Effect of mixture of diazinon and benzo[a]pyrene in Glutathione S-transferase of Nile tilapia

Abstract

Currently, with the growing contamination of aquatic ecosystems, many compounds, such as pesticides and hydrocarbons, are improperly released into rivers and lakes. Studies about the exposure of single pollutants causing biochemical variations are abundant in the literature. However, there are few studies focused on the biological effects of complex mixtures. The aim of this investigation was to evaluate whether mixture diazinon and benzo[a]pyrene can affect the biochemical activities of classic biomarkers such as acetylcholinesterase (AChE), carboxylesterase (CbE), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione S-transferase (GST) in Nile tilapia and compare the effects on enzymatic systems of the exposure to a mixture of compounds and the effects observed when they are exposed separately. We measured the activity of enzymes in gills and liver of Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) after 2 and 7 days of exposure to Diazinon (0.5 mg/L) and benzo[a]pyrene (1.0 mg/L) individually and in mixture. The results showed that in the mixture group after 7 days of exposure, the benzo[a]pyrene increased the inhibitory action of Diazinon in GST enzyme activity, in liver tissue. This indicates that the toxicity of the interactions between pesticide and polycyclic aromatic hydrocarbon may show synergistic effect. These results suggest the importance of studies with mixture of compounds, because these data will help to understand the results obtained in field studies, such as those from environmental monitoring.

Atualmente, com a crescente contaminação dos ecossistemas aquáticos, muitos compostos, como pesticidas e hidrocarbonetos, são lançados de forma indevida em corpos d’água. Estudos relacionando a exposição de poluentes, individualmente, com variações bioquímicas são abundantes na literatura. Entretanto, ainda são poucos os voltados às misturas complexas. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi analisar se a mistura diazinon e benzo[a]pireno pode afetar as atividades bioquímicas de biomarcadores clássicos, tais como acetilcolinesterase (AChE), carboxilesterase (CbE), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e glutationa S-transferase (GST) em Tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus) e comparar os efeitos nos sistemas enzimáticos quando estão expostos à mistura e aos compostos separadamente. Foi medida a atividade das enzimas em brânquias e fígados de Tilápia do Nilo após 2 e 7 dias de exposição ao Diazinon (0,5 mg/L) e ao benzo[a] pireno (1,0 mg/L) individualmente e em mistura. Os resultados mostraram que no grupo mistura do fígado após 7 dias de exposição, o benzo[a]pireno aumentou a ação inibidora do Diazinon na atividade da enzima GST. Isso indica que a toxicidade das interações ambientais entre pesticida e hidrocarboneto policíclico aromático pode apresentar efeito sinérgico. Desse modo, é importante levar em conta esse fator, pois irá auxiliar na compreensão de resultados obtidos em estudos de campo, como em um monitoramento ambiental.