Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Nunes, Mauro Eugênio Medina
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/26339/001300000nkjg
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Bioquímica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica
Centro de Ciências Naturais e Exatas
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/17534
Resumo: In the last decade, it has been investigated behavioral patterns that may to reflect the physiological and biochemical changes in promising experimental models. Zebrafish (Danio rerio) is an useful tool for studying dose-response effects when exposed to contaminants and biomonitoring studies. The exposure to herbicide paraquat (PQ), a common environmental contaminant, is considered a risk factor for the development of neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease. In the brain the PQ acts on the dopaminergic neurons by inducing a state of oxidative stress through its redox cycle on the nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) and also on the mitochondria, leading mitochondrial dysfunction and death of these neurons. Thus, the aim of this study was to evaluate behavioral parameters and biochemical changes in zebrafish brain chronically treated PQ. PQ (20 mg/kg; treated group) or saline (0.9%; control group) were administrated intraperitoneally, one injection every 3 days for 16 days totalized six injections in adult zebrafish of both sexes. Zebrafish treated with PQ showed a less anxious character in relation to control group, due the decrease in defense behaviors, such as time spend in bottom section, latency to first entry to upper section and number and duration of risk assessment episodes in novel tank and light-dark test. Additionally, treated animals showed a more aggressive character, increasing the time and duration of the aggressive episodes in the inclined mirror-image stimulus. However, alterations in locomotor and motor patterns were not observed. In addition, PQ induced brain damage due decrease of ± 10% of the mitochondrial viability. Treatment with PQ also induced the increase of antioxidant defense system activity, as biomarkers catalase (CAT) glutathione peroxidase (GPx), and non-protein thiols (NPSH) levels, as well as the glutathione-S-transferase (GST). However, there were no changes in the levels of reactive oxygen species (ROS) and oxidative damage in lipids (TBARS). We demonstrated for the first time that PQ induced an increase in aggressive behavior, decreasing non-motors patterns associated to defense behaviors. We suggest that fish exposed to PQ are more susceptible to predation, since it seems to be more exposed to danger. The increase in aggression can influence the social behavior of the fish group. Behavioral changes may be associated to brain damage observed by decreased mitochondrial viability in zebrafish brain.
id UFSM_95e625b587f604d0d132ae06187dfadd
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/17534
network_acronym_str UFSM
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)Chronic exposure to herbicide paraquat promotes imbalance in the antioxidant system and behavioral changes in zebrafish (Danio rerio)ParaquatPeixe zebraComportamentoAgressividadeSistema antioxidanteZebrafishBehaviorAggressionAntioxidant systemCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICAIn the last decade, it has been investigated behavioral patterns that may to reflect the physiological and biochemical changes in promising experimental models. Zebrafish (Danio rerio) is an useful tool for studying dose-response effects when exposed to contaminants and biomonitoring studies. The exposure to herbicide paraquat (PQ), a common environmental contaminant, is considered a risk factor for the development of neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease. In the brain the PQ acts on the dopaminergic neurons by inducing a state of oxidative stress through its redox cycle on the nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) and also on the mitochondria, leading mitochondrial dysfunction and death of these neurons. Thus, the aim of this study was to evaluate behavioral parameters and biochemical changes in zebrafish brain chronically treated PQ. PQ (20 mg/kg; treated group) or saline (0.9%; control group) were administrated intraperitoneally, one injection every 3 days for 16 days totalized six injections in adult zebrafish of both sexes. Zebrafish treated with PQ showed a less anxious character in relation to control group, due the decrease in defense behaviors, such as time spend in bottom section, latency to first entry to upper section and number and duration of risk assessment episodes in novel tank and light-dark test. Additionally, treated animals showed a more aggressive character, increasing the time and duration of the aggressive episodes in the inclined mirror-image stimulus. However, alterations in locomotor and motor patterns were not observed. In addition, PQ induced brain damage due decrease of ± 10% of the mitochondrial viability. Treatment with PQ also induced the increase of antioxidant defense system activity, as biomarkers catalase (CAT) glutathione peroxidase (GPx), and non-protein thiols (NPSH) levels, as well as the glutathione-S-transferase (GST). However, there were no changes in the levels of reactive oxygen species (ROS) and oxidative damage in lipids (TBARS). We demonstrated for the first time that PQ induced an increase in aggressive behavior, decreasing non-motors patterns associated to defense behaviors. We suggest that fish exposed to PQ are more susceptible to predation, since it seems to be more exposed to danger. The increase in aggression can influence the social behavior of the fish group. Behavioral changes may be associated to brain damage observed by decreased mitochondrial viability in zebrafish brain.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNa última década, tem se investigado padrões comportamentais que reflitam as alterações fisiológicas e bioquímicas de organismos modelo promissores, como o peixe zebra (Danio rerio). O peixe zebra tem se mostrado uma útil ferramenta para diferentes estudos dose e resposta de drogas, e em estudos de biomonitoramento. A exposição ao herbicida paraquat (PQ), um comum contaminante ambiental, é considerada um fator de risco para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson. No cérebro o PQ atua sobre os neurônios dopaminérgicos induzindo o estado de estresse oxidativo através do seu ciclo redox sobre a fosfato de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADPH) e também sobre as mitocôndrias, induzindo disfunção mitocondrial e morte desses neurônios. Desse modo, o objetivo desse estudo foi avaliar parâmetros comportamentais e alterações bioquímicas em cérebros de peixe zebra em um modelo de tratamento crônico com PQ. PQ (20 mg/kg; grupo tratado) ou salina (0.9%; grupo controle) foram administrados por via intraperitoneal, uma injeção a cada 3 dias durante 16 dias, totalizando seis injeções em peixe zebra adulto de ambos os sexos. Peixes zebra tratados com PQ mostraram um caráter menos ansioso em relação ao grupo controle. O comportamento menos ansioso foi determinado pela diminuição em comportamentos de defesa, como diminuição tempo de permanência na parte inferior do tanque, latência para a primeira entrada seção superior e número e duração de episódios de avaliação de risco no ensaio ao novo tanque e teste claro-escuro. Além disso, os animais tratados apresentaram um caráter mais agressivo, aumentando o tempo e duração de episódios agressivos no teste de agressão induzida pelo espelho. No entanto, não foram observadas alterações nos parâmetros locomotores e motores. Além disso, o tratamento com PQ induziu dano cerebral através da diminuição da viabilidade mitocondrial. O tratamento com PQ induziu também o aumento da atividade de biomarcadores do sistema de defesa antioxidande, como catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), e níveis de tióis não proteicos (NPSH), assim como na glutationa-S-tranferase (GST). Entretanto, não houve alterações nos níveis de espécies reativas de oxigênio (EROS) e danos oxidativos em lipídios (TBARS). Nós demonstramos pela primeira vez que PQ induziu a um comportamento mais agressivo e diminuição de parâmetros não motores relacionados a comportamentos de defesa. Estes dados sugerem que animais expostos a PQ estejam mais suscetíveis a predação, uma vez que se expõem mais ao perigo. O aumento da agressividade pode influenciar o comportamento social do cardume. As alterações comportamentais podem ser produto dos danos cerebrais demonstrados pela diminuição da viabilidade de células encefálicas.Universidade Federal de Santa MariaBrasilBioquímicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica ToxicológicaCentro de Ciências Naturais e ExatasLoro, Vania Luciahttp://lattes.cnpq.br/6392817606416780Rosemberg, Denis Broockhttp://lattes.cnpq.br/7713953979203056Zanette, Julianohttp://lattes.cnpq.br/3852213838957279Oliveira, Sara Marchesan dehttp://lattes.cnpq.br/6574555059806902Nunes, Mauro Eugênio Medina2019-07-22T21:39:27Z2019-07-22T21:39:27Z2015-08-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/17534ark:/26339/001300000nkjgporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2019-07-23T06:00:45Zoai:repositorio.ufsm.br:1/17534Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2019-07-23T06:00:45Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.none.fl_str_mv Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)
Chronic exposure to herbicide paraquat promotes imbalance in the antioxidant system and behavioral changes in zebrafish (Danio rerio)
title Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)
spellingShingle Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)
Nunes, Mauro Eugênio Medina
Paraquat
Peixe zebra
Comportamento
Agressividade
Sistema antioxidante
Zebrafish
Behavior
Aggression
Antioxidant system
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
title_short Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)
title_full Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)
title_fullStr Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)
title_full_unstemmed Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)
title_sort Exposição crônica ao herbicida paraquat promove desequilíbrio no sistema antioxidante e alterações comportamentais em peixe zebra (Danio rerio)
author Nunes, Mauro Eugênio Medina
author_facet Nunes, Mauro Eugênio Medina
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Loro, Vania Lucia
http://lattes.cnpq.br/6392817606416780
Rosemberg, Denis Broock
http://lattes.cnpq.br/7713953979203056
Zanette, Juliano
http://lattes.cnpq.br/3852213838957279
Oliveira, Sara Marchesan de
http://lattes.cnpq.br/6574555059806902
dc.contributor.author.fl_str_mv Nunes, Mauro Eugênio Medina
dc.subject.por.fl_str_mv Paraquat
Peixe zebra
Comportamento
Agressividade
Sistema antioxidante
Zebrafish
Behavior
Aggression
Antioxidant system
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
topic Paraquat
Peixe zebra
Comportamento
Agressividade
Sistema antioxidante
Zebrafish
Behavior
Aggression
Antioxidant system
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
description In the last decade, it has been investigated behavioral patterns that may to reflect the physiological and biochemical changes in promising experimental models. Zebrafish (Danio rerio) is an useful tool for studying dose-response effects when exposed to contaminants and biomonitoring studies. The exposure to herbicide paraquat (PQ), a common environmental contaminant, is considered a risk factor for the development of neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease. In the brain the PQ acts on the dopaminergic neurons by inducing a state of oxidative stress through its redox cycle on the nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) and also on the mitochondria, leading mitochondrial dysfunction and death of these neurons. Thus, the aim of this study was to evaluate behavioral parameters and biochemical changes in zebrafish brain chronically treated PQ. PQ (20 mg/kg; treated group) or saline (0.9%; control group) were administrated intraperitoneally, one injection every 3 days for 16 days totalized six injections in adult zebrafish of both sexes. Zebrafish treated with PQ showed a less anxious character in relation to control group, due the decrease in defense behaviors, such as time spend in bottom section, latency to first entry to upper section and number and duration of risk assessment episodes in novel tank and light-dark test. Additionally, treated animals showed a more aggressive character, increasing the time and duration of the aggressive episodes in the inclined mirror-image stimulus. However, alterations in locomotor and motor patterns were not observed. In addition, PQ induced brain damage due decrease of ± 10% of the mitochondrial viability. Treatment with PQ also induced the increase of antioxidant defense system activity, as biomarkers catalase (CAT) glutathione peroxidase (GPx), and non-protein thiols (NPSH) levels, as well as the glutathione-S-transferase (GST). However, there were no changes in the levels of reactive oxygen species (ROS) and oxidative damage in lipids (TBARS). We demonstrated for the first time that PQ induced an increase in aggressive behavior, decreasing non-motors patterns associated to defense behaviors. We suggest that fish exposed to PQ are more susceptible to predation, since it seems to be more exposed to danger. The increase in aggression can influence the social behavior of the fish group. Behavioral changes may be associated to brain damage observed by decreased mitochondrial viability in zebrafish brain.
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-08-20
2019-07-22T21:39:27Z
2019-07-22T21:39:27Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/handle/1/17534
dc.identifier.dark.fl_str_mv ark:/26339/001300000nkjg
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/17534
identifier_str_mv ark:/26339/001300000nkjg
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Bioquímica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica
Centro de Ciências Naturais e Exatas
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Bioquímica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica
Centro de Ciências Naturais e Exatas
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.br
_version_ 1847153311588810752