Effects of the organophosphorus pesticide Folisuper 600 (methyl parathion) on the heart function of bullfrog tadpoles, Lithobates catesbeianus (Shaw, 1802) / Efeitos do pesticida organofosforado Folisuper 600 (metil paration) sobre a função cardíaca de girinos de rã-touro, Lithobates catesbeianus (Shaw, 1802)

Abstract The aim of this work was to evaluate whether the heart function of bullfrog tadpoles (25 Gosner stage) is affected by their acute exposure (48 h) to a sub-lethal concentration (10 µg.L–1) of the active principle of the organophosphorus pesticide Folisuper 600R (methyl parathion - MP). Our results demonstrated that MP causes not only a reduction in tadpoles’ cardiac ventricular mass, resulting in a marked reduction in their cardiac twitch force, but also impairs their swimming performance, irrespective of increasing their heart rate. Together, these findings indicate that low and realistic concentration of MP have a negative impact on tadpoles’ performance, jeopardizing their survival.

Resumo O objetivo do presente estudo foi avaliar se a função cardíaca de girinos de rãs-touro (estágio 25 de Gosner) é afetada pela exposição aguda (48h) a uma concentração sub-letal (10 µg.L–1) do princípio ativo do pesticida organofosforado Folisuper 600R (metil paration – MP). Nossos resultados demonstraram que o MP ocasionou não apenas uma redução na massa ventricular cardíaca dos girinos, como também provocou uma redução na sua força de contração cardíaca e de seu desempenho natatório, a despeito de ter sido observado um aumento de sua freqüência cardíaca. Conjuntamente, os achados aqui obtidos indicam que uma baixa e realística concentração de MP exerce um impacto negativo sobre o desempenho dos girinos, ameaçando sua sobrevivência.

Reduced expression of exocytotic proteins caused by anti-cholinesterase pesticides in Brachionus calyciflorus (Rotifera: Monogononta) / Redução da expressão de proteínas de exocitose causados por pesticidas anti-colinesterase em Brachionus calyciflorus (Rotifera: Monogononta)

AbstractThe organophosphate and carbamate pesticides methyl-parathion and carbaryl have a common action mechanism: they inhibit acetylcholinesterase enzyme by blocking the transmission of nerve impulses. However, they can alter the expression of exocytotic membrane proteins (SNARE), by modifying release of neurotransmitters and other substances. This study evaluated the adverse effects of the pesticides methyl-parathion and carbaryl on expression of SNARE proteins: Syntaxin-1, Syntaxin-4 and SNAP-23 in freshwater rotifer Brachionus calyciflorus. Protein expression of these three proteins was analyzed before and after exposure to these two pesticides by Western Blot. The expression of Syntaxin-1, Syntaxin-4 and SNAP-23 proteins in B. calyciflorussignificantly decreases with increasing concentration of either pesticides. This suggests that organophosphates and carbamates have adverse effects on expression of membrane proteins of exocytosis by altering the recognition, docking and fusion of presynaptic and vesicular membranes involved in exocytosis of neurotransmitters. Our results demonstrate that the neurotoxic effect of anticholinesterase pesticides influences the interaction of syntaxins and SNAP-25 and the proper assembly of the SNARE complex.

ResumoOs pesticidas organofosforados e carbamatos metil- paration e carbaril tem um mecanismo de ação comum: eles inibem a enzima acetilcolinesterase, bloqueando a transmissão dos impulsos nervosos. No entanto, eles podem alterar a expressão de proteínas de membrana de exocitose (SNARE), através da modificação da libertação de neurotransmissores e outras substâncias. Este estudo avaliou os efeitos adversos dos pesticidas metil- paration e carbaril sobre a expressão de proteínas SNARE: Sintaxina -1, Sintaxina-4 e SNAP-23 em rotíferos de água doce Brachionus calyciflorus. A expressão destas três proteínas foi analisada antes e depois da exposição a estes dois pesticidas por Western Blot. A expressão das proteínas Sintaxina-1, Sintaxina-4 e SNAP-23 em B. calyciflorus diminui significativamente com o aumento da concentração de ambos os pesticidas. Isto sugere que os organofosfatos e carbamatos têm efeitos adversos sobre a expressão de proteínas de membrana de exocitose, alterando o reconhecimento, de encaixe e fusão de membranas pré-sinápticas e vesiculares envolvidas na exocitose de neurotransmissores. Nossos resultados demonstram que o efeito neurotóxico de pesticidas anticolinesterásicos influencia a interação de sintaxinas e SNAP-25 e a montagem correta do complexo SNARE.

Filogenia da sensibilidade da acetilcolinesterase cerebral de peixes ao metil-paraoxon como um possível marcador ambiental / Phylogeny of the sensitivity of fish brain acetylcholinesterase to methyl-paraoxon as a possible marker environmental

Todos os animais com células nervosas e musculares possuem a enzima acetilcolinesterase (EC 3.1.1.7, AChE) e essa seqüência de aminoácidos está presente em muitas outras proteínas, com ou sem atividade catalítica, fato que permite que essa proteína seja utilizada em estudos de filogenia e de evolução. A grande diferença de afinidade entre substratos e inibidores é utilizada como um biomarcador para estudos genéticos de vários grupos de animais, especialmente insetos. Peixes possuem uma grande diferença na sensibilidade da AChE ao metil-paraoxon (MP) em relação aos animais terrestres e essa diferença pode estar relacionada à evolução. As constantes cinéticas de inibição (CCI) para o mecanismo de inibição progressivamente irreversível da AChE cerebral ao MP foram determinadas em duas fontes de AChE como um modelo para avaliação do potencial de uso das CCI como biomarcador para estudos evolucionários e filogenéticos. As CCI da AChE cerebral de seis exemplares de tainha (Mugil liza), coletados em duas lagoas da costa do Estado do Rio de Janeiro (Araruama e Saquarema), em tempos diferentes (2005 e 2007, respectivamente), foram determinadas em dois laboratórios distintos (CESTEH - FIOCRUZ e Dept. Bioquímica - UERJ). As CCI, medidas separadamente em cada exemplar, indicaram que essas constantes são preservadas em todos os exemplares de uma mesma espécie e que a metodologia empregada pode ser conduzida em laboratórios distintos sem grandes variações. A AChE cerebral de tainha foi tomada como um exemplo de enzima menos sensível (IC50 = 2118nM) e a de galinha comercial (Gallus gallus domesticus) como um exemplo de uma enzima muito mais sensível ao MP (IC50 = 26nM)...

The enzyme acetylcholinesterase (EC 3.1.1.7, AChE) is present in all animalswith neurons and muscle cells, and many other proteins have the same sequence, with or without catalytic activity, allowing them to be used for phylogenetic and evolutionary studies. The great difference between substrates and inhibitor affinities makes it useful as a biomarker for genetic studies of various animals groups, especially insects. There are great differences among fish in AChE sensitivity to methyl-paraoxon (MP) in relation to terrestrial animals, and these differences can be related to evolution. The inhibition kinetic constants (IKC) for progressive irreversible inhibition of brain AChE with MP were determined in these two AChE sources as models for evaluating IKC as potential biomarkers in evolutionary and phylogenetic studies, especially among fish. IKC of brain AChE from six specimens of Mugil liza, a very common coastal fish, was collected from two of Brazil's lagoons in Rio de Janeiro State during 2005 at Araruama and 2007 at Saquarema. First samples were assayed at CESTEH - Fundação Oswaldo Cruz and the latter at Dept. Bioquímica - Universidade do Estado do Rio de Janeiro. The IKC was measured separately for each fish showing that these constants weremaintained for all animals of the same species and that this methodology can beused in different laboratories without variations. The cerebral AChE of tainha was used as an example of a less sensitive enzyme (Concentration which inhibits 50% of enzyme activity after 30 minutes of incubation, or IC50, = 2118nM). The commercial hen (Gallus gallus domesticus) was used an example of a very highly sensitiveenzyme to MP (IC50 = 26nM)...

Intoxicaciones masivas con plaguicidas en Colombia / Large-scale pesticides poisoning in Colombia

Este artículo resume los hechos de las tres intoxicaciones masivas con plaguicidas ocurridas en Colombia hasta 1998. La primera ocurrió en Chiquinquirá (Boyacá) en 1967 e involucró a más de 500 personas, de los cuales 165 requirieron tratamiento hospitalario y 63 murieron. La segunda ocurrió en Puerto López (Meta) en 1970 y tuvo 190 intoxicados, de los cuales 157 requirieron tratamiento médico y 7 murieron. El tercer caso ocurrió en Pasto (Nariño) en 1977 y tuvo como consecuencia más de 300 intoxicados, con 120 hospitalizados y 15 muertos. En los casos de Chiquinquira y Pasto los plaguicidas que provocaron la intoxicación fueron metil-paratión y paratión respectivamente, mientras que en el caso de Puerto López solo se conoce que fue un plaguicida organofosforado. Los 3 casos de intoxicación masiva ocurrieron por consumo de alimentos contamidados. Estos casos se analizaron y se compararon con las principales intoxicaciones ocurridas en el mundo. Se propone una discusión en torno a las consecuencias que tuvieron estos hechos en las políticas de salud pública nacionales, la capacidad de hacer frente a situaciones de este tipo en el país, la capacitación de personal para la prevención y manejo de estas situaciones y la educación de los profesionales de la salud en epidemiología, toxicologia y otras disciplinas involucradas en el campo de la salud ambiental

Intoxicación aguda por paratión-metílico con manifestaciones extrapiramidales antes no informadas / Acute poisoning by methyl parathion with previously unreported extrapyramidal manifestations

Femenina de 14 años de edad que intenta suicidio mediante la ingestión de insecticida paratión-metílico concentrado, quien presentó intoxicación aguda grave con manifestaciones muscarínicas, nicotínicas y neurológicas, así como descenso de 88 por ciento de la actividad de la colinesterasa. Al noveno día de su evolución, súbitamente presentó síntomas extrapiramidales, crisis oculógiras y bucolinguales, distonía de torsión de cuello y tronco, hipertonía y temblores digitales; mismos que mejoraron con la administración endovenosa de difenhidramina. Se descartó la administración de neurolépticos, la exposición a otros tóxicos capaces de originar esta sintomatología y la posibilidad de un síndrome intermedio por orgánico-fosforados. Se especula, dadas las propiedades bioquímicas del insecticida, que pudiera causar esta sintomatología al inhibir los receptores dopaminérgicos de la sustancia nigra y de los ganglios basales