Avaliação ecotoxicológica e do risco ambiental do fármaco ibuprofeno em invertebrados marinhos: uma abordagem com endpoints reprodutivos e de estresse celular

Avaliação ecotoxicológica e do risco ambiental do fármaco ibuprofeno em invertebrados marinhos: uma abordagem com endpoints reprodutivos e de estresse celular

Author Gaspar, Juliana Costa Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Aguiar, Odair Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Interdisciplinar em Ciências da Saúde
Abstract Pharmaceuticals are highlighted among the contaminants known as emerging contaminants. It’s due to their potential persistence and toxicity in non -target organisms and continuous and increasing production, use and disposal. Antiinflammatory drugs are the highest occurrence therapeutic class in the environment, all over the world; outstanding on it the pharmaceutical Ibuprofen, the most prescribed and consumed medicine in Europe and one of the most detected in surface waters, however, it’ is not regulated by environmental laws. There is a big need of chronic effect studies of pharmaceuticals in the sea. In this sense, the aim of this work was to proceed an environmental risk a ssessment and to investigate Ibuprofen’s adverse effects in marine invertebrate s, employing reproductive and cell stress endpoints, in the way to understand chronic and acute effects and to generate aids to the regulations and management of this pharmaceutical in marine ecosystems. To this purpose, a methodology based in TIERS was applied: Tier 0) chemical analysis in five samples collected in the area around the Santos submarine outfall, aiming to measure the environmental concentrations of Ibuprofen; Tier I) ecotoxicological evaluation through fertilization and embryolarval development assays using the sea-urchin Lytechinus variegatus and the marine bivalve Perna perna, applying concentrations up to 500 mg/L; Tier II) lisossomal membrane stability and histopathological analysis of adult P. perna gonad exposed to 20 µg/L and 200 µg/L during 7 days. Ibuprofen risk quotient was calculated, based on European Comission directive, n.º 1488/94 (2003) and on European Medicines Agency (2006), in which, risk quotient is calculated dividing the measured environmental concentration (MEC) by the predictive no-effect concentration (PNEC) and PNEC is the ratio of the IC50, LOEC or NOEC and a respective assessment factor (1000, 100 or 10). The highest environmental concentration detected was 2 µg/L. The concentrations that inhibited in 50 % the fertilization and the embryo development are higher than environmental concentrations (Fert.: 169,5 mg/L L. variegatus and 101,93 mg/L P. perna; Emb.: 80,16 mg/L L. variegatus and 99,36 mg/L P. perna). There weren’t observed histopathological alterations in the concentrations tested (20 e 200 µg/L). Nevertheless, a significant alteration in neutral red retention time was xv observed in 20 µg/L (CEO), from which a risk quotient > 10 was obtained; indicating high environmental risk. Many mechanisms can be involved in cell stress leading to lisossomal membrane destabilization, being necessary approaches with different sub-lethal parameters and higher exposition times to better understand its effects, especially population effects. In this study, Ibuprofen caused citotoxicity to P. perna mussel and was classified as posing high environmental risk, what must be considered in future environmental regulations.

Os compostos farmacêuticos têm destaque dentre os contaminantes chamados emergentes devido ao seu potencial de persistência e toxicidade em organismos não-alvo e à sua contínua e crescente produção, utilização e despejo. Os antiinflamatórios são a classe terapêutica de maior ocorrência no ambiente ao redor de todo o mundo, destacando-se nela o fármaco Ibuprofeno, medicamento mais prescrito e consumido na Europa e um dos mais presentes em águas de superfície, porém, ainda não regulamentado pelas legislações ambientais. Há uma grande necessidade de estudos dos efeitos crônicos de compostos farmacêuticos no ambiente marinho. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi realizar uma avaliação de risco ambiental e investigar os efeitos adversos do fármaco Ibuprofeno em invertebrados marinhos empregando endpoints reprodutivos e de estresse celular, a fim de melhor entender seus efeitos agudos e crônicos e gerar subsídios para regulamentação e gestão ambiental deste fármaco em ecossistemas costeiros e marinhos. Para isso foi aplicada uma metodologia escalonada: Tier 0) análises químicas em 5 pontos no entorno da área de influência do emissário submarino de Santos, a fim de conhecer a concentração ambiental do Ibuprofeno na coluna d?água; Tier I) avaliação ecotoxicológica por meio de ensaio de fertilização e de desenvolvimento embriolarval com o ouriço-do-mar Lytechinus variegatus e com o bivalve marinho Perna perna, aplicando concentrações de até 500 mg/L; Tier II) ensaio de estabilidade da membrana lisossomal e análise histopatológica do tecido gonadal de P. perna adultos submetidos as concentrações de 20 µg/L e 200 µg/L por 7 dias. Com os valores encontrados nessas análises foi calculado o risco ambiental do Ibuprofeno, seguindo a diretiva da European Comission nº 1488/94 (2003) e da European Medicines Agency (2006), onde o quociente de risco é a razão entre a concentração ambiental mensurada (MEC) e a concentração preditiva de efeito não observado (PNEC) e o PNEC é igual à CI50, CEO ou CENO divididas por um fator de avaliação respectivo (1000, 100 ou 10). A maior concentração ambiental detectada na coluna d?água foi 2 µg/L. As concentrações que inibiram a fertilização e o desenvolvimento embriolarval em 50 % estão acima das concentrações ambientais (Fert.: 169,5 mg/L L. variegatus e 101,93 mg/L P. perna; Emb.: 80,16 mg/L L. xiii variegatus e 99,36 mg/L P. perna). Não foram observadas alterações histopatológicas nas concentrações testadas (20 e 200 µg/L). No entanto, uma alteração significativa no tempo de retenção do corante vermelho neutro foi encontrada na concentração de 20 µg/L (CEO), a partir da qual foi obtido um quociente de risco igual a 10; indicando alto risco ambiental. Inúmeros mecanismos podem estar envolvidos com o estresse celular que leva a desestabilização da membrana lisossomal, sendo necessárias abordagens com diferentes parâmetros subletais e maior tempo de exposição para melhor entendimento de seus efeitos. Neste trabalho, Ibuprofeno provocou citotoxicidade aos mexilhões P. perna sendo classificado como de alto risco ambiental, o que deve ser considerado em futuras regulamentações ambientais.
Keywords Ibuprofen
Reproduction
Ecotoxicology
Lytechinus variegatus
Perna perna
Ibuprofeno
Reprodução
Ecotoxicologia
Lytechinus variegatus
Perna perna
Language Portuguese
Date 2015-03-20
Published in GASPAR, Juliana Costa. Avaliação ecotoxicológica e do risco ambiental do fármaco ibuprofeno em invertebrados marinhos: uma abordagem com endpoints reprodutivos e de estresse celular. 2015. 102 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Saúde e Sociedade, Universidade Federal de São Paulo, Santos, 2015.
Research area Interdisciplinar
Knowledge area Multidisciplinar
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 102 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=2474533
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/47031

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