Effects of atrazine on female Wistar rats: Morphological alterations in ovarian follicles and immunocytochemical labeling of 90 kDa heat shock protein

Fertility in female mammals may be affected by a variety of endocrine disrupters present in the environment. Herbicide atrazine is an example of endocrine disrupter employed in agriculture, which disrupts estrous cyclicity in rats. Aiming to characterize morphologically the effect of low and sublethal doses of atrazine on the ovaries of Wistar rats, in an effort to determine the possible intrafollicular target site through which this herbicide acts adult females were submitted to both subacute and subchronic treatments. Additionally, immunocytochemical labeling of 90 kDa heat shock protein (HSP90) was performed in order to evaluate the role played by this protein in the ovary, under stressed conditions induced by herbicide exposure. The results indicated that atrazine induced impaired folliculogenesis, increased follicular atresia and HSP90 depletion in female rats submitted to subacute treatment, while the subchronic treatment with low dose of atrazine could compromise the reproductive capacity reflected by the presence of multioocytic follicle and stress-inducible HSP90. © 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Desenvolvimento e avaliação de métodos de extração e separação cromatográfica em colunas monolíticas e superficialmente porosas para determinação de herbicidas triazínicos em solos e águas

O uso de pesticidas levou ao aumento da produtividade e qualidade dos produtos agrícolas, porém o seu uso acarreta na intoxicação dos seres vivos pela ingestão gradativa de seus resíduos que contaminam o solo, a água e os alimentos. Dessa forma, há a necessidade do monitoramento constante de suas concentrações nos compartimentos ambientais. Para isto, busca-se o desenvolvimento de métodos de extração e enriquecimento de forma rápida, com baixo custo, gerando um baixo volume de resíduos, contribuindo com a química verde. Dentre estes métodos destacam-se a extração por banho de ultrassom e a extração por ponto nuvem. Após o procedimento de extração, o extrato obtido pode ser analisado por técnicas de Cromatografia a Líquido de Alta Eficiência (HPLC) e a Cromatografia por Injeção Sequencial (SIC), empregando fases estacionárias modernas, tais como as monolíticas e as partículas superficialmente porosas. O emprego de SIC com coluna monolítica (C18, 50 x 4,6 mm) e empacotada com partículas superficialmente porosas (C18, 30 x 4,6 mm, tamanho de partícula 2,7 µm) foi estudado para separação de simazina (SIM) e atrazina (ATR), e seus metabólitos, desetilatrazina (DEA), desisopropilatrazina (DIA) e hidroxiatrazina (HAT). A separação foi obtida por eluição passo-a-passo, com fases móveis compostas de acetonitrila (ACN) e tampão Acetato de Amônio/Ácido acético (NH4Ac/HAc) 2,5 mM pH 4,2. A separação na coluna monolítica foi realizada com duas fases móveis: MP1= 15:85 (v v-1) ACN:NH4Ac/HAc e MP2= 35:65 (v v-1) ACN:NH4Ac/HAc a uma vazão de 35 µL s-1. A separação na coluna com partículas superficialmente porosas foi efetivada com as fases móveis MP1= 13:87 (v v-1) ACN: NH4Ac/HAc e MP2= 35:65 (v v-1) ACN:NH4Ac/HAc à vazão de 8 µL s-1. A extração por banho de ultrassom em solo fortificado com os herbicidas (100 e 1000 µg kg-1) resultou em recuperações entre 42 e 160%. A separação de DEA, DIA, HAT, SIM e ATR empregando HPLC foi obtida por um gradiente linear de 13 a 35% para a coluna monolítica e de 10 a 35% ACN na coluna com partículas superficialmente porosas, sendo a fase aquosa constituída por tampão NH4Ac/HAc 2,5 mM pH 4,2. Em ambas as colunas a vazão foi de 1,5 mL min-1 e o tempo de análise 15 min. A extração por banho de ultrassom das amostras de solo com presença de ATR, fortificadas com concentrações de 250 a 1000 µg kg-1, proporcionou recuperações entre 40 e 86%. A presença de ATR foi confirmada por espectrometria de massas. Foram realizados estudos de fortificação com ATR e SIM em amostras de água empregando a extração por ponto nuvem com o surfactante Triton-X114. A separação empregando HPLC foi obtida por um gradiente linear de 13 a 90% de ACN para a coluna monolítica e de 10 a 90% de ACN para a coluna empacotada, sempre em tampão NH4Ac/HAc 2,5 mM pH 4,2. Em ambas as colunas a vazão foi de 1,5 mL min-1 e o tempo de análise 16 min. Fortificações entre 1 e 50 µg L-1 resultaram em recuperações entre 65 e 132%.

Identificação e expressão de genes relacionados à via esteroidogênica e resposta antioxidante após a exposição à Atrazina em Poecilia vivipara (Poeciliidae, Cyprinodontiformes)

O herbicida Atrazina (ATR) é um agrotóxico utilizado há cerca de 50 anos, responsável pelo controle seletivo de plantas daninhas em cultivo de arroz, milho e cana-de-açúcar, principalmente. Estudos recentes apontam diversos efeitos desse herbicida em invertebrados e vertebrados, através da contaminação do solo, bem como da lixiviação para os ecossistemas aquáticos. Foi demonstrado que a ATR é um desregulador endócrino, além de causar efeitos como estresse oxidativo, imunotoxicidade e distúrbios no metabolismo energético. No presente estudo, a espécie nativa Poecilia vivipara foi utilizada como modelo experimental para identificar e analisar a expressão de genes atuantes na via esteroidogênica (StAR e Cyp19a1) e genes atuantes no sistema de defesa antioxidante enzimático (SOD-1 e CAT), frente a exposição à diferentes concentrações de ATR. Sequências parciais dos genes-alvo foram obtidas e comparadas com sequências disponíveis de espécies próximas. Foram analisadas a expressão órgãoespecífica para cada um dos genes isolados, bem como a expressão dos genes frente à exposição ao herbicida atrazina. Os animais foram expostos a ATR em concentrações de 2, 10 e 100 µg/L e a expressão dos genes em gônadas e fígado desses animais foram analisadas em 24 e 96 horas de exposição. As sequências obtidas dos genes StAR, Cyp19a1, SOD-1 e CAT apresentaram 821, 80, 954, 350 pares de bases respectivamente, com identidades que variam de 86 a 100% com espécies filogeneticamente próximas a P. vivipara. Os animais apresentaram uma maior expressão dos genes StAR e Cyp19a1 nas gônadas e no fígado, enquanto a menor expressão se mostrou em órgãos como intestino e baço. Já os genes SOD e CAT apresentaram uma maior expressão no fígado, e menor expressão no intestino. Em relação à expressão gênica frente à exposição à ATR, os resultados apontaram para uma indução dos genes StAR, SOD e CAT em 24 horas, nas gônadas e no fígado, enquanto 8 que a expressão do gene Cyp19a1 foi aumentada apenas após 96 horas de exposição. Foi demonstrado que o herbicida ATR, mesmo em baixas concentrações, é capaz de desregular a expressão de genes que codificam tanto para proteínas componentes da via de síntese de hormônios esteróides, quanto para enzimas atuantes na resposta antioxidante celular de P. vivipara. 

Mineralization and degradation of glyphosate and atrazine applied in combination in a Brazilian Oxisol

The aim of this study was to investigate the behavior of the association between atrazine and glyphosate in the soil through mineralization and degradation tests. Soil treatments consisted of the combination of a field dose of glyphosate (2.88 kg ha-1) with 0, 1/2, 1 and 2 times a field dose of atrazine (3.00 kg ha-1) and a field dose of atrazine with 0, 1/2, 1 and 2 times a field dose of glyphosate. The herbicide mineralization rates were measured after 0, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56 and 63 days of soil application, and degradation rates after 0, 7, 28 and 63 days. Although glyphosate mineralization rate was higher in the presence of 1 (one) dose of atrazine when compared with glyphosate alone, no significant differences were found when half or twice the atrazine dose was applied, meaning that differences in glyphosate mineralization rates cannot be attributed to the presence of atrazine. On the other hand, the influence of glyphosate on atrazine mineralization was evident, since increasing doses of glyphosate increased the atrazine mineralization rate and the lowest dose of glyphosate accelerated atrazine degradation.

Cdc25-dependent activation of cyclin A/cdk2 is blocked in G2 phase arrested cells independently of ATM/ATR

Cyclin A/cdk2 is active during S and G2 phases of the cell cycle, but its regulation and function during G2 phase is poorly understood. In this study we have examined the regulation of cyclin A/cdk2 activity during normal G2 phase progression and in genotoxin-induced G2 arrest. We show that cyclin A/cdk2 is activated in early G2 phase by a cdc25 activity. In the G2 phase checkpoint arrest initiated in response to various forms of DNA damage, the cdc25-dependent activation of both cyclin A/cdk2 and cyclin B1/cdc2 is blocked. Ectopic expression of cdc25B, but not cdc25C, in G2 phase arrested cells efficiently activated both cyclin A/cdk2 and cyclin B1/cdc2. Finally, we demonstrate that the block in cyclin A/cdk2 activation in the G2 checkpoint arrest is independent of ATM/ATR. We speculate that the ATM/ ATR-independent block in G2 phase cyclin A/cdk2 activation may act as a further layer of checkpoint control, and that blocking G2 phase cyclin A/cdk2 activation contributes to the G2 phase checkpoint arrest.

Effects of herbicides diuron and atrazine on corals of the Great Barrier Reef, Australia

In response to recent reports of contamination of the nearshore marine environment along the Queensland coast by herbicides (including areas inside the Great Barrier Reef Marine Park), an ecotoxicological assessment was conducted of the impact of the herbicides diuron and atrazine on scleractinian corals. Pulse-amplitude modulated (PAM) chlorophyll fluorescence techniques were used to assess the herbicide effects on the symbiotic dinoflagellates within the tissues (in hospite) of 4 species of coral (Acropora formosa, Montipora digitata, Porites cylindrica, Seriatopora hystrix) in static toxicity tests, and in freshly isolated symbiotic dinoflagellates from Stylophora pistillata. Using change in the effective quantum yield (DeltaF/F-m') as an effect criterion, diuron (no observable effect concentration, NOEC = 0.3 mug 1(-1); lowest observable effect concentration, LOEC = 1 mug 1(-1); median effective concentration, EC50 4 to 6 mug 1(-1)) was found to be more toxic than atrazine (NOEC = 1 mug 1(-1), LOEC = 3 mug 1(-1), EC50 40 to 90 mug 1(-1)) in short-term (10 h) toxicity tests. In the tests with isolated algae, significant reductions in DeltaF/F-m' were recorded as low as 0.25 mug 1(-1) diuron (LOEC, EC50 = 5 mug 1(-1)). Time-course experiments indicated that the effects of diuron were rapid and reversible. At 10 mug 1(-1) diuron, DeltaF/F-m' was reduced by 25% in 20 to 30 min, and by 50% in 60 to 90 min. Recovery of DeltaF/F-m' in corals exposed to 10 mug 1(-1) diuron and then transferred to running seawater was slower, returning to within 10% of control values inside 1 to 7 h. The effect of a reduction in salinity (35 to 27%) on diuron toxicity (at 1 and 3 mug 1(-1) diuron) was tested to examine the potential consequences of contaminated coastal flood plumes inundating inshore reefs. DeltaF/F-m' was reduced in the diuron-exposed corals, but there was no significant interaction between diuron and reduced salinity seawater within the 10 h duration of the test. Exposure to higher (100 and 1000 mug 1(-1)) diuron concentrations for 96 h caused a reduction in DeltaF/F-m' the ratio variable to maximal fluorescence (F,1F.), significant loss of symbiotic dinoflagellates and pronounced tissue retraction, causing the corals to pale or bleach. The significance of the results in relation to diuron contamination of the coastal marine environment from terrestrial sources (mainly agricultural) and marine sources (antifouling paints) are discussed.

Anodic adsorptive stripping voltammetric determination of atrazine in spiked soil samples with a gold microelectrode

Microwave-assisted solvent extraction was combined with anodic adsorptive stripping voltammetry at a gold microelectrode to extract and quantify the herbicide atrazine in spiked soil samples. A systematic study of the experimental parameters affecting the stripping response was carried out by square-wave voltammetry. The voltammetric procedure is based on controlled adsorptive accumulation of atrazine at the potential of 0.35V (versus Ag/AgCl) in the presence of Britton–Robinson buffer pH (2.0). The limit of detection obtained for a 30 sec collection time was 4.3x10-7 mol L-1. Recovery experiments, at the 1µgg-1 level of spiking, gave good results for the global procedure, and the values found were comparable to those obtained by HPLC.

DNA structure-specific priming of ATR activation by DNA-PKcs.

Three phosphatidylinositol-3-kinase-related protein kinases implement cellular responses to DNA damage. DNA-dependent protein kinase catalytic subunit (DNA-PKcs) and ataxia-telangiectasia mutated respond primarily to DNA double-strand breaks (DSBs). Ataxia-telangiectasia and RAD3-related (ATR) signals the accumulation of replication protein A (RPA)-covered single-stranded DNA (ssDNA), which is caused by replication obstacles. Stalled replication intermediates can further degenerate and yield replication-associated DSBs. In this paper, we show that the juxtaposition of a double-stranded DNA end and a short ssDNA gap triggered robust activation of endogenous ATR and Chk1 in human cell-free extracts. This DNA damage signal depended on DNA-PKcs and ATR, which congregated onto gapped linear duplex DNA. DNA-PKcs primed ATR/Chk1 activation through DNA structure-specific phosphorylation of RPA32 and TopBP1. The synergistic activation of DNA-PKcs and ATR suggests that the two kinases combine to mount a prompt and specific response to replication-born DSBs.

PERSISTENCE OF ATRAZINE, METRIBUZIN AND SIMAZINE HERBICIDES IN TWO SOILS

An oat bioassay was conducted in pots under greenhouse conditions to determine the persistence of atrazine, metribuzin and simazine herbicides in soils of the southeast of Buenos Aires Province, Argentina. Atrazine rates of 0, 0.58, 1.16 and 2.32 mug g-1 of active ingredient (a.i.), metribuzin rates of 0, 0.14, 0.28 and 0.56 mug g-1 of a.i., and simazine rates of 0, 0.72, 1.45 and 2.9 mug g-1 of a.i. dry soil weight were applied to pots containing soils from Balcarce and San Cayetano sites. Organic matter (OM) content and pH of Balcarce soil were 5.5% and 5.8%, while for San Cayetano soil were 2.9% and 6.7%, respectively. Relative dry weight (RDW) of oat shoots was calculated as percentage of control. Considering a 20% RDW reduction of oat shoots, persistences of recommended rates for the region were: atrazine (1.16 mug g-1 of a.i.), 78 and 130 days after treatment (DAT) for Balcarce and San Cayetano soil, respectively; metribuzin (0.28 mug-1 of a.i.), 63 and 77 DAT for Balcarce and San Cayetano soil, respectively; simazine (1.45 mug g-1 of a.i.), 81 and 156 DAT for Balcarce and San Cayetano soil, respectively. Results show that persistence of atrazine, metribuzin and simazine in soil increased with high rates, low OM content and high pH.

Efeito da palha e da mistura atrazine e metolachlor no controle de plantas daninhas na cultura do milho, em sistema de plantio direto

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de níveis de palha de milho e da mistura formulada atrazine e metolachlor no controle de plantas daninhas na cultura de milho, em sistema de plantio direto. O ensaio foi realizado num Latossolo Vermelho distrófico, argiloso, fase cerrado, sendo a dessecação do mato feita com glyphosate, 15 dias antes do plantio. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e com três repetições. Antes do plantio do milho, distribuíram-se cinco níveis de palha de milho (0, 3, 6, 9 e 12 tha-1), nas parcelas, de modo uniforme. Nas subparcelas, após o plantio, foram considerados dois tratamentos referentes a herbicida: ausência de herbicida ou a dose de 6,0 Lha-1 de atrazine, e metolachlor (1.200+ 1.800gha-1). Avaliou-se o número das plantas daninhas, por espécie, aos 26 e 41 dias após o plantio. O número total de plantas daninhas foi reduzido significativamente pelos níveis de palha, independentemente da presença do herbicida e da época de avaliação. O herbicida não apresentou efeito significativo na primeira época de avaliação; entretanto, na segunda, a redução no número total de plantas daninhas foi de, aproximadamente, 53% em relação às parcelas que não o receberam. A população total de planta daninha foi significativamente superior na segunda avaliação, na ausência do herbicida. Na presença do herbicida, não houve diferença significativa na população total de invasoras entre as duas épocas de avaliação.

In-line Monitoring of Precipitation Process using Raman Spectroscopy and ATR-FTIR

Polymorfian jatkuva seuranta saostuksessa on hyödyllistä suunnittelun ja kidetuotteen ominaisuuksien sekä kiteytystä seuraavan jatkoprosessoinnin kannalta. Tässä diplomityössä on tutkittu L-glutamiinihapon kahden (- ja ß) polymorfimuodon liukoisuuden riippuvuutta pH:sta ja lämpötilasta.Tulokseksi saatiin, että kummankin polymorfin liukoisuus kasvoi sekä pH:ta ettälämpötilaa kasvatettaessa. ¿¿muodon liukoisuus oli korkeampi kuin ß-muodon liukoisuus valituilla pH-arvoilla eri lämpötiloissa. Lisäksi seurattiin puolipanostoimisen saostuksen aikana 1-litraisella laboratoriokiteyttimellä muodostuvan kiteisen polymorfiseoksen koostumusta hyödyntäen in-line Raman-spektroskopiaa. Myös liuoksen pH-muutosta seurattiin sekä liuoksen koostumusta ATR FTIR-spektroskopian (Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectrometer) avulla. Tutkittavina muuttujina olivat mm. sekoitusintensiteetti, sekoitintyyppi, reaktanttien (natriumglutamaatti ja rikkihappo) konsentraatiot sekä syötetyn rikkihapon syöttökohta kiteyttimessä. Työhön sisältyi 36 koetta ja osa kokeista toistettiin tulosten oikeellisuuden tarkistamiseksi. Inline-mittaustulosten verifioimiseksi kidenäytteet analysoitiin myös käyttämällä konfokaali Raman-mikroskooppia. Kidemorfologiaa tutkittiin SEM-kuvien (Scanning Eletronic Microscope) avulla. Työ osoitti, että Raman-spektroskopia on joustava ja luotettava menetelmä saostusprosessin jatkuvaan seurantaan L-glutamiinihapolla. Alhaiset lähtöainepitoisuudet tuottivat pääasiassa ¿¿muotoa, kun taas alhainen sekoitusteho edisti ß-muodon muodostumista. Syöttökohta vaikutti merkittävästi polymorfiaan. Kun rikkihapon syöttökohta oli epäideaalisesti sekoitetulla vyöhykkeellä, nousi ylikylläisyystaso korkeaksi ja päätuote oli tällöin ß-muotoa. 6-lapainen vinolapaturbiini (nousukulma 45o) ja 6-lapainen levyturbiini eivät merkittävästi poikenneet toisistaan muodostuvien polymorfien osalta.

Avaliação da eficiência das técnicas ESI-MS e ATR/FTIR na determinação de adulteração de BX com querosene e óleo residual

Direct infusion electrospray ionization mass spectrometry in the negative ion mode, ESI(-)-MS and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were used together with partial least squares (PLS) as a tool to determine B3 adulteration (B3 - mixture of 3% v/v of biodiesel in diesel) with kerosene and residual oil.

Fourier transform infrared-attenuated total reflectance (FTIR-ATR) spectroscopy and chemometric techniques for the determination of adulteration in petrodiesel/biodiesel blends

We propose an analytical method based on fourier transform infrared-attenuated total reflectance (FTIR-ATR) spectroscopy to detect the adulteration of petrodiesel and petrodiesel/palm biodiesel blends with African crude palm oil. The infrared spectral fingerprints from the sample analysis were used to perform principal components analysis (PCA) and to construct a prediction model using partial least squares (PLS) regression. The PCA results separated the samples into three groups, allowing identification of those subjected to adulteration with palm oil. The obtained model shows a good predictive capacity for determining the concentration of palm oil in petrodiesel/biodiesel blends. Advantages of the proposed method include cost-effectiveness and speed; it is also environmentally friendly.

Preliminary data on Brazilian monofloral honey from the northeast region using FT-IR ATR spectroscopic, palynological, and color analysis

Fourier transform infrared attenuated total reflectance (FT-IR ATR) spectroscopy was used to determine 14 different measurands in northeast Brazilian honey samples. Nine different honey samples (six monofloral and three polyfloral) from 2009 obtained from the company CEARAPI underwent FT-IR ATR, palynological, color, and sensorial analysis to obtain preliminary results for these types of honey. The results showed that there are five monofloral, three bifloral, and one extrafloral honey, and also that mid-infrared spectrometry can be used as a screening method for the routine analysis of Brazilian honey, with the advantages of being rapid, nondestructive, and accurate.