Biomarkers and bioindicators of the environmental condition using a fish species (Pimelodus maculatus Lacepède, 1803) in a tropical reservoir in Southeastern Brazil / Biomarcadores e bioindicadores da condição ambiental usando uma espécie de peixe (Pimelodus maculatus Lacepède, 1803) em um reservatório tropical no Sudeste do Brasil

Abstract The Funil Reservoir receives a large amount of xenobiotics from the Paraíba do Sul River (PSR) from large number of industries and municipalities in the watershed. This study aimed to assess environmental quality along the longitudinal profile of the Paraíba do Sul River-Funil Reservoir system, by using biomarkers and bioindicators in a selected fish species. The raised hypothesis is that Funil Reservoir acts as a filter for the xenobiotics of the PSR waters, improving river water quality downstream the dam. Two biomarkers, the ethoxyresorufin-O-deethylase activity (EROD), measured as fluorimetricly in S9 hepatic fraction, and the micronuclei frequency (MN), observed in erythrocytes of the cytoplasm, and three bioindicators, the hepatosomatic index (HSI), gonadosomatic index (GSI) and condition factor (CF) were used in Pimelodus maculatus, a fish species widely distributed in the system. Four zones were searched through a longitudinal gradient: 1, river upstream from the reservoir; 2, upper reservoir; 3, lower reservoir; 4, river downstream of the reservoir. EROD activity and HSI and GSI had significant differences among the zones (P<0.05). The upper reservoir had the lowest EROD activity and HSI, whereas the river downstream of the reservoir had the highest EROD and lowest GSI. The river upstream from the reservoir showed the highest HSI and GSI. It is suggested that the lowest environmental condition occur at the river downstream of the reservoir, where it seems to occur more influence of xenobiotics, which could be associated with hydroelectric plant operation. The hypothesis that Funil reservoir acts as a filter decanting pollution from the Paraíba do Sul River waters was rejected. These results are novel information on this subject for a native fish species and could be useful for future comparisons with other environments.

Resumo O reservatório do Funil recebe uma grande quantidade de contaminantes xenobióticos do Rio Paraíba do Sul (RPS) provenientes de grandes indústrias e municípios situados na bacia hidrográfica. O objetivo deste estudo é avaliar a qualidade ambiental ao longo de um perfil longitudinal do sistema rio Paraíba do Sul-reservatório do Funil, através de biomarcadores e bioindicadores em uma espécie de peixe selecionada. A hipótese a ser testada é de que o reservatório do Funil funciona como filtro para poluentes xenobioticos de águas do rio Paraíba do Sul, melhorando a qualidade da água à jusante da represa. Foram usados dois biomarcadores: a atividade de etoxiresorufina-O-desetilase (EROD), medida fluorimetricamente na fração S9 hepática, e a Freqüência de Micronúcleos (MN), observada no citoplasma dos eritrócitos; e também três bioindicadores: Índice hepato-somático (IHS), Índice gonado-somático (IGS) e Fator de Condição (FC) em Pimelodus maculatus, uma espécie de peixe amplamente distribuída no sistema. Quatro zonas foram amostrados ao longo do gradiente longitudinal: 1, rio a montante do reservatório; 2, parte superior do reservatório; 3, parte inferior do reservatório; 4, rio à jusante do reservatório. A atividade de EROD, o IHS e o IGS apresentaram diferenças significativas (P<0.05) entre as zonas. A atividade EROD e o IHS foram mais baixos na parte superior do reservatório, enquanto que no rio à jusante do reservatório, a atividade de EROD foi mais alta e o IGS foi mais baixo. O rio acima do reservatório apresentou maiores IHS e IGS. É sugerido que a pior condição ambiental ocorreu no rio abaixo do reservatório, o que poderia ser associado às influências das operações da usina hidroelétrica. A hipótese de que o reservatório do Funil atue como filtro decantando a poluição do rio Paraíba do Sul foi rejeitada. Estes dados são novas informações sobre este tema para uma espécie nativa e podem ser úteis para futuras comparações outros ambientes.

Induced CYP1A activity and DNA damage in fish from the middle Paraíba do Sul River basin, southeastern Brazil / Atividade induzida de CYP1A e danos de DNA em peixes do trecho médio da bacia do rio Paraíba do Sul, sudeste do Brasil

The Paraíba do Sul River (PSR) drainage basin in Southeastern Brazil covers one of the most industrialized and densely populated regions of the country. The impact of chemical contamination on the PSR basin seems to be more pronounced in its middle reach where a number of potentially polluting plants are located. In this study, we used hepatic EROD activity - a biomarker of exposure to CYP1A-inducing pollutants (e.g. PAHs, PCDD/Fs, PCBs) - and the incidence of micronucleated erythrocytes (Mn) in the peripheral blood - a biomarker of effects of DNA-damaging agents (e.g. PAHs) - to evaluate the effects of pollution on two native fish species, Geophagus brasiliensis and Pimelodus maculatus. Results showed that the incidence of Mn and EROD in G. brasiliensis and P. maculatus from the two most downstream sites (Três Rios Town and Piabanha River) were markedly higher than the incidence of Mn and EROD recorded in fish from the most upstream site (Funil Reservoir). Our findings are consistent with the view that CYP1A-inducing activity and increased DNA-damage are found in fish caught in sampling sites located downstream of the stretch where there are several industries that are potential sources of PAHs and CYP1A-inducing contaminants.

O rio Paraíba do Sul (RPS) drena uma das mais industrializadas e densamente povoadas áreas do sudeste do Brasil. O impacto de contaminação química no RPS parece ser mais pronunciado no segmento médio da bacia onde se localiza grande número de indústrias potencialmente poluidoras. Neste estudo, foi avaliada a atividade hepática EROD – um biomarcador de exposição a poluente indutores da CYP1A (e.g. HAPs, PCDD/Fs, PCBs) – e a incidência de eritrócitos micronucleados (Mn) no sangue periférico – um biomarcador de efeitos de agentes de danificação do DNA- (e.g. HAPs) – para avaliar o efeito de poluição sobre dois peixes nativos, Geophagus brasiliensis e Pimelodus maculatus. Os resultados apresentaram que a incidência de Mn e EROD em G. brasiliensis e P. maculatus nos dois locais no trecho mais baixo (Três Rios e rio Piabanha) foi marcadamente mais elevada do que a incidência e a atividade EROD registradas em peixes dos locais mais à montante (reservatório do Funil). Estes resultados são consistentes com a visão de que atividade indutora de CYP1A e elevadora de danos no DNA são encontradas em peixes capturados em locais abaixo do trecho onde grande número de indústrias são potenciais fontes de poluição de indutores de contaminantes HAPs e CYP1A.

Biomarkers and bioindicators of the environmental condition using a fish species (Pimelodus maculatus Lacepède, 1803) in a tropical reservoir in Southeastern Brazil

Abstract The Funil Reservoir receives a large amount of xenobiotics from the Paraíba do Sul River (PSR) from large number of industries and municipalities in the watershed. This study aimed to assess environmental quality along the longitudinal profile of the Paraíba do Sul RiverFunil Reservoir system, by using biomarkers and bioindicators in a selected fish species. The raised hypothesis is that Funil Reservoir acts as a filter for the xenobiotics of the PSR waters, improving river water quality downstream the dam. Two biomarkers, the ethoxyresorufinOdeethylase activity (EROD), measured as fluorimetricly in S9 hepatic fraction, and the micronuclei frequency (MN), observed in erythrocytes of the cytoplasm, and three bioindicators, the hepatosomatic index (HSI), gonadosomatic index (GSI) and condition factor (CF) were used in Pimelodus maculatus, a fish species widely distributed in the system. Four zones were searched through a longitudinal gradient: 1, river upstream from the reservoir; 2, upper reservoir; 3, lower reservoir; 4, river downstream of the reservoir. EROD activity and HSI and GSI had significant differences among the zones (P 0.05). The upper reservoir had the lowest EROD activity and HSI, whereas the river downstream of the reservoir had the highest EROD and lowest GSI. The river upstream from the reservoir showed the highest HSI and GSI. It is suggested that the lowest environmental condition occur at the river downstream of the reservoir, where it seems to occur more influence of xenobiotics, which could be associated with hydroelectric plant operation. The hypothesis that Funil reservoir acts as a filter decanting pollution from the Paraíba do Sul River waters was rejected. These results are novel information on this subject for a native fish species and could be useful for future comparisons with other environments.

Resumo O reservatório do Funil recebe uma grande quantidade de contaminantes xenobióticos do Rio Paraíba do Sul (RPS) provenientes de grandes indústrias e municípios situados na bacia hidrográfica. O objetivo deste estudo é avaliar a qualidade ambiental ao longo de um perfil longitudinal do sistema rio Paraíba do Sul-reservatório do Funil, através de biomarcadores e bioindicadores em uma espécie de peixe selecionada. A hipótese a ser testada é de que o reservatório do Funil funciona como filtro para poluentes xenobioticos de águas do rio Paraíba do Sul, melhorando a qualidade da água à jusante da represa. Foram usados dois biomarcadores: a atividade de etoxiresorufinaOdesetilase (EROD), medida fluorimetricamente na fração S9 hepática, e a Freqüência de Micronúcleos (MN), observada no citoplasma dos eritrócitos; e também três bioindicadores: Índice hepato-somático (IHS), Índice gonado-somático (IGS) e Fator de Condição (FC) em Pimelodus maculatus, uma espécie de peixe amplamente distribuída no sistema. Quatro zonas foram amostrados ao longo do gradiente longitudinal: 1, rio a montante do reservatório; 2, parte superior do reservatório; 3, parte inferior do reservatório; 4, rio à jusante do reservatório. A atividade de EROD, o IHS e o IGS apresentaram diferenças significativas (P 0.05) entre as zonas. A atividade EROD e o IHS foram mais baixos na parte superior do reservatório, enquanto que no rio à jusante do reservatório, a atividade de EROD foi mais alta e o IGS foi mais baixo. O rio acima do reservatório apresentou maiores IHS e IGS. É sugerido que a pior condição ambiental ocorreu no rio abaixo do reservatório, o que poderia ser associado às influências das operações da usina hidroelétrica. A hipótese de que o reservatório do Funil atue como filtro decantando a poluição do rio Paraíba do Sul foi rejeitada. Estes dados são novas informações sobre este tema para uma espécie nativa e podem ser úteis para futuras comparações outros ambientes.

Single and combined effects of estrone and 17β-estradiol on male goldfish / 生物医学与环境科学（英文）

<p><b>OBJECTIVE</b>To assess the single and combined effects of estrone (E1) and 17β-estradiol (E2) on goldfish (Carassius auratus).</p><p><b>METHODS</b>Batch tests were conducted. Serum levels of vitellogenin (VTG) and E2, gonadosomatic indices (GSI), gonadal DNA damage and liver 7-ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) activity were measured after exposure for 14 days.</p><p><b>RESULTS</b>The VTG level increased significantly in a concentration-dependent manner. The serum E2 level was significantly higher and the GSI level was significantly lower in goldfish after exposed to the 3 drugs. DNA damage occurred in treated samples and EROD activity was significantly suppressed 7 days after exposure. The joint effect of E1 and E2 was additive with regard to VTG induction.</p><p><b>CONCLUSION</b>The results of our study highlight a series of effects of steroidal estrogens on goldfish. Further study is needed to confirm their effect as a whole.</p>