Atividade da enzima paraoxonase-1 em mamíferos, aves e répteis

Abstract

O uso intensivo de pesticidas na agricultura tem causado a contaminação de recursos hídricos brasileiros. Os ecossistemas marinhos e costeiros tornam-se receptáculos temporários ou finais de uma grande variedade e quantidade de contaminantes, recebendo uma carga constante de substância químicas, orgânicas e inorgânicas através do lançamento direto de efluentes ou indiretamente através de rios. Os agrotóxicos organofosforados possuem atividade muito eficiente e alta persistência no ambiente. Enzimas conhecidas como esterases, incluindo a Paraoxonase-1 (PON-1), possuem a característica de hidrolisar compostos tóxicos em seres humanos, como os pesticidas. Estas enzimas oferecem proteção aos mamíferos contra os compostos organofosforados, enquanto as aves não são protegidas da mesma forma, sendo mais suscetíveis a esses compostos. PON-1 pode desintoxicar o organismo de pesticidas organofosforados, incluindo agentes neurotóxicos, contudo, sua baixa atividade no organismo aumentaria a sensibilidade aos efeitos agudos destes compostos xenobióticos. A partir destas informações, este estudo analisou a atividade de PON-1 em mamíferos marinhos (Arctocephalus australis), aves marinhas e costeiras (Spheniscus magellanicus e Nannopterum brasilianus), quelônios de água doce (Trachemys scripta elegans), comparando-os com uma espécie de mamífero terrestres (Rattus norvegicus) e uma de ave terrestre (Gallus gallus domesticus). Também foram analisados parâmetros bioquímicos de todas as espécies, como glicemia, triglicerídeos, colesterol, colesterol-HDL e lactato. A atividade de PON-1 foi 200 vezes maior em R. norvegicus quando comparada ao mamífero marinho A. australis, e maior que a encontrada nas aves marinhas e terrestres e nos quelônios de água doce. Dentre as aves, G. g. domesticus apresentou valores maiores (P<0,05) da atividade da PON-1 em relação ao grupo N. brasilianus. Quando comparada às aves, T. s. elegans, apresentou valores maiores de PON-1 em relação a N. brasilianus. Também foi analisada a correlação entre colesterol HDL e PON-1 e foi encontrada correlação positiva entre esses parâmetros somente em R. norvegicus (r=0,672, P= 0,047). Os perfis bioquímicos de mamíferos terrestres e marinhos diferiram significativamente quanto à glicemia, triglicerídeos, colesterol total e colesterol HDL. Já nas aves amostradas, foram observadas diferenças estatisticamente significativas nos parâmetros glicemia, triglicerídeos e colesterol. G. g. domesticus e S. magellanicus foram diferentes significativamente de N. brasilianus quanto ao lactato. O grupo dos quelônios/répteis foi comparado com dados encontrados em literatura sobre tartarugas marinhas. Foram observadas diferenças estatisticamente significativas nos parâmetros glicemia, triglicerídeos e colesterol com alguns dos estudos de comparação. A descrição do perfil bioquímico especialmente das espécies N. brasilianus e de S. magellanicus é de grande importância para a compreensão da fisiologia destas espécies, visto que existem poucos dados a respeito destas espécies na literatura. Esses dados poderão ser utilizados em estudos futuros, inclusive para aprimorar os cuidados durante períodos de reabilitação em centros de conservação marinhos. Além disso, considerando que a atividade da enzima PON-1 é um fator protetor para a toxicidade de organofosforados, a confirmação de que existe baixa atividade desta enzima nos animais marinhos e costeiros encontrados na costa do litoral Norte do RS reforça a necessidade de monitoramento do uso de agrotóxico na agricultura para a conservação das espécies marinhas desta região.

The intensive use of pesticides in agriculture has caused contamination of Brazilian water resources. Marine and coastal ecosystems become temporary or final receptors of a wide variety and quantity of contaminants, receiving a constant load of chemical, organic and inorganic substances through direct discharge of effluents or indirectly through rivers. Organophosphate pesticides have very efficient activity and high persistence in the environment. Enzymes selected as esterases, including Paraoxonase-1 (PON-1), have the ability to hydrolyze toxic compounds in humans such as pesticides. These enzymes protect mammals against organophosphate compounds, while birds are not protected in the same way and are more susceptible to them. PON-1 can detoxify the organism from organophosphate pesticides, including neurotoxic agents, but its low developmental activity increases the sensitivity to acute effects of xenobiotic effects. From this information, this study analyzes the activity of PON-1 in marine mammals (Arctocephalus australis), marine and coastal birds (Spheniscus magellanicus and Nannopterum brasilianus), freshwater turtles (Trachemys scripta elegans) and their comparison with one species of a land mammal (Rattus norvegicus) and a land bird (Gallus gallus domesticus). Biochemical parameters of all species, such as blood glucose, triglycerides, cholesterol, HDL-cholesterol and lactate were also analyzed. PON-1 activity was 200 times higher in R. norvegicus when compared to A. australis marine mammal, and higher than that found in sea and terrestrial birds and freshwater turtles. When compared to birds, T. s. elegans presents higher PON-1 values than N. brasilianus. Among birds, G. g. domesticus showed higher values (P <0.05) of PON-1 activity compared to N. brasilianus group. The correlation between HDL cholesterol and PON-1 was also analyzed and a positive correlation between these parameters was found only in R. norvegicus (r = 0.672, P = 0.047). Biochemical profiles of terrestrial and marine mammals differ in glycemia, triglycerides, total cholesterol, and HDL-cholesterol. In the birds sampled, significant differences were observed in the levels of glycemia, triglycerides and cholesterol. G. g. domesticus and S. magellanicus obtained significant difference in relation to N. brasilianus in lactate. The group of reptiles was compared with data found in the literature on sea turtles. Significant differences in blood glucose, triglyceride and cholesterol levels were observed with some comparison studies. A description of the biochemical profile especially of the species N. brasilianus and S. magellanicus is of great importance for understanding the physiology of these species, since there is little data on the impact on the literature. These data can be used in future studies, including to improve care during the recovery of marine conservation centers. In addition, considering that the activity of the enzyme PON-1 is a protective factor for organophosphate toxicity, a confirmation that there is a low activity of this enzyme in marine and coastal animals found on the northern coast of Rio Grande do Sul, with the need for monitor the use of pesticides in agriculture for the conservation of marine species in this region.