FICHA CATALOGRÁFICA Santos, Laísa Maria Freire dos Atividade de etoxiresorufina-o-desetilase, freqüência de micronúcleos, níveis de metais, índice

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1 FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ ESCOLA NACIONAL DE SAÚDE PÚBLICA SÉRGIO AROUCA MESTRADO EM SAÚDE PÚBLICA ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: TOXICOLOGIA AMBIENTAL OCUPACIONAL Atividade de etoxiresorufina-o-desetilase, freqüência de micronúcleos, níveis de metais, índice hepático e fator de condição em peixes provenientes da bacia do rio Paraíba do Sul Laísa Maria Freire dos Santos Rio de Janeiro 2004

2 FICHA CATALOGRÁFICA Santos, Laísa Maria Freire dos Atividade de etoxiresorufina-o-desetilase, freqüência de micronúcleos, níveis de metais, índice hepático e fator de condição em peixes provenientes da bacia do rio Paraíba do Sul / Laísa Maria Freire dos Santos p.; il, tab, graf, map, Orientador: Isabella Fernandes Delgado Segundo Orientador: Francisco José Roma Paumgartten Dissertação (Mestrado) Fundação Oswaldo Cruz, Escola Nacional de Saúde Pública. 1. Poluição. 2. Biomarcadores. I. Isabella Fernandes Delagado II. Atividade de etoxiresorufina-o-desetilase, freqüência de micronúcleos, níveis de metais, índice hepático e fator de condição em peixes provenientes da bacia do rio Paraíba do Sul ii

3 FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ ESCOLA NACIONAL DE SAÚDE PÚBLICA SÉRGIO AROUCA MESTRADO EM SAÚDE PÚBLICA ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: TOXICOLOGIA AMBIENTAL OCUPACIONAL Atividade de etoxiresorufina-o-desetilase, freqüência de micronúcleos, níveis de metais, índice hepático e fator de condição em peixes provenientes da bacia do rio Paraíba do Sul Laísa Maria Freire dos Santos Dissertação Apresentada à Escola Nacional de Saúde Pública Fundação Oswaldo Cruz para Obtenção do Grau de Mestre em Saúde Pública Sérgio Arouca Área de Concentração em Toxicologia. Rio de Janeiro 2004 iii

4 FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ ESCOLA NACIONAL DE SAÚDE PÚBLICA SÉRGIO AROUCA MESTRADO EM SAÚDE PÚBLICA ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: TOXICOLOGIA AMBIENTAL OCUPACIONAL Atividade de etoxiresorufina-o-desetilase, freqüência de micronúcleos, níveis de metais, índice hepático e fator de condição em peixes provenientes da bacia do rio Paraíba do Sul Laísa Maria Freire dos Santos Orientadora: Isabella Fernandes Delgado Segundo orientador: Francisco José Roma Paumgartten Aprovada em de Abril de 2004 pela banca examinadora: Prof. Dr. Francisco Gerson Araújo Prof. Dr. João Paulo Machado Torres Profª. Drª. Isabella Fernandes Delgado Suplentes: Prof. Dr. Jean Remy Daveé Guimarães Prof. Dr. Odir Clécio da Cruz Roque Rio de Janeiro 2004 iv

5 Tudo na vida deve ser feito com amor... Ao mesmo tempo em que o amor nos deixa sensíveis, nos torna mais fortes... Dedico essa dissertação ao meu grande amor! v

6 Agradecimentos Ao final desta etapa de trabalho recordo de muitos que me ajudaram, pessoas que cruzaram meu caminho e que deixaram marcas. Cada um de vocês é um pouco da minha história... Sem vocês seria muito mais difícil a realização desta dissertação. Por isto gostaria de agradecer profundamente a todos: Agradeço ao meu marido Paulo pela nossa cumplicidade e carinho, pelo apoio incondicional dedicado a mim, pelo incentivo e paciência e principalmente por dar mais sentido à minha vida fazendo com que eu perceba que se quisermos podemos fazer de cada dia um dia mais feliz...; Aos meus familiares, Maria da Conceição minha mãe, Carlos Alberto meu pai e Leila e João meus irmãos agradeço pela força que sempre me deram, pelos conselhos e exemplos de postura e união. Minha gratidão não cabe aqui; À amiga Barbara que desde os tempos de colégio foi sempre companheira. Agradeço por passarmos juntas as dificuldades e alegrias que permearam este período. E também pelas leituras prévias da dissertação. À amiga Dayse Aline que partilha já a alguns anos dos estudos em grupo, das dificuldades e alegrias; Agradeço especialmente ao professor Dr. Gerson Araújo pela oportunidade de colaboração, pela realização da estatística e identificação das espécies. Agradeço à equipe de campo do laboratório de ecologia de Peixes da UFRRJ que soube superar as dificuldades e contribuiu com muita garra para que os trabalhos saíssem. São eles: Benjamin, Tatiana, Bianca, Eduardo, Daniel, Paulo, Erasmo, Irene, Charles, José Dias e Fabiano. Ao professor Dr. João Paulo pelo elo de cooperação entre laboratórios. Agradeço ao apoio recebido de alguns membros do laboratório de Radioisótopos do Instituto de Biofísica da UFRJ. São eles: Cláudio Eduardo, Antônio, Ricardo, Elisa, Rodrigo, Paulo, Elizabete, Michele, Dona Madalena, entre outros. Um agradecimento especial é para Marcela que com sua simpatia e responsabilidade me ajudou muito!!! Você tem uma grande carreira pela frente! Agradeço à amiga Iranaia pela ajuda no processamento de algumas amostras. Agradeço ao Victor Wagner pela ajuda na realização das fotos de micronúcleo. Agradeço ao Setor de Transportes representado por Robson e Tadeu, e principalmente aos motoristas da FIOCRUZ Sr. Deni e Sr. Wandic que nos levaram ao campo participando das coletas com muito profissionalismo, boa vontade e animação; Agradeço a todos os companheiros que encontramos nas atividades de campo, pessoas que talvez nem saibam a real importância de um trabalho de pesquisa, mas que não hesitaram em emprestar suas casas ou terrenos para que ficássemos alojados. Eu também aprendi com vocês! vi

7 Aos agentes da Policial Florestal de São Paulo que nos alojaram em suas dependências assim como o Secretário de Agricultura de Santo Antônio de Pádua (Sr. José) e o Secretário de Agricultura de Italva Sr. Marconi. Ao pesquisador Carlos Castro da Coppe que me estimulou a continuar na academia e que me auxiliou nas atividades em campo. Faço um agradecimento especial para o meu cúmplice de jornada, meu ajudante teimoso e incansável, que gosta de bater records de número de amostras feitas por dia e de ficar mais de 12 horas no laboratório (quando não tem aulas)... A você Thiago meus profundos agradecimentos. Sentirei saudades... VALEU! À minha orientadora Isabella Delgado que por demonstrar confiança no meu trabalho e devido a tantas complicações no meio curso aceitou me orientar mesmo de longe. Ao Francisco Paumgartten, que me orientou também, agradeço pelas idéias, interesse e respeito à minha vontade quando quis trabalhar nesta área. A todos os integrantes do laboratório de Toxicologia, ainda não citados, sobretudo à Regina com sua ansiedade e críticas, Ana Cecilia com sua prudência e atenção, Rosangela com sua boa vontade e carinho, à mestranda Valéria pelas leituras prévias da dissertação, ao mestrando Igor tentativa de dosagem de proteínas no final da parte experimental, a todos os estagiários que tornaram mais alegre o trabalho no laboratório e principalmente ao técnico Jayme que mesmo recém chegado ao laboratório dissecou os peixes para análise de metais. Aos estatísticos Dr. Takume e Dr. Ana Goedel pela análise dos dados e decisão da estatística. Agradeço ao Grupo Saúde e Espaço nas grandes cidades CICT/SIG/FIOCRUZ Laboratório de Geoprocessamento e à ANA (Agência Nacional de Águas) pelo fornecimento e edição dos mapas. Agradeço principalmente ao estagiário deste laboratório Alejandro Sebastian A. Alferii do curso de Engenharia Cartográfica pela edição do mapa e paciência nas seis horas de trabalho sem descanso. Pelo pouco que o conheci demonstrou muito profissionalismo e domínio de conhecimentos; Agradeço ao Nelson do Laboratório de Hidrologia da COPPE pelo mapa da bacia do rio Paraíba cedido. Agradeço à ENSP pela oportunidade de um espaço de discussão, reflexão e pesquisa na área de Saúde Pública e à FIOCRUZ por proporcionar oportunidade de me formar numa instituição de referência Nacional. Agradeço também a Deus que por ser a inteligência que tudo rege, me deu a oportunidade de encontrar nesta vida pessoas maravilhosas com as quais muito aprendi! vii

8 A religião cósmica é o móvel mais poderoso e mais generoso da pesquisa científica (...). É sentida por uma minoria de pessoas que vê, no Universo, algo mais do que um simples mecanismo sem ressonâncias transcendentes. Trata-se de uma convicção bem comparável ao sentimento religioso, porque aceita um mundo baseado na razão, um mundo inteligível! (...) Esta convicção, ligada ao sentimento profundo de uma razão superior desvendando-se no mundo da experiência, traduz para mim a idéia de Deus. Albert Einstein ( ) viii

9 Água que nasce na fonte serena do mundo e que abre o profundo grotão Água que faz inocente riacho e deságua na corrente do ribeirão Águas escuras dos rios que levam a fertilidade ao sertão Águas que banham aldeias e matam a sede da população Águas que caem das pedras no véu das cascatas, ronco de trovão E depois dormem tranqüilas, no leito dos lagos, no leito dos lagos Água dos igarapés onde Iara mãe d água é misteriosa canção Água que o sol evapora pro céu vai embora virar nuvens de algodão Gotas de água da chuva alegre arco-íris sobre a plantação Gotas de água da chuva tão tristes são lágrimas na inundação Águas que movem moinhos são as mesmas águas que encharcam o chão E sempre voltam humildes pro fundo da terra, pro fundo da terra, Terra planeta água... terra planeta água. Planeta Água ix Guilherme Arantes

10 Resumo Neste estudo avaliamos a freqüência de micronúcleos no sangue periférico, a atividade da etoxiresorufina-o-desetilase - EROD (marcador da atividade enzimática da subfamília CYP1A) no fígado, e os níveis de metais no músculo de peixes acarás (Geophagus brasiliensis) e cascudos (Hypostomus affinis e Hypostomus luetkeni) coletados na bacia do rio Paraíba do Sul. Biomarcadores inespecíficos como Fator de Condição e Índice Hepático também foram utilizados. Os peixes foram capturados nos trechos superior, médio-superior, médio-inferior e inferior da bacia do rio Paraíba do Sul em dois períodos distintos (chuva e estiagem). Dentre as espécies estudadas, G. brasiliensis foi a que coletamos com maior freqüência ao longo de toda a bacia. G. brasiliensis, H. affinis e H. luetkeni apresentaram uma tendência de aumento dos fatores de condição no período de chuvas quando comparamos aos valores obtidos no período de estiagem. Volta Redonda foi a região em que se coletou G. brasiliensis com os maiores valores de índice hepático. A freqüência de micronúcleos nos eritrócitos do sangue periférico das três espécies foi muito baixa (0,00-2,00 ) evidenciando ausência de dano genotóxico. A atividade de EROD em G. brasiliensis foi maior do que a das outras duas espécies em todos os locais de coleta. Na região de Levy Gasparian, onde foi possível capturar um grande número de peixes, a atividade de EROD em G. brasiliensis machos foi maior do que em fêmeas. A atividade de EROD de G. brasiliensis variou entre os locais de coleta, sendo os maiores valores registrados nos peixes de São Luiz do Paraitinga, Barra Mansa, Levy Gasparian, Três Rios e Sapucaia e os menores nos peixes de Paraibuna, Italva, Rio das Flores, Santo Antônio de Pádua e Campos. Os níveis de metais foram baixos nas três espécies em todas as regiões e no caso de chumbo e mercúrio, inferiores aos valores máximos permitidos pela regulamentação brasileira de alimentos (ANVISA). Estudos devem ser realizados para investigar as diferenças de EROD entre G. brasiliensis, H. affinis e H. luetkeni. As regiões de São Luiz do Paraitinga, Barra Mansa, Três Rios, Levy Gasparian e Sapucaia devem ser melhor investigadas quanto a poluentes indutores de CYP1A, uma vez que os peixes coletados nestes locais apresentaram as mais elevadas atividades de EROD. Palavras-chave: Biomarcadores, Atividade de EROD, freqüência de micronúcleo, G. brasiliensis, H. affinis e H. luetkeni. x

11 Abstract In this study we evaluated the frequency of micronucleated erythrocytes in peripheral blood, metal concentrations and the activity of ethoxyresorufin-o-dealkylase (EROD) in the liver of pearl cichlid (Geophagus brasiliensis) and catfish (Hypostomus affinis and Hypostomus luetkeni). Physiological features, including condition factor and liver somatic index were calculated to assess fish condition. Fishes were caught at Paraiba do Sul river and tributaries in the rainny and dry season. Geophagus brasiliensis, H. affinis e H. luetkeni presented higher condition factor at the rainny season than at the dry season. G. brasiliensis caught from Volta Redonda presented the highest hepatic index. The frequency of micronucleated erythrocytes in three species was quite reduced ( ) revealing the absence of genotoxic damage. EROD activity in G. brasiliensis was higher than in catfish. In Levy Gasparian city we caught 21 specimens and it was possible to evaluate differences in EROD activity between males and females. Males G. brasiliensis EROD activity was higher than in females. This activity in G. brasiliensis varied among the sampling sites and the highest values were registered in fish from São Luiz do Paraitinga, Barra Mansa, Levy Gasparian, Três Rios and Sapucaia. Lowest values were registered in fish from Paraibuna, Italva, Rio das Flores, Santo Antônio de Pádua and Campos. Metal levels were low in muscles of the three species at all sampling sites. G. brasiliensis was most sensitive to EROD activity than catfish. The mooxigenases activity in fish should be used as a monitoring tool to detect contamination of water bodies by cytochrome P- 450-indicing agents. Metal levels found in fish muscles did not represent a risk to population health. This study did not demonstrated genotoxicity damage in the fish caught because it we did not observe a high frequency of micronuclei in peripheral blood erythrocytes. Keywords: biomarkers, EROD activity, micronuclei frequencies, G. brasiliensis, H. affinis e H. luetkeni. xi

12 Sumário Dedicatória...v Agradecimentos...vi Epígrafe...viii Resumo...x Abstract...xi Sumário...xii Lista de Tabelas...xv Lista de Figuras...xviii Lista de Quadros...xx Lista de Siglas e Abreviaturas...xxi 1. Introdução Biomarcadores Índice hepático e Fator de condição Índice Hepático (IH) Fator de condição (FC) Determinação da freqüência do micronúcleo no monitoramento da poluição ambiental Divisão celular e formação de micronúcleos Determinação da freqüência de micronúcleos (MN) em peixes Determinação da atividade enzimática EROD (Etoxiresorufina O-desetilase) como biomarcador de susceptibilidade da poluição ambiental Biotransformação Citocromo P Indução do citocromo P450 - CYP1A Atividade de EROD em peixes Metais Ictiofauna Teleósteos de água doce Cichlidae Loricariidae Bacia do rio Paraíba do Sul...43 xii

13 1.7.1 Usos da Bacia do rio Paraíba do Sul Área de Estudo Objetivos Metodologia Locais de coleta Atividades em campo: Coleta, processamento de peixes e medidas das variáveis físico-químicas Índice hepático e fator de condição Determinação da freqüência de Micronúcleo Determinação da Atividade Enzimática EROD Preparo da fração citosólica (S9) hepática Determinação da concentração de proteínas na fração S Determinação da Atividade enzimática EROD Análise de metais Análise das concentrações totais de cromo, cobre, zinco, chumbo, níquel e manganês Análise de mercúrio total Análises Estatísticas Reagentes, Soluções, Padrões, Substratos, cofatores e outras substâncias utilizadas Preparo do esfregaço do sangue periférico, coloração e contagem das lâminas Preparação da fração citosólica (S9) hepática Determinação da concentração de proteínas na fração S Determinação da Atividade enzimática EROD Análise de cromo, cobre, zinco, manganês, chumbo e níquel Análise de mercúrio total Resultados Peixes coletados Medidas das variáveis físicas e físico-químicas Índice hepático e fator de condição Índice Hepático Fator de Condição Determinação da freqüência de micronúcleos...92 xiii

14 4.5 Determinação da Atividade de Etoxiresorufina-O-desetilase (EROD) na fração S9 hepática Quantificação de Metais Discussão Medidas das variáveis físicas e físico-químicas Índice hepático e fator de condição Índice Hepático Fator de Condição Determinação da freqüência de micronúcleos Determinação da Atividade Etoxiresorufina-O-desetilase (EROD) na fração S9 hepática Diferenças interespecíficas na atividade de EROD Diferenças entre machos e fêmeas na atividade de EROD Inibição da atividade de EROD Quantificação de Metais Conclusões Recomendações Referências Bibliográficas Anexos Anexo Anexo Anexo xiv

15 Lista de Tabelas Tabela 1: Avaliação de biomarcadores em peixes utilizando critérios propostos por Stegman (1992)...29 Tabela 2: Distribuição dos locais de coleta por unidade geográfica da bacia do rps Tabela 3: Localização geográfica (Latitude e longitude) dos locais em que foram realizadas as coletas do estudo Tabela 4: Número de peixes (G. brasiliensis, H. affinis e H. luetkeni) coletados nos períodos de chuvas e estiagem nas diferentes regiões estudadas da bacia do rio Paraíba do Sul...74 Tabela 5: Variáveis físicas e físico-químicas da água medidos em diferentes pontos ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas Tabela 6: Variáveis físicas e físico-químicas da água medidas em diferentes pontos ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de estiagem Tabela 7: Classificação dos valores de IHs médios de G. brasiliensis coletados em diferentes regiões e períodos...80 Tabela 8: Classificação dos valores de IHs médios de H. affinis coletados em diferentes regiões e períodos...81 Tabela 9: Classificação dos valores de IHs médios de H. luetkeni coletados em diferentes regiões e períodos Tabela 10: Índices Hepáticos de G. brasiliensis, H. affinis e H. luetkeni em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas...83 Tabela 11: Índices Hepáticos de G. brasiliensis, H. affinis e H. luetkeni em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de estiagem...84 Tabela 12: Valores do Fator de Condição isométrico de G. brasiliensis, coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul nos períodos de chuvas e estiagem...88 Tabela 13: Valores do Fator de Condição isométrico de H. affinis, coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul nos períodos de chuvas e estiagem...89 Tabela 14: Valores do Fator de Condição isométrico de H. luetkeni,, coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul nos períodos de chuvas e estiagem...90 xv

16 Tabela 15: Freqüência de eritrócitos com micronúcleos no sangue de G. brasiliensis coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul nos períodos de chuva e estiagem...92 Tabela 16: Freqüência de eritrócitos com micronúcleos no sangue de H. affinis e H. luetkeni coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas Tabela 17: Freqüência de eritrócitos com micronúcleos no sangue de H. affinis e H. luetkeni coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de estiagem Tabela 18: Enquadramento das regiões de coleta, nos períodos de chuva e estiagem, segundo faixas crescentes de atividade de EROD em fração S9 hepática de G. brasiliensis. Para classificação foram utilizados os valores da mediana de cada região (representada pelos códigos) Tabela 19: Concentração de metais no músculo de G. brasiliensis coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas. Níveis máximos permitidos de acordo com a regulamentação brasileira (ANVISA) Tabela 20: Concentração de metais no músculo de G. brasiliensis coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de estiagem. Níveis máximos permitidos de acordo com a regulamentação brasileira (ANVISA) Tabela 21: Concentração de metais no músculo de H. luetkeni coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas. Níveis máximos permitidos de acordo com a regulamentação brasileira (ANVISA) Tabela 22: Concentração de metais no músculo de H. affinis e H. luetkeni coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de estiagem. Níveis máximos permitidos de acordo com a regulamentação brasileira (ANVISA) Tabela 23: Comparação das freqüências de micronúcleos em eritrócitos de peixes em diferentes estudos Anexo 1 Anexos Tabela 1a: Parâmetros morfométricos de G. brasiliensis coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas xvi

17 Tabela 2a: Parâmetros morfométricos de H. affinis coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas Tabela 3a: Parâmetros morfométricos de H. luetkeni coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas Tabela 4a: Parâmetros morfométricos de G. brasiliensis coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul na época de estiagem Tabela 5a: Parâmetros morfométricos de H. affinis coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul na época da estiagem Tabela 6a: Parâmetros morfométricos de H. luetkeni coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul na época da estiagem Tabela 7a: Atividade de EROD na fração S9 hepática de G. brasiliensis coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas Tabela 8a: Atividade de EROD na fração S9 hepática de H. affinis coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas Tabela 9a: Atividade de EROD na fração S9 hepática de H. luetkeni coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas Tabela 10a: Atividade de EROD na fração S9 hepática de G. brasiliensis coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de estiagem Tabela 11a: Valores da atividade de EROD na fração S9 hepática de H. affinis coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas Tabela 12a: Atividade de EROD na fração S9 hepática de H. luetkeni coletados ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul no período de estiagem Anexo 2 Tabela 1b: Variáveis físicas e físico-químicas medidas na margem e calha central do rio Pomba em S.A.Pádua e no tanque de cultivo de peixes da Secretaria Municipal de Agricultura Tabela 2b: Comparação entre os resultados dos parâmetros morfométricos de Hypophthalmichthys molitrix, Oreochromis niloticus e Prochilodus lineatus em experimento in situ realizado no rio Pomba Tabela 3b: Comparação entre Valores da atividade de EROD em S9 hepática de Hypophthalmichthys molitrix, Oreochromis niloticus e Prochilodus lineatus em experimento in situ xvii

18 Lista de Figuras Figura 1: Esquema de respostas biológicas decorrentes de exposição a poluentes...27 Figura 2:Ilustração esquemática do mecanismo de formação de micronúcleo em células eucarióticas. [Adaptado de Al-Sabti, 1995]...33 Figura 3: Estrutura da protoporfirina férrica do grupo prostético do CYP Figura 4: Esquema da Indução mediada por receptor Ah do citocromo P4501A1. Adaptado de Okey, Figura 5: Localização geográfica da Bacia Hidrográfica do rio Paraíba do Sul abrangendo os Estados de São Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro Figura 6: Perfil longitudinal do rio Paraíba do Sul, com a indicação das unidades geográficas adaptado de Bizerril (2001)...50 Figura 7: Comparação entre Índice Hepático de G. brasiliensis coletado em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul nos períodos de chuvas e estiagem...80 Figura 8: Comparação entre Índices Hepáticos de H.affinis e H. luetkeni coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul, nos períodos de chuvas e estiagem...82 Figura 9: Distribuição dos Fatores de Condição (*10 5 ) de todos os G. brasiliensis coletados nas regiões estudadas nos períodos de chuva e estiagem Figura 10: Fator de Condição (média±desvio padrão) de G. brasiliensis coletados nos períodos de chuvas e estiagem.* - p<0, Figura 11: Fatores de condição de G. brasiliensis coletado em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul nos períodos de chuvas e estiagem Figura 12: Fatores de Condição de H.affinis e H. luetkeni coletados em diferentes regiões ao longo da bacia do rio Paraíba do Sul nos períodos de chuvas e estiagem...91 Figura 13: Distribuição dos valores de atividade de EROD (pmol de resorufina/min/mg de proteína) em G. brasiliensis utilizados neste estudo nas diferentes regiões da bacia do rio Paraíba do Sul nos períodos de chuvas e estiagem Figura 14: Atividade de EROD em S9 hepática de G. brasiliensis coletados em diferentes regiões da bacia do rio Paraíba do Sul no período de chuvas...98 Figura 15: Atividade de EROD em S9 hepática de G. brasiliensis coletados em diferentes regiões da bacia do rio Paraíba do Sul no período de estiagem...99 xviii

19 Figura 16: Comparação das atividades de EROD em G. brasiliensis entre os períodos de chuva e estiagem Figura 17: Atividade de EROD entre machos e fêmeas de G. brasiliensis coletados no rio Paraibuna-mineiro na cidade de Levy Gasparian (Região 8). * - P=0, Figura 18: Atividade de EROD entre fêmeas e fêmeas ovadas de G. brasiliensis coletados no rio Paraibuna-mineiro na cidade de Levy Gasparian (Região 8) Figura 19: Comparação da atividade de EROD em S9 hepática em H. affinis e H. luetkeni coletados nas regiões de coleta no período de chuvas(média ± desvio padrão) Figura 20: Comparação da atividade de EROD em S9 hepática em H. affinis e H. luetkeni coletados nas regiões de coleta no período de estiagem (média ± desvio padrão) Figura 21: Correlação entre atividade de EROD e Índice Hepático de G brasiliensis coletados no período de chuvas e estiagem Anexos Anexo 2 Figura 1b: Comparação da atividade de EROD entre os grupos controle e experimental da Oreochromis niloticus Figura 2b: Comparação da atividade de EROD entre os grupos controle e experimental de Hypophthalmichthys molitrix Figura 3b: Comparação da atividade de EROD entre os grupos controle e experimental de Prochilodus lineatus Anexo 3 Figura 1c:Foto de Geophagus brasiliensis coletado no rio Paraíba do Sul em Três Rios.166 Figura 2c: Foto de H. affinis coletado no rio Paraíba do Sul em Três Rios Figura 3c: Fêmea ovada de H. affinis Figura 4c: Fígado de G. brasiliensis Figura 5c: Eritrócitos do sangue periférico de H. luetkeni coletado no rio Preto em Rio das Flores. Em destaque está a célula com micronúcleo xix

20 Lista de Quadros Quadro 1: Características gerais dos principais rios da bacia do rio Paraíba do Sul. Adaptado de Bizerril (1999)...48 Lista de Esquemas Esquema 1: Relação entre matriz do peixe e o tipo de análise realizada e os processos realizados em campo e laboratório...72 xx

21 Lista de Siglas e Abreviaturas ACHE Acetilcolina Ah - receptor Ah - aryl hydrocarbon ALT - alanina transaminase ANA Agência Nacional de Águas ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária AST aspartato trasnsaminase ATSDR Agency for Toxic Substances and Disease Registry Bile FAC - metabólitos fluorescentes de HPA na bile CAT Catalase c.a. cerca de CEDAE - Companhia de Águas e Esgotos do Estado do Rio de Janeiro CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental CO - monóxido de carbono CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente Cr cromo Cu cobre CYP1A- Citocromos P450-1A (subfamília) CYP1A1 - Citocromo P450-1A1 (isoforma) CYP450 - citrocomo P450 DDT dicloro-difenil-tricloroetano DMSO dimetil sufóxido DNA ácido dexorribonucleico DNA add adutos de DNA DNA dam - danos ao DNA DO - densidade ótica EDTA - Ácido etilenotetraamino ENSP Escola Nacional de Saúde Pública Sérgio Arouca EROD - Etoxiresorufina O-desetilase FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations - Organização das Nações Unidas para Alimentos e Agricultura FC Fator de condição FEEMA - Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente xxi

22 FIOCRUZ Fundação Oswaldo Cruz GPS - Sistema de Georreferenciamento por Satélite GST - Glutationa-S-tranferase ha - hectares Hg mercúrio HPAs - hidrocarbonetos aromáticos policíclicos HSP - proteínas de choque térmico IB/UFRRJ Instituto de Biologia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IDA Ingestão Diária Aceitável IH Índice Hepático Leuc Leucócitos LIGHT Serviços de Eletricidade S/A Linf - Linfócitos MG Estado de Minas Gerais Mn manganês MN - Micronúcleo mrna Ácido ribonucléico mensageiro MT Metalotioneínas MXR resistência a multixenobióticos Ni - níquel NRC - National Research Council O 2 - oxigênio molecular ºC grau Celsius OD - oxigênio dissolvido PA para análise Pb chumbo PCBs Bifenilas policloradas PCDDs - dibenzo-p-dioxinas policloradas PCDFs - dibenzofuranos policlorados ph Potencial de hidrogenação PR- Paraná qsp quantidade suficiente para rps Rio Paraíba do Sul xxii

23 SIG Sistema de Informações Geográficas SOD - Superóxido dismutase TBT - tributil de estanho TPT - trifenil de estanho UDPGT Glucuronil transferases UFRJ Universidade Federal do Rio de Janeiro VTG - vitelogenina WHO World Health Organization - Organização Mundial de Saúde Zn zinco ZRP Proteínas da zona radiata xxiii

24 1. Introdução A aceleração do processo de urbanização e industrialização, ocorrido principalmente após a Segunda Guerra Mundial, resultou no aumento da poluição hídrica. Cada vez mais a contaminação/ poluição das águas se torna um problema maior e mais complexo em nossa sociedade. Em virtude deste fato cresce a preocupação de diversos setores, inclusive do setor de saúde, em relação à escassez de água potável em algumas comunidades; à contaminação da população por poluentes encontrados na água e/ou biota; às doenças veiculadas pelas águas, e a outros problemas que refletem um desenvolvimento não sustentado. Tradicionalmente, o impacto de descargas de poluentes em ecossistemas aquáticos tem sido avaliado no meio abiótico (água ou sedimento) por meio da quantificação das substâncias químicas. Esta abordagem, apesar de fornecer informações úteis, tem algumas limitações (e.g. não fornece informações sobre a biodisponibilidade da substância química). Inferências sobre o impacto da contaminação ambiental na biota requerem um conhecimento prévio dos possíveis efeitos adversos induzidos por poluentes nos organismos. Tais efeitos podem aparecer em vários níveis organizacionais de complexidade, desde o molecular, celular, individual, até o nível de comunidade. Atualmente observa-se nos trabalhos de pesquisa científica uma tendência em se utilizar um conjunto de marcadores de poluição para detectar alterações induzidas por xenobióticos sobre os organismos. Neste sentido, uma ampla gama de biomarcadores tem sido proposta para detecção de respostas a poluentes químicos na biota e para o monitoramento da contaminação de ecossistemas aquáticos. 1.1 Biomarcadores Apesar do emprego de alguns biomarcadores apresentar longa história na medicina e saúde pública, o desenvolvimento sistemático, a validação e a aplicação de biomarcadores é um campo relativamente novo (Shugart, 1992). Biomarcadores podem servir como um elemento comum em estudos com diferentes abordagens, tais como estudos epidemiológicos, estudos experimentais e estudos em campo com plantas ou animais (Anderson, 1994). Muitas definições têm sido propostas para o termo biomarcador. Este termo pode ser usado, de forma geral, para qualquer medida que reflita uma interação entre um sistema biológico e um dano potencial, que pode ser químico, físico ou biológico (Van der Oost, 24