Toxicity induced by dieldrin and chlorpyrifos in the freshwater crayfish Cambarellus montezumae (Cambaridae) / Toxicidad inducida por dieldrín y clorpirifós en Cambarellus montezumae (Cambaridae)

ABSTRACT

The toxicity induced by insecticides in aquatic organisms is of utmost relevance because it may give a clue about the degree of health or damage of the involved ecosystem. In the present report, we determined the effect of dieldrin (DD) and chlorpyrifos (CP) on the freshwater crayfish, Cambarellus montezumae. The organisms (4-6cm in diameter) were collected in the Ignacio Ramírez Reservoir, situated at 50km Northeast of Mexico City, in the Rio Lerma Basin. Initially, we determined the LC50 value with the Probit method, then the DNA damage with single cell gel electrophoresis (comet assay applied at 24, 48, and 72h of exposure) to the brain and hepatopancreas of animals exposed (in reconstituted water) to 0.05 and 0.5µg/L of each insecticide. In the hepatopancreas of the same organisms, we determined the lipid peroxidation by applying the TBARS test. DNA damage and lipid peroxidation were also evaluated with the same methods to organisms exposed in water from the reservoir. In regard to the LC50 at 72h of exposure, we found a value of 5.1µg/L and a value of 5.62µg/L for DD and CP, respectively. The comet assay applied at different exposure times showed significant DNA damage to both organs, with respect to the control level. In the case of DD, statistical significance was observed for the two doses in the whole evaluated schedule. CP was genotoxic in the brain with the high dose at 72h, and in the hepatopancreas with the two tested doses at all evaluated exposure times. Also, a significant lipid peroxidation increase was detected with the two doses of insecticides. In the study with water from the reservoir, a more pronounced DNA damage was detected. Our results showed strong DNA damage induced by both insecticides in the crayfish, as well as a correlation with the lipid peroxidation effect, suggesting that oxidative stress is involved in the genotoxic alteration. Our results also showed the usefulness of the studied organism as well as the applied tests for the evaluation of toxicological effects, and suggested the pertinence of applying the comet assay to other freshwater organisms to evaluate the bioaccumulation of insecticides. Rev. Biol. Trop. 63 (1): 83-96. Epub 2015 March 01.

RESUMEN

La toxicidad inducida por insecticidas en organismos acuáticos es de gran relevancia porque puede orientar sobre el grado de salud o daño del ecosistema involucrado. En el presente estudio determinamos el efecto del dieldrín (DD) y del clorpirifós (CP) en el acocil de agua dulce Cambarellus montezumae. Los organismos (4-6cm de diámetro) se recolectaron en la Represa Ignacio Ramírez, situada a 50km al Noreste de la Ciudad de México, en la cuenca del Río Lerma. Inicialmente determinamos la LC50 con el método de Probit y después el daño al ADN mediante la electroforesis unicelular en gel (ensayo cometa, aplicado a las 24, 48 y 72 h de exposición) en el cerebro y el hepatopáncreas de animales expuestos (en agua reconstituida) a 0.05 y 0.5µg/L de cada insecticida. En el hepatopáncreas de los mismos organismos determinamos la peroxidación lipídica aplicando la prueba de TBARS. El daño al ADN y la peroxidación lipídica también se evaluaron con los mismos métodos en organismos expuestos a los insecticidas en agua de la represa. En relación a la LC50, a las 72h de exposición encontramos un valor de 5.1µg/L y un valor de 5.62µg/L para DD y CP, respectivamente. El ensayo cometa aplicado a diferentes tiempos de exposición mostró un significativo daño al ADN en ambos órganos con respecto al valor del testigo. En el caso del DD se observó significancia estadística para las dos dosis en todo el horario evaluado. CP fue genotóxico en el cerebro con la dosis más alta a las 72 h y en hepatopáncreas con las dos dosis, en todos los tiempos de exposición evaluados. También se detectó un significativo aumento de la peroxidación lipídica con las dos dosis de los insecticidas. En el estudio con el agua de la represa se detectó un daño más pronunciado en el ADN. Nuestros resultados mostraron un fuerte daño al ADN en Cambarellus montezumae por ambos insecticidas, así como una correlación con el efecto de la peroxidación lipídica, lo que sugiere que el estrés oxidativo está involucrado en la alteración genotóxica. Nuestros resultados también mostraron la utilidad del organismo estudiado y de las pruebas aplicadas para evaluar efectos tóxicos, y sugieren la pertinencia de aplicar el ensayo cometa en otros organismos de agua dulce para evaluar la bioacumulación de insecticidas.