Methylmercury localization in Danio rerio retina after trophic and subchronic exposure: A basis for neurotoxicology

Methylmercury is a known neurotoxic organometal which affects visual functions and few studies concerns to wild fish are available. The autometallography mercury distribution in the retina of Danio rerio was mapped using light and electron microscopy. Abundant mercury deposits were found in the photoreceptor layer (outer and inner segments of the photoreceptors) and in the inner and outer nuclear layers. Occasionally, the presence of mercury deposits in plexiform layers was observed and very rarely in the ganglion cell layer. Also the occurrence of mercury deposits in cells from the disc region was observed, but not in the nerve fiber layer. An interesting difference was found between mercury accumulation in the central and peripheral regions of the retina. These results demonstrate that mercury after trophic exposure to Danio rerio is able to cross the blood-retina barrier and accumulate in the cells of the retina even under subchronic exposure. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Avaliação ecotoxicológica de efluentes industriais utilizando Danio rerio Hamilton-Buchanan, 1822 (TELEOSTEI, CYPRINIDAE)

The industrial effluents are one of the main sources of water pollution. For an appropriate characterization and control of their discharges, the most efficient strategy is the integrated use of chemical, physical and ecotoxicological analyses. The aims of this study were to asses the efficiency of the treatment plant of a textile industry performing acute toxicity tests and physical-chemical analyses of the effluents before and after the treatment, besides evaluate the toxicity of the effluents of the Treatment System of Liquids Effluents (Sistema de Tratamento de Efluentes Líquidos - SITEL) of Distrito Industrial de Natal (DIN) and some of their physical-chemical variables. The species used in the ecotoxicological tests was the fish Danio rerio. The results showed that the treatment plant reduced significantly (around 50%) the toxicity of the raw textile effluent in only three of the seven tests but, in general, it promoted the reduction of the physical-chemical parameters analyzed. The toxicity and the physical-chemical factors of the effluents of SITEL of DIN varied among the tests and show the importance of monitoring their discharges in the Potengi river, one of the most important rivers of the Rio Grande do Norte state

Avaliação da toxicidade aguda do inseticida metomil e o seu efeito sobre a atividade da acetilcolinesterase do peixe Danio rerio

Methomyl (Lannate®) is an insecticide from the carbamate group, frequently used in pest control in various types of crops. This compound works inhibiting the activity of the enzyme acetylcholinesterase. The use of physicochemical and ecotoxicological analysis is the most efficient strategy for the correct characterization and control of residues of metomil. The main objectives of this study were to evaluate the acute toxicity of methomyl in 96 hours of exposure and, through a sublethal assay of 5 hours, to assess its effect on the activity of acetylcholinesterase present in brain and squeletic dorsal muscle of the Danio rerio fish. The results showed that the LC50-96 found to D. rerio was 3.4 mg/L and it was found through the average of four definitive tests. In vitro assays were used to test the inhibitory action of methomyl directly over soluble AChE, extracted from the squeletic dorsal muscle, with maximum inhibition of 68.57% to the insecticide concentrations of 0.2 mg/L. In sublethal tests with D. rerio, inhibitory effect of methomyl was found over the soluble form of AChE in the squeletic dorsal muscle, both in one and five hours of fish exposure to the insecticide. In both period, the average values of inhibition were around 61%. In the same condition, no significant inhibitory effect of methomyl soluble and membrane AChE of the D. rerio was observed in the 0.42, 0.85, 1.70 and 2.50 mg/L concentrations and in both times of fish exposure

Whole-body cortisol increases after direct and visual contact with a predator in zebrafish, Danio rerio

Ornamental fish may be severely affected by a stressful environment. Stressors impair the immune response, reproduction and growth rate; thus, the identification of possible stressors will aid to improve the overall quality of ornamental fish. The aim of this study was to determine whole-body cortisol of adult zebrafish, Danio rerio, following visual or direct contact with a predator species. Zebrafish were distributed in three groups: the first group, which consisted of zebrafish reared completely isolated of the predator, was considered the negative control; the second group, in which the predator, Parachromis managuensis was stocked together with zebrafish, was considered the positive control; the third group consisted of zebrafish stocked in a glass aquarium, with direct visual contact with the predator. The mean whole-body cortisol concentration in zebrafish from the negative control was 6.78 +/- 1.12 ng g(-1), a concentration statistically lower than that found in zebrafish having visual contact with the predator (9.26 +/- 0.88 ng g(-1)) which, in turn, was statistically lower than the mean whole-body cortisol of the positive control group (12.35 +/- 1.59 ng g(-1)). The higher whole-body cortisol concentration found in fish from the positive control can be attributed to the detection, by the zebrafish, of relevant risk situations that may involve a combination of chemical, olfactory and visual cues. One of the functions of elevated cortisol is to mobilize energy from body resources to cope with stress. The elevation of whole-body cortisol in fish subjected to visual contact with the predator involves only the visual cue in the recognition of predation risk. We hypothesized that the zebrafish could recognize predator characteristics in P managuensis, such as length, shape, color and behavior. Nonetheless, the elevation of whole-body cortisol in zebrafish suggested that the visual contact of the predator may elicit a stress response in prey fish. This assertion has a strong practical application concerning the species distribution in ornamental fish markets in which prey species should not be allowed to see predator species. Minimizing visual contact between prey and predator fish may improve the quality, viability and welfare of small fish in ornamental fish markets. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

A comparative expression analysis of gene transcripts in brain tissue of non-transgenic and GH-transgenic zebrafish (Danio rerio) using a DDRT-PCR approach

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Karyotypic conservatism in samples of Characidium cf. zebra (Teleostei, Characiformes, Crenuchidae): physical mapping of ribosomal genes and natural triploidy

Basic and molecular cytogenetic analyses were performed in specimens of Characidium cf. zebra from five collection sites located throughout the Tietê, Paranapanema and Paraguay river basins. The diploid number in specimens from all samples was 2n = 50 with a karyotype composed of 32 metacentric and 18 submetacentric chromosomes in both males and females. Constitutive heterochromatin was present at the centromeric regions of all chromosomes and pair 23, had additional interstitial heterochromatic blocks on its long arms. The nucleolar organizer regions (NORs) were located on the long arms of pair 23, while the 5S rDNA sites were detected in different chromosomes among the studied samples. One specimen from the Alambari river was a natural triploid and had two extra chromosomes, resulting in 2n = 77. The remarkable karyotypic similarity among the specimens of C. cf. zebra suggests a close evolutionary relationship. on the other hand, the distinct patterns of 5S rDNA distribution may be the result of gene flow constraints during their evolutionary history.

In vitro and in vivo inhibition of acetylcholinesterase and carboxylesterase by metals in zebrafish (Danio rerio)

Metals are natural components in ecosystems; however, if these elements are in excess, they can have adverse effects on living organisms. This study analyzes the interference of copper, lead, iron and cadmium in acetylcholinesterase (AChE) and carboxylesterase (CbE) activities in zebrafish. AChE was significantly inhibited in vitro by copper, iron, lead and cadmium at higher concentrations (10 and 20 mmol/L), whereas CbE was inhibited only at a concentration of 20 mmol/L. In vivo, only lead and cadmium were able to cause AChE inhibition at higher concentrations, while iron didn't cause any changes, and copper promoted an increase in AChE activity at a concentration of 0.06 mg/L. CbE activity did not change at any of the times (two and seven days) and concentrations tested, except in the case of copper exposure, which resulted in a decrease in CbE activity. Indeed, iodoacetamide treatment didn't changed AChE neither CbE activities, results which indicate that the metal inhibiting effect is probably not due to its biding to thiol groups close the active site of the enzyme. This outcome reveals that metals are important esterase inhibitors in zebrafish, and should be considered in environmental monitoring studies that use esterase inhibition as exposure biomarkers of organophosphate and carbamate pesticides. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Estudo do efeito de metais em esterases de zebrafish (Danio rerio)

Pós-graduação em Química - IBILCE

Isolamentos e caracterização de DETs(Differentially Expressed Transcripts) em espécies de peixes: Leporinus macrocephalus(Characiformes) e Danio rerio (Cypriniformes)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Validação farmacológica da preferência claro-escuro em Danio rerio

A ansiedade é uma desordem complexa e com grande relevância clínica, cujo estudo com modelos animais é importante para pesquisar sobre seus mecanismos e drogas para o seu tratamento. O zebrafish figura como um potencial modelo animal para pesquisas farmacológicas da ansiedade. Um modelo de ansiedade é a preferência claro-escuro, que já foi validado comportamentalmente em zebrafish, contudo necessita de uma validação farmacológica. Objetiva-se descrever a sensibilidade da preferência claro-escuro em zebrafish adultos para as drogas mais utilizadas na clínica da ansiedade, foram administradas pela imersão do animal na solução: Benzodiazepínicos (Clonazepam); Agonistas parciais 5-HT1A (Buspirona); Antidepressivo tricíclico (Imipramina); Antidepressivo ISRS (Fluoxetina e Paroxetina); Antipsicóticos (Haloperidol e Risperidona); Psicostimulante (Dietilpropiona); Beta bloqueadores (Propranolol) e Depressores do SNC (Etanol). Os parâmetros analisados foram o tempo despendido pelo animal no ambiente escuro, o tempo da primeira latência e número de alternâncias. O clonazepam administrado por 300s aumentou o tempo no escuro na menor concentração e reduziu a atividade locomotora, a administração durante 600s da concentração intermediária diminuiu o tempo no escuro e da primeira latência, assim como aumentou a atividade locomotora, indicando efeito ansiolítico. A buspirona aumentou o tempo de permanência no escuro provavelmente devido a redução da atividade motora. A imipramina e a fluoxetina aumentaram o tempo no escuro e da primeira latência e diminuíram o número de alternâncias, indicando ação ansiogênica. A paroxetina não alterou o tempo no escuro, entretanto aumentou o tempo da primeira latência e diminuiu a atividade locomotora. O haloperidol diminuiu a ansiedade na menor concentração, curiosamente aumentou a atividade motora na maior concentração, ao contrário da risperidona que diminuiu a atividade na maior concentração. A dietilpropriona não modificou o tempo no escuro, mas aumentou o tempo da primeira latência e diminuiu a atividade motora apenas na menor concentração. O propranolol reduziu somente o tempo no escuro. O etanol foi efetivo na redução da ansiedade com a concentração intermediária e diminuiu a atividade locomotora em uma concentração menor Os dados corroboram com relatos da literatura em Danio rerio tanto neste modelo em administração intraperitoneal como em outros modelos por administração hídrica e em roedores, quando foi possível a comparação.

Biologia reprodutiva e dinâmica populacional de Hypancistrus zebra Isbrücker & Nijssen, 1991 (Siluriformes, Loricariidae), no rio Xingu, Amazônia brasileira

Hypancistrus zebra é uma espécie ornamental, endêmica e rara da região do Médio – Baixo Rio Xingu, a qual apresenta forte demanda do mercado de peixes ornamentais internacional, que criou uma forte pressão de exploração associada a esta espécie. Atualmente, H.zebra encontra-se na lista brasileira de fauna ameaçada de extinção e sua captura está proibida. Sabe-se que mesmo proibida, a mesma continua sendo capturada e exportada ilegalmente, aliada a isso a construção da Hidrelétrica de Belo Monte em seu trecho de distribuição, que ameaça a sua área de distribuição geográfica e a falta de informações sobre sua biologia e ecologia dificultam ações de ordenamento para esta espécie. De modo que, se objetivou neste trabalho estudar aspectos da biologia reprodutiva e dinâmica populacional para contribuir com medidas de conservação para esta espécie. Exemplares de H. zebra foram capturados mensalmente de março de 2009 a fevereiro de 2010, através de mergulho com compressor, no Rio Xingu, entre a localidade de Gorgulho da Rita e a Vila de Belo Monte. Os indivíduos capturados foram pesados e medidos (peso e comprimento total). As gônadas foram retiradas e imediatamente fixadas em Solução Bouin. Seguiram-se as técnicas histológicas de rotina. Os estágios de maturação gonadal foram descritos com base na presença de células germinativas em diferentes estádios de desenvolvimento. Através dos dados de freqüência dos comprimentos foram feitas estimativas dos parâmetros populacionais tais como: modelos de crescimento, recrutamento, mortalidade, rendimento por recruta e tamanho de primeira maturidade gonadal. A espécie apresentou uma desova sazonal com dois picos entre as estações de transição entre seca e cheia (e vice-versa) do rio, e dois períodos de recrutamento, com taxas de crescimento diferenciadas. Estimou-se que a espécie possui uma longevidade de cinco anos, e que está no limite do rendimento máximo sustentável, o que se caracteriza como uma situação perigosa para a espécie, pois qualquer aumento do esforço irá comprometer o estoque e ainda não se sabe que impactos ocorrerão em decorrência das modificações provocadas em seu habitat pela construção da hidrelétrica.

Ecologia e etnoecologia de Hypancistrus zebra (Siluriformes: Loricariidae) no rio Xingu, Amazônia brasileira

H. zebra é uma espécie de peixe da família Loricariidae, subfamília Ancistrinae, endêmica do rio Xingu, com distribuição desde Belo Monte até a confluência dos rios Xingu e Iriri. Por ser uma espécie com grande valor no mercado aquariofilista ornamental, sua captura tornou-se desenfreada, tornando-o uma espécie ameaçada de extinção. Apesar da forte pressão exercida sobre H. zebra, ainda são escassos os estudos sobre a espécie. Assim, perante a escassez de informações básicas e as constantes ameaças, conhecer aspectos da biologia e ecologia de H. zebra, agregando aos resultados das pesquisas científicas, também o conhecimento ecológico local dos pescadores ornamentais sobre esta espécie torna-se uma ferramenta fundamental para a conservação da espécie. A distribuição de H. zebra é restrita a um pequeno trecho do rio Xingu, entre Gorgulho da Rita e Itaubinha, e não ocorre de forma homogênea, dependendo da presença de blocos rochosos. Um total de 283 indivíduos de H. zebra foi visualizado nos afloramentos rochosos da área estudada, dos quais 232 foram capturados. A menor abundância média foi em Gorgulho da Rita, em oposição ao sitio Jericoá com a maior abundância. Entre os períodos, verificou-se uma maior abundância na seca do rio e menor valor para o período de enchente. Os fatores ambientais não apresentaram influências significativas sobre a abundância de H. zebra. H. zebra é uma espécie generalista, alimentando-se principalmente de algas perifíticas, detritos, restos vegetais e esponjas, enquanto que nematódeos e miriápodes foram considerados itens ocasionais. Não houve diferenças significativas na composição e abundância da dieta de H. zebra, quanto aos sítios de coleta, períodos do ano e ontogenia. Considerando a composição e abundância da dieta, H. zebra pode ser considerada uma espécie iliófaga-onívora, e com possibilidades de adaptação as mudanças na disponibilidade de alimento com a construção da Usina Hidrelétrica de Belo Monte. Os pescadores ornamentais zebra evidenciam conhecimento especializado quanto à distribuição e abundância, hábitat, alimentação, predação e reprodução da espécie, o qual pode ser aproveitado para otimizar trabalhos futuros e para facilitar medidas de manejo.

Distribuição e ecomorfologia de Neritina zebra (Bruguiere, 1792) (Mollusca: Gastropoda: Neritidae), em um estuário amazônico, Pará, Brasil

O presente estudo avaliou a distribuição de Neritina zebra em um gradiente vertical em afloramentos rochosos e a distribuição entre os afloramentos de rochosos e argilitodo entremarés em um estuário na Amazônia brasileira. Os locais de coletas são caracterizados por águas oligohalinas, sendo localizadas nos distritos dede Icoaraci, Mosqueiro e município de Colares na região costeira do Estado do Pará. Para avaliar a distribuição vertical nos substratos rochosos, os moluscos foram amostrados na faixa inferior e média do mesolitoral. Na faixa inferior do mesolitoral, onde ocorrem os substratos argilito e rocha, estes foram amostrados para verificar seu efeito na distribuição entre os substratos. Em cada tipo de substrato e faixa do entremarés foram amostrados aleatoriamente 22 réplicas utilizando-se um quadrante de 25cm² na estação chuvosa e de estiagem. Análises de Variâncias foram realizadas para testar (1) o efeito da zona do entremarés e (2) o tipo de substrato na densidade de N. zebra. A análise dos resultados da distribuição vertical mostrou que a zona inferior os indivíduos juvenis apresentam maior densidade que a zona média, e um padrão oposto parece ocorrer com espécimes adultos. Quanto à distribuição nos diferentes substratos, os resultados mostraram que existem maiores densidades nos substratos rochosos que nos argilosos para os indivíduos juvenis, mas não foi encontrado um padrão para os indivíduos adultos. Esta variabilidade no padrão de densidades entre os substratos e entre as zonas do entremarés mostrou influência das estações e dos locais de coleta, apresentando Icoaraci com as menores densidades, o que pode estar associado à atividade antrópica naquela localidade.

Papel da serotonina no comportamento defensivo do paulistinha (Danio rerio Hamilton 1822) adulto: Diferenças entre modelos comportamentais, linhagens, e efeitos do estresse predatório agudo

Os transtornos de ansiedade apresentam a maior incidência na população mundial dentre os transtornos psiquiátricos, e a eficácia clínica das drogas ansiolíticas é baixa, em parte devido ao desconhecimento acerca das bases neuroquímicas desses transtornos. Para uma compreensão mais ampla e evolutivamente substanciada desses fenômenos, a utilização de espécies filogeneticamente mais antigas pode ser uma aproximação interessante no campo da modelagem comportamental; assim, sugerimos o uso do paulistinha (Danio rerio Hamilton 1822) na tentativa de compreender a modulação de comportamentos tipo-ansiedade pelo sistema serotonérgico. Demonstramos que os níveis extracelulares de serotonina no encéfalo de paulistinhas adultos expostos ao teste de preferência claro/escuro [PCE] (mas não ao teste de distribuição vertical eliciada pela novidade [DVN]) apresentam-se elevados em relação a animais manipulados mas não expostos aos aparatos. Além disso, os níveis teciduais de serotonina no rombencéfalo e no prosencéfalo são elevados pela exposição ao PCE, enquanto no mesencéfalo são elevados pela exposição ao DVN. Os níveis extracelulares de serotonina estão correlacionados negativamente com a geotaxia no DVN, e positivamente com a escototaxia, tigmotaxia e a avaliação de risco no PCE. O tratamento agudo com uma dose baixa de fluoxetina (2,5 mg/kg) aumenta a escototaxia, a tigmotaxia e a avaliação de risco no PCE, diminui a geotaxia e o congelamento e facilita a habituação no DVN. O tratamento com buspirona diminui a escototaxia, a tigmotaxia e o congelamento nas doses de 25 e 50 mg/kg no PCE, e diminui a avaliação de risco na dose de 50 mg/kg; no DVN, ambas as doses diminuem a geotaxia, enquanto somente a maior dose diminui o congelamento e facilita a habituação. O tratamento com WAY 100635 diminui a escototaxia nas doses de 0,003 e 0,03 mg/kg, enquanto somente a dose de 0,03 mg/kg diminui a tigmotaxia e a avaliação de risco no PCE. No DVN, ambas as doses diminuem a geotaxia, enquanto somente a menor dose facilita a habituação e aumenta o tempo em uma “base” (“homebase”). O tratamento com SB 224289 não produziu efeitos sobre a escototaxia, mas aumentou a avaliação de risco na dose de 2,5 mg/kg; no DVN, essa droga diminuiu a geotaxia e o nado errático nas doses de 2,5 e 5 mg/kg, enquanto a dose de 2,5 mg/kg aumentou a formação de “bases”. O tratamento com DL-para-clorofenilalanina (2 injeções de 300 mg/kg, separadas por 24 horas) diminuiu a escototaxia, a tigmotaxia e a avaliação de risco no PCE, aumentou a geotaxia e a formação de bases e diminuiu a habituação no DVN. Quando os animais são pré-expostos a uma “substância de alarme” co-específica, observa-se um aumento nos níveis extracelulares de serotonina associados a um aumento na escototaxia, congelamento e nado errático no PCE; os efeitos comportamentais e neuroquímicos foram bloqueados pelo pré tratamento com fluoxetina (2,5 mg/kg), mas não pelo pré-tratamento com WAY 100,635 (0,003 mg/kg). Animais da linhagem leopard apresentam maior escototaxia e avaliação de risco no PCE, assim como níveis teciduais elevados de serotonina no encéfalo; o fenótipo comportamental é resgatado pelo tratamento com fluoxetina (5 mg/kg). Esses dados sugerem que o sistema serotonérgico dessa espécie modula o comportamento no DVN e no PCE de forma oposta; que a resposta de medo produzida pela substância de alarme também parece aumentar a atividade do sistema serotonérgico, um efeito possivelmente mediado pelos transportadores de serotonina, e ao menos um fenótipo mutante de alta ansiedade também está associado a esses transportadores. Sugere-se que, de um ponto de vista funcional, a serotonina aumenta a ansiedade e diminui o medo em paulistinhas.

Neurotoxicity of neem commercial formulation (Azadirachta indica A. Juss) in adult zebrafish (Danio rerio)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)