Boa Vista, ES 20102-920, Brazil. E-mail: marina_marchesi@hotmail.com The concentration of heavy metals (Cr, Fe, Al, As, Cd, Cu, Pb, Mo, Ni, Se and Zn) was evaluated in the blood of nestling blue macaws (Anodorhynchus hyacinthinus) captured in the Pantanal, Mato Grosso do Sul (n=26) in 2012; this was based on the hypothesis that these birds exhibit levels of these heavy metals in their organism and that these interfere in hatching success, weight and age of the chicks. Blood samples were digested with nitric acid and hydrochloric acid and the quantification of metals was performed by ICP-OES (Optical Emission Spectroscopy and Inductively Coupled Plasma). Blood samples of nestlings showed concentrations of Cr (0.10μg/g) Fe (3.06μg/g) Al (3.46μg/g), Cd (0.25μg/g) Cu (0.74μg/g), Mo (0.33μg/g), Ni (0.61μg/g), Se (0.98μg/g), and Zn (2.08μg/g). The levels of heavy metals found were not associated with weight, age and hatching success of the chicks.

• Blue macaw Anodorhynchus hyacinthinus parrot pollution Arara-azul Anodorhynchus hyacinthinus poluição

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Marchesi M.D., Rossi J.L., Guedes N.M.R., Carneiro M.T.W.D., Endringer D.C. & Camargo Filho C.B. 2015. Relationship between weight, age and hatching success and the concentration of heavy metals in nestling blue macaw (Anodorhynchus hyacinthinus Latham, 1790) in the Pantanal, Mato Grosso do Sul. [Relação entre peso, idade, sucesso de eclosão e concentração de metais pesados em filhotes de arara-azul (Anodorhynchus hyacinthinus Latham, 1790) no Pantanal, Mato Grosso do Sul.] Pesquisa Veterinária Brasileira 35(6):569-572. Universidade Vila Velha, Av. Comissário José Dantas de Melo 21, Boa Vista, ES 20102-920, Brazil. E-mail: marina_marchesi@hotmail.com Avaliou-se a concentração de metais pesados (selênio, zinco, ferro, cobre, molibdênio, níquel, cromo, arsênio, cádmio, chumbo e alumínio) no sangue de filhotes de arara-azul (Anodorhynchus hyacinthinus) capturados no Pantanal (n=26) no ano de 2012, partindo da hipótese de que estas aves apresentem níveis desses metais pesados no organismo e que os mesmos tenham relação com o sucesso de eclosão, peso e idade dos filhotes. As amostras de sangue foram digeridas em ácido nítrico e ácido clorídrico e a quantificação dos metais foi realizada por ICP-OES (Espectroscopia e Emissão Óptica por Plasma Indutivamente Acoplado). As amostras de sangue de filhotes de A.hyacinthinus apresentaram concentrações de Cr (0,10μg/g), Fe (3,06μg/g), Al (3,46μg/g), Cd (0,25μg/g), Cu (0,74μg/g), Mo (0,33μg/g), Ni (0,61μg/g), Se (0,98μg/g) e Zn (2,08μg/g). Os níveis de metais pesados encontrados não apresentaram relação com o peso, idade ou sucesso de eclosão.