Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/78857
Tipo: Tese
Título: Efeitos de agrotóxicos e do uso de biocarvão de palha de milho sobre o sistema antioxidante e metabolismo energético em peixes sob diferentes condições experimentais
Autor(es): Thais Maylin Sobjak
Primeiro Orientador: Elizete Rizzo
Primeiro Coorientador: Ana Tereza Bittencourt Guimarães
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Nédia de Castilhos Ghisi
Primeiro membro da banca : Enrrico Bloise
Segundo membro da banca: Laércio dos Anjos Benjamin
Terceiro membro da banca: Cíntia Mara Ribas de Oliveira
Quarto membro da banca: Sílvia Romão
Resumo: O crescimento populacional exige um aumento na produção de alimentos, resultando em um aumento exponencial no consumo mundial de pesticidas, como o glifosato, um herbicida sistêmico de amplo espectro e o imidacloprido, um inseticida neonicotinóide. Esses pesticidas são encontrados em águas superficiais como misturas complexas com efeitos aditivos e sinérgicos. Este trabalho visa compilar o conhecimento sobre o imidacloprido e explorar seus efeitos associados ao glifosato em peixes Poecilia reticulata, além de estudar a absorção e mitigação dos efeitos do imidacloprido em zebrafish (Danio rerio). Este estudo hipotetiza que a combinação de imidacloprido e glifosato resulta em efeitos deletérios no sistema antioxidante e no metabolismo energético, levando a danos celulares por estresse oxidativo em duas gerações de organismos, e que o uso de biocarvão pode mitigar esses efeitos em animais expostos a água contaminada com agrotóxicos. O manuscrito é dividido em três capítulos, abordando o estado da arte do imidacloprido, seus efeitos intergeracionais em associação com o glifosato e a eficácia do biocarvão ativado na remoção do imidacloprido. Para isso, o primeiro capítulo do manuscrito é uma revisão sistemática cienciométrica sobre o imidacloprido, que destaca as mudanças temáticas nas pesquisas e a necessidade de estudar os efeitos deletérios combinados desse pesticida com outros químicos. Foram analisados 5.485 artigos escritos por 16.224 autores com um H-index de 128, indicando um impacto relevante na área. A palavra-chave "toxicidade" se tornou frequente, com pesquisas focadas nos efeitos sobre abelhas, levando à proibição do uso do imidacloprido em áreas abertas na União Europeia desde 2018, embora ainda seja permitido em estufas e encontrado no ambiente. O segundo capítulo explora os efeitos combinados do imidacloprido e do glifosato em duas gerações de Poecilia reticulata. Demonstrou-se que a exposição crônica da geração parental aos herbicidas à base de glifosato e ao inseticida neonicotinóide imidacloprido causa danos metabólicos e fisiológicos, que podem impactar a saúde e a sobrevivência das populações. O terceiro capítulo investiga a eficácia do biocarvão ativado de palha de milho na remoção do imidacloprido da água e seus efeitos no sistema antioxidante e no metabolismo energético em zebrafish (Danio rerio). A exposição aguda ao imidacloprido aumentou a atividade da colinesterase cerebral, indicando perturbação do sistema nervoso. A combinação de biocarvão ativado e imidacloprido reduziu significativamente a concentração do pesticida na água e mitigou os efeitos neurotóxicos no cérebro. E ainda, observou-se uma redução na atividade da glutationa peroxidase em relação ao grupo exposto ao imidacloprido, enquanto as demais enzimas do sistema antioxidante não apresentaram diferenças significativas em comparação ao grupo controle. Esses resultados destacam o potencial do biocarvão ativado para mitigar a contaminação por imidacloprido, promovendo segurança ecológica e ambiental. Esses achados ressaltam a urgência de uma abordagem integrada e sustentável na gestão do uso de pesticidas, visando proteger a saúde dos ecossistemas aquáticos e a biodiversidade, ao mesmo tempo em que se busca alternativas que minimizem os impactos negativos sobre organismos não-alvo.
Abstract: Population growth demands an increase in food production, resulting in an exponential rise in global pesticide consumption, such as glyphosate, a broad-spectrum systemic herbicide, and imidacloprid, a neonicotinoid insecticide. These pesticides are found in surface waters as complex mixtures with additive and synergistic effects. This work aims to compile knowledge about imidacloprid and explore its effects associated with glyphosate in Poecilia reticulata fish, as well as to study the absorption and mitigation of imidacloprid effects in zebrafish (Danio rerio). This study hypothesizes that the combination of imidacloprid and glyphosate results in deleterious effects on the antioxidant system and energy metabolism, leading to cellular damage due to oxidative stress in two generations of organisms, and that the use of biochar may mitigate these effects in animals exposed to water contaminated with pesticides. The manuscript is divided into three chapters, addressing the state of the art of imidacloprid, its intergenerational effects in association with glyphosate, and the efficacy of activated biochar in the removal of the imidacloprid pesticide. To this end, the first chapter of the manuscript is a scientometric systematic review of imidacloprid, which highlights thematic changes in research and the need to study the combined deleterious effects of this pesticide with other chemicals. A total of 5,485 articles written by 16,224 authors with an H-index of 128 were analyzed, indicating a significant impact in the field. The keyword "toxicity" has become frequent, with research focusing on effects on bees, leading to the ban of imidacloprid use in open fields in the European Union since 2018, although it is still allowed in greenhouses and found in the environment. The second chapter explores the combined effects of imidacloprid and glyphosate on two generations of Poecilia reticulata. It has been shown that chronic exposure of the parental generation to glyphosate-based herbicides and the neonicotinoid insecticide imidacloprid causes metabolic and physiological damage, which can impact the health and survival of populations. The third chapter investigates the efficacy of activated biochar made from corn straw in removing imidacloprid from water and its effects on the antioxidant system and energy metabolism in zebrafish (Danio rerio). Acute exposure to imidacloprid increased brain cholinesterase activity, indicating disruption of the nervous system. The combination of activated biochar and imidacloprid significantly reduced the concentration of the pesticide in water and mitigated neurotoxic effects in the brain. Furthermore, a reduction in glutathione peroxidase activity was observed in relation to the group exposed to imidacloprid, while other antioxidant enzymes showed no significant differences compared to the control group. These results highlight the potential of activated biochar to mitigate contamination by imidacloprid, promoting ecological and environmental safety. These findings highlight the urgency of an integrated and sustainable approach to pesticide management, aimed at protecting the health of aquatic ecosystems and biodiversity, while also seeking alternatives that minimize negative impacts on non-target organisms.
Assunto: Biologia Celular
Glifosato
Imidacloprida
Ecotoxicologia
Carvão
Vegetal
Peixe-zebra
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Departamento: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
Curso: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular
Tipo de Acesso: Acesso Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/78857
Data do documento: 30-Set-2024
Término do Embargo: 30-Set-2026
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