Direct effect of p, p'-DDT on mice liver

ABSTRACT Contact with the pesticide dichlorodiphenyltrichloroethane (p,p′-DDT) can be the cause of various harmful effects in humans, wildlife, and the environment. This pesticide is known to be persistent, lipophilic, resistant to degradation, and bioaccumulive in the environment and to be slowly released into bloodstream. Growing evidence shows that exposure to DDT is linked to type 2 diabetes mellitus. Individuals exposed to elevated levels of DDT and its metabolite have an increased prevalence of diabetes and insulin resistance. To evaluate these possible relationships, experiments were performed on eight-week-old female mice, divided into three groups (n = 10 per group): Group 1 received a vehicle-control intraperitoneal (i.p.) injection of sesame oil; Groups 2 and 3 received an i.p. dose of 50 and 100 µg/g p,p′-DDT respectively, dissolved in sesame oil. All groups were treated once daily for four days. Real-time PCR analysis of several genes was undertaken. Additionally, biochemical parameters and histopathological changes were measured. NQO1, HMOX1, NR1I3 and NR3C1 were up-regulated in DDT-exposed animals compared to the vehicle control group, while only SREBP1 was down-regulated in the 100 µg/g group. MTTP and FABP5, not previously reported for DDT exposure, but involved in regulation of fatty acid fluxes, could also function as biomarkers cross-talking between these signaling pathways. These results suggest that beyond epidemiological data, there is increasing molecular evidence that DDT may mimic different processes involved in diabetes and insulin resistance pathways.

RESUMO O contato com o praguicida diclorodifeniltricloroetano (p, p'-DDT) pode ser a causa de vários efeitos nocivos sobre os seres humanos, animais silvestres e o meio ambiente. Sabe-se de sua característica de bioacumulação, ser altamente persistente no meio ambiente, lipofílico, resistente à degradação e lentamente liberado na corrente sanguínea. Existe uma evidência crescente de que a exposição ao DDT pode ser ligada a Diabetes mellitus tipo 2. Os indivíduos expostos a níveis elevados de DDT e seu metabólito apresentam maior prevalência de diabetes e resistência à insulina. A fim de obter informações sobre essas possíveis relações, camundongos fêmeas de oito semanas de idade foram divididos em três grupos (n = 10 por grupo): Grupo 1 recebeu um veículo de óleo de gergelim via i.p.; os Grupos 2 e 3 receberam, via i.p., 50 e 100 µg/g de p, p'-DDT, respectivamente, dissolvidos em óleo de gergelim. Todos os grupos foram tratados uma vez ao dia durante quatro dias. Além da análise de PCR em Tempo Real de vários genes, os parâmetros bioquímicos e alterações histopatológicas também foram medidos. A expressão gênica do mRNA dos genes NQO1, HMOX1, NR1I3 e NR3C1 foi maior nos animais expostos ao DDT, em comparação ao grupo controle, enquanto a expressão gênica do SREBP1 diminuiu na concentração de 100 µg/g. Os genes MTTP e FABP5 envolvidos na regulação do fluxo de ácidos graxos, embora não estudados quanto à exposição ao DDT, também podem funcionar como biomarcadores de resposta cruzada entre essas vias de sinalização. Esses resultados sugerem que, além de dados epidemiológicos, há cada vez mais evidências moleculares de que o DDT poderia, de fato, imitar diferentes processos que envolvem as rotas de diabetes e de resistência à insulina.

Lead tolerance and accumulation in initial sporophytes of Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae) / Tolerância e acumulação de chumbo em esporófitos jovens de Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae)

Regnellidium diphyllum Lindm. is a heterosporous fern which grows in shallow waters and wetlands, and water pollution contributes to its vulnerability. Environmental lead contamination is mostly caused by industrial and agricultural residues as well as domestic sewage. Given its persistence in the environment, lead can cause important toxicity in living organisms. Megaspore germination and the initial growth of R. diphyllum sporophytes were assessed in Meyer's solution with lead nitrate (Pb(NO3)2) concentrations of 0 (control), 1, 5, 10 and 50 mg L–1. The study was conducted in a growth chamber at 25±1°C and a 12 hour photoperiod with a nominal irradiance of 100 μmol m–2 s–1, for 28 days. Lead concentration in sporophytes was assessed using atomic absorption spectrometry. In the absence of lead, 74% of spores germinated, while significantly lower germination percentages were observed in Pb(NO3)2 concentrations of 1, 10 and 50 mg L–1. The presence of lead did not significantly influence root growth. At 28 days, primary leaf development was significantly lower in Pb(NO3)2 concentrations of 5 mg L–1 and higher in relation to the control. The length of secondary leaves did not significantly differ between sporophytes exposed to different concentrations of lead and those of the control at 28 days. Sporophytes exposed to 10 and 50 mg L–1 Pb(NO3)2 accumulated 1129 mg kg–1 and 5145 mg kg–1 of Pb, respectively. The presence of high levels of lead in R. diphyllum sporophytes did not prevent initial development. Future studies should investigate the ability of the species to accumulate and tolerate high levels of lead in advanced stages of its development and in environmental conditions.

Regnellidium diphyllum Lindm. é uma samambaia heterosporada que se desenvolve em águas rasas ou em solos úmidos, sendo que a poluição da água contribui para sua vulnerabilidade. A contaminação ambiental por chumbo ocorre principalmente por resíduos industriais e agrícolas, bem como por efluentes domésticos. Devido à sua persistência no ambiente, esse metal pode apresentar importante toxicidade aos organismos vivos. A germinação de megásporos e o desenvolvimento inicial de esporófitos de R. diphyllum foram avaliados em solução de Meyer com concentrações de 0 (controle), 1, 5, 10 e 50 mg L–1 de nitrato de chumbo (Pb(NO3)2). O estudo foi conduzido em câmara de germinação a 25±1 °C e fotoperíodo de 12 horas sob irradiância nominal de 100 μmol m–2 s–1, por 28 dias. A concentração de chumbo em esporófitos foi analisada por espectrometria de absorção atômica. Na ausência de chumbo, 74% dos esporos germinaram, enquanto que porcentagens de germinação significantemente menores foram observadas nas concentrações de 1, 10 e 50 mg L–1 de Pb(NO3)2. A presença de chumbo não influenciou significativamente o crescimento das raízes. O desenvolvimento das folhas primárias foi significativamente menor em relação ao controle a partir de 5 mg L–1 de Pb(NO3)2 aos 28 dias. O comprimento das folhas secundárias não diferiu significativamente entre esporófitos expostos às diferentes concentrações de chumbo e aqueles do controle, aos 28 dias. Esporófitos expostos a 10 e 50 mg L–1 de Pb(NO3)2 acumularam 1129 mg kg–1 e 5145 mg kg–1 de Pb, respectivamente. A presença de altas concentrações de chumbo nos esporófitos de R. diphyllum não impediu seu desenvolvimento inicial. Estudos futuros deverão investigar a capacidade de a espécie acumular e tolerar altas concentrações de chumbo em estádios avançados de desenvolvimento e também em condições ambientais.

Biossensores para o monitoramento da exposição a poluentes ambientais / Biosensors to monitor the exposition to environmental pollutants

Este artigo apresenta uma síntese crítica da literatura sobre a tecnologia dos biossensores. Os princípios nos quais se baseia esta nova abordagem analítica, suas principais características que a diferenciam dos outros métodos tradicionais (químicos e bioensaios), as múltiplas configurações e tipos que têm sido desenvolvidos por pesquisadores das mais variadas áreas da ciência e uma definição adequada para esta nova classe de sistemas analíticos são examinados. Por fim, as diversas aplicações dos biossensores, com ênfase para o monitoramento de poluentes ambientais perigosos para a saúdehumana (ex: pesticidas, metais, fenol, nitrito, disruptores endócrinos, etc.) e as perspectivas futuras nesta área são discutidas.

This article presents a critical review of the literature about the biosensor technology. The principles of this new analytical approach, its main unique characteristics and the multiple configurations or types developed, as well as a suitable definition for this class of analytical systems are evaluated. The various applications of the biosensors in several areas, specially for the monitoring of environmental pollutants (e.g. pesticides, metals, phenol, nitrite, endocrine disruptors, etc.) hazardous to human health, and the future perspectives in this filed are discussed.