Assessment of the Toxicological Effects of Pesticides and Detergent Mixtures on Zebrafish Gills: a Histological Study

Abstract Pesticides, as Temephos and Roundup, and surfactants, like Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), when discharged into the environment, are harmful to non-target wildlife, especially fish. To evaluate the effects of those chemicals alone and their binary combinations, we assessed the histological alterations in Danio rerio gills after 15 days of exposure to Temephos (1ppm), Roundup (10ppm), SDS (2ppm), SDS plus Temephos (2ppm+1ppm), SDS plus Roundup (2ppm+10ppm) and Temephos plus Roundup (1ppm+10ppm). Hyperplasia, a regressive change, was significant in all exposed groups. The progressive change, complete fusion of lamellae, was significantly intensive in Roundup plus Temephos group. Regarding circulatory disturbances, vascular congestion was significant intensive in SDS group, while severe aneurysm was observed in Roundup group. Although xenobiotics in the blend are biologically complex, mainly for long periods, combinatorial exposure incremented only complete fusion of lamellae. Our results reinforce the rationalization of indiscriminate use of those compounds alone or in combination.

Effects of benzodiazepine and ivermectin on Girardiatigrina (Platyhelminthes: Turbellaria) / Efeitos de benzodiazepínico e ivermectina em Girardia tigrina (Platyhelminthes: turbellaria)

Four hundred specimens of Girardia (=Dugesia) tigrina separated in groups of 5 were subjected to concentrations of 10, 25 and 50 ppm diazepam (DZP) and 1, 5 and 10 ppm of ivermectin (IVM), substances with actions associated with ionophore chlorine and GABA receptors in neuromuscular endings in various animals. The period of turbellarians exposure at different concentrations used was 3 h, for DZP while those to IVM were 30, 60, 120 minutes, 12 and 24 h for each tested concentration. In groups exposed to DZP hyperkinetic and type "C" and screw like movements were observed in all concentrations. However, at concentrations of 50 and 25 ppm, the pharynx was protruded in 100% of the specimens followed by detachment at concentration of 50 ppm and 60% at a concentration of 25 ppm. Mortality reached 100% 24 hours after exposure to a concentration of 50 ppm and 30% of planarians became degenerated at a concentration of 25 ppm. Planarians submitted to concentrations of 10 and 25 ppm remained alive and without hyperkinetic movements 48 hours after exposure. In IVM exposed groups, hyperkinetic and contractile movements were observed as well as type "C" screw like movements in all tested concentrations and time dependent. The group exposed for 24 hours showed a time dependent variation in mortality from 0 to 100%. The turbellarians were alive for 48 hours in 1 ppm during 12 hours of exposure but with 24 hours of exposure the mortality reaches 20%. The data indicate a time and concentration dependent relationship in the mode of action of these drugs.

Quatrocentos exemplares de Girardia (=Dugesia) tigrina separados em grupos de 5 foram submetidos a concentrações de 10, 25 e 50ppm de diazepam (DZP) e 1, 5 e 10ppm de ivermectina (IVM), substâncias com ações associadas ao ionóforo cloro e receptores GABA em terminações neuromusculares em vários animais. O tempo de exposição dos turbelários às diferentes concentrações utilizadas de DZP foi de 3 horas, enquanto para cada concentração de IVM os exemplares permaneceram expostos durante 30, 60, 120 minutos, 12 e 24 horas. Nos grupos expostos ao DZP foram verificados movimentos hipercinéticos tipo parafuso e tipo "C" e exposição da faringe ao exterior em todas as concentrações. Houve perda da faringe em 90% dos espécimes na concentração de 50ppm e 60% em 25ppm. Foi verificado também 100% de mortalidade após 24 horas em concentração de 50ppm e 30% de degeneração dos platyhelminthes na concentração de 25ppm. No exame realizado 48 horas após a exposição, as planárias submetidas às concentrações de 25 e 10 ppm permaneceram vivas e não mais apresentaram movimentos hipercinéticos. Nos grupos expostos à IVM, foram observados movimentos contráteis e movimentos hipercinéticos tipo parafuso e tipo "C" em todas as concentrações e foi dependente do tempo de exposição. O percentual de mortalidade variou de 0 a 100 nas primeiras 24 horas de observação também dependente do tempo de exposição. Em concentração de 1 ppm e até 12 horas de exposição não foi observada mortalidade dos animais até 48 horas após. Entretanto com 24 horas de exposição e exame 24 horas após a mortalidade chega a 20% dos exemplares persistindo até o final do período de observação. Os dados indicam uma relação dependente da concentração e do tempo no modo de ação destas substâncias.

Brine shrimp lethality test as a biological model for preliminary selection of pediculicidal components from natural source / Teste de toxicidade frente artemia como modelo preliminar de busca de substâncias pediculicidas a partir de fontes naturais

Brine shrimp lethality test as a biological model for the preliminary selection of pediculicidal components from a natural source. In order to achieve a good correlation between pediculicidal activity and brine shrimp lethality (BSL) test, several pediculicidal substances and active essential oils were tested in BSL test, with the purpose to use the latter as convenient preliminary protocol for pediculicidal activity. Benzyl benzoate, deltametrine and essential oil of Eucalyptus were purchased and clove essential oil obtained by hydrodistillation, besides essential oils, chloroform extracts from Duguetia furfuracea were also submitted to BSL test. All of them were carried out with same protocol described to pediculicidal assay found in the literature, i.e, flask tests were examined every five minutes in the first half hour and then every ten minutes until all the naupli were dead or no movements were observed (knockdown). During the BSL test, it was possible to observe the effect of a particular lethal dose or only a knockdown in the arthropod, as occurred in the test with lice. The results of the BSL test for essential oils and other active substances are essentially in agreement with those described in literature for pediculicidal activity. Extracts and essential oil obtained from aerial parts of D. furfuracea did not present activity, but the essential oil from underground stem bark was active. α-asarone has already been isolated from the underground stem and it has been previously described to possess insecticidal activity.

O teste de toxicidade frente a Artemia salina (TAS) foi utilizado como modelo biológico preliminar na busca de substâncias potencialmente pediculicidas a partir de fontes naturais. Foi encontrada uma boa correlação entre a atividade pediculicida e o TAS, várias substâncias e óleos essenciais descritos como pediculicidas foram testados sobre o microcrustáceo, com o objetivo de se obter um protocolo preliminar e apropriado para detectar aquela atividade. Benzoato de benzila, deltametrina, e óleos essenciais de eucalipto e cravo foram obtidos comercialmente e/ou por extração. Além desses, extratos e óleos essenciais de Duguetia furfuracea também foram testados frente a Artemia. Todas as amostras foram conduzidas utilizando o mesmo protocolo proposto para atividade pediculicida, ou seja, os frascos testes foram lidos a cada cinco minutos na primeira meia hora e depois a cada dez minutos até os nauplios estarem mortos ou sem movimento (knockdown). Durante o TAS foi possível observar a dose letal ou somente o knockdown na larva, como ocorrido no teste com piolho. Os resultados do TAS para os óleos essencial e os demais compostos ativos estão essencialmente de acordo com o descrito na literatura para a atividade pediculicida. Extratos das sementes e óleos essenciais das folhas e sementes D. furfuracea não apresentaram atividade, mas o óleo das cascas do caule subterrâneo foi ativo α-asarona foi isolado das cascas do caule e esta substância apresenta atividade inseticida.

Suscetibilidade de larvas de Culex quinquefasciatus a diferentes inseticidas / Susceptibility of Culex quinquefasciatus larvae to different insecticides

INTRODUÇÃO: O presente estudo teve como objetivo avaliar a suscetibilidade de larvas de Culex quinquefasciatus a dois piretróides (Cipermetrina e Deltametrina), dois derivados da Avermectina (ivermectina e abamectina) e a um organofosforado (Temefós). MÉTODOS: Larvas de 3º e 4º instares de C. quinquefasciatus foram expostas a diferentes concentrações destes (onze repetições) seguindo o protocolo da Organização Mundial de Saúde. Uma hora após a exposição, as larvas foram lavadas em água desclorada, transferidas para recipientes plásticos contendo água sem cloro, alimentadas e observadas por períodos de 24h, até se transformarem em adultos. Para a determinação das concentrações letais, os valores foram submetidos à análise de regressão usando o modelo probit pelo programa Minitab 15. RESULTADOS: Diferenças entre as estimativas da CL50 e CL90 justificaram que a população de mosquitos testada apresenta heterogeneidade em resposta aos inseticidas, sendo a maior concentração utilizada para a CL50, a partir da análise de probit para o Temefós. Todos os inseticidas avaliados causaram mortalidade mais acentuada nas primeiras 24h exceto quando expostas à ivermectina. CONCLUSÕES: As larvas são suscetíveis a todos os inseticidas testados e há uma necessidade de um monitoramento dos inseticidas utilizados.

INTRODUCTION: This study aimed to assess the susceptibility of Culex quinquefasciatus larvae to two pyrethroids (Cypermethrin and Deltamethrin), two derivatives of Avermectin (Ivermectin and Abamectin) and an organophosphate (Temephos). METHODS: Third- and fourth-instar larvae of C. quinquefasciatus were exposed to different concentrations of insecticides (eleven repetitions) according to the World Health Organization's protocol. One hour after exposure, larvae were washed in dechlorinated tap water, transferred to plastic containers containing water without chlorine, fed and observed for periods of 24h until reaching adulthood. To determine lethal concentrations, the obtained values were submitted to regression analysis using the probit model with the Minitab 15 program. RESULTS: The highest concentration used for the LC50 from probit analysis was for Temephos. The evaluated insecticides caused more pronounced larvae mortality in the first 24h with the exception of those exposed to ivermectin. CONCLUSIONS: This study demonstrates that larvae are susceptible to all tested insecticides and that there is a need for monitoring the use of insecticides.

Effect of ivermectin on the life cycle and larval fat body of Culex quinquefasciatus

O presente trabalho verificou o comportamento, sobrevivência e o efeito letal de 1,5 ppb de ivermectina em larvas de Culex quinquefasciatus. As possíveis alterações morfológicas no corpo gorduroso das larvas, no número médio de ovos por postura da fêmea e a duração do período larval foram avaliadas. Na sua execução foram utilizadas 601 larvas de 3o e 4o ínstar do mosquito. Após a postura, os ovos foram separados e as larvas eclodidas contadas. Algumas larvas submetidas à solução 1,5 ppb de ivermectina, foram utilizadas para o preparo de amostras para estudos histológicos. Os resultados mostraram que a ivermectina na concentração de 1,5 ppb causou paralisia nas larvas com 73,38% de mortalidade, mobilização das substâncias estocadas no corpo gorduroso larval e uma diminuição do número de posturas.

Effects of ivermectin on Culex quinquefasciatus larvae

Os efeitos da ivermectina, uma droga semi-sintetica amplamente utilizada para o tratamento de doencas parasitarias do gado, foram observados em larvas de Culex quinquefasciatus. Os efeitos toxicos e a avaliacao da mortalidade foram investigados apos 5,15 30 e 60 minutos de exposicao a 1, 5 ou 10 ppm de solucao de ivermectina. As observacoes foram realizadas 24 e 48 horas apos o inicio do experimento, e perda de mobilidade, paralisia progressiva e alta mortalidade de larvas foram registradas. Os efeitos da ivermectina observados nas larvas de mosquito estao provavelmente correlacionados com a ativacao de canais de Cloro em membranas celulares