RESUMO Uma possível alternativa ao uso de fármacos veterinários no tratamento e prevenção de doenças na piscicultura é o uso do óleo essencial de Piper aduncum. No entanto, são necessários dados ecotoxicológicos para garantir seu uso apropriado sem causar efeitos adversos a organismos não alvo. Esta informação é relevante, pois esse óleo essencial é descrito como tendo atividades inseticidas, moluscicidas e citotóxicas, possivelmente associadas à sua composição química. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a ecotoxicidade do óleo essencial de P. aduncum para cinco organismos-teste, usando o método estatístico da Distribuição da Sensibilidade das Espécies (SSD). A composição química do óleo essencial foi caracterizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC-MS) e cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (GC-FID), para fins de identificação e quantificação, respectivamente. O principal componente (75,5%) do óleo essencial foi o dilapiol. A concentração perigosa para 5% de espécies biológicas (HC5) foi calculada com um nível de proteção de 95%, resultando em um valor de 0,47 mg L-1 (com intervalo de confiança de 50% = 0,028 - 1,19 mg L-1). A faixa de concentração relacionada aos níveis de proteção para comunidades aquáticas (concentração sem efeito previsto - PNEC) foi calculada através da aplicação de fatores de segurança ao valor de HC5. Os parâmetros de ecotoxicidade indicaram que o óleo essencial de P. aduncum pode ser usado com segurança em corpos d’água se a concentração for igual ou inferior a 0,09 mg L-1.

ABSTRACT One possible alternative to chemotherapeutic agents in the treatment and prevention of diseases in fish farms is the use of Piper aduncum essential oil. However, ecotoxicological data are required to ensure its proper use and to prevent adverse effects on non-target organisms. These data are relevant since this essential oil is described as having insecticidal, molluscicidal and cytotoxic activitiy that may be associated with its chemical composition. Thus, the aim of this study was to evaluate the ecotoxicity of P. aduncum essential oil to five test organisms using the species sensitivity distribution (SSD) statistical approach. The chemical composition of the essential oil was characterized by means of gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and gas chromatography-flame ionization detection (GC-FID) for identification and quantitation purposes, respectively. The main component (75.5%) of the essential oil was dillapiole. The hazardous concentration for 5% of biological species (HC5) was calculated to determine the 95% protection level, resulting in a value of 0.47 mg L-1 (with a confidence interval of 0.028 - 1.19 mg L-1. ). A concentration range related to the level of protection for aquatic communities (the predicted no-effect concentration, PNEC) was determined through the application of safety factors to the HC5 value. The ecotoxicity parameters showed that P. aduncum essential oil can be used safely in water bodies at a concentration equal to or below 0.09 mg L-1.

The input of agrochemicals in the aquatic compartment can results in biochemical injuries for living organisms. In this context, the knowledge of alterations of enzymatic activities due the presence of agriculture pollutants contributes for the elucidation of the mechanisms of toxicity, implementation of economic methods for monitoring purposes and establishment of maximum allowed concentrations. In the present work, the above considerations are discussed, and data concerning changes in enzymatic function by pesticides and fertilizer contaminants are reviewed. Also, we focused on the acid phosphatase due its susceptibility to several pollutants and diversity in cellular functions.

Pseudokirchneriella subcapitata é uma alga verde unicelular amplamente distribuída em corpos d´agua e solos. Devido a sua natureza cosmopolita, seu uso é recomendado por protocolos nacionais e internacionais na realização de estudos de ecotoxicidade. A alteração da atividade de fosfatases por agentes poluentes de origem agrícola, como metais pesados, tem sido largamente usada como um biomarcador na avaliação de risco e biomonitoramento. No presente trabalho foi comparada a extração da fosfatase ácida de P. subcapitata por diferentes métodos e estudada a sua estabilidade, especificidade por substratos, cinética e efeito do Hg2+ no extrato bruto. O congelamento e descongelamento, associado com ultrassom, foi o método que proporcionou maior rendimento de extração. A enzima, praticamente estável por armazenamento a -20ºC, durante aproximadamente seis meses, demonstrou uma atividade ótima em pH 5 e um valor de Km para o p-nitrofenilfostato (pNPP) de 0,27 mM. Alguns substratos naturais foram hidrolisados com uma intensidade semelhante à do substrato sintético pNPP. Diferentemente dos estudos de exposição a curto prazo (24 horas), observou-se inibição da atividade específica nas culturas expostas durante 7 dias, com um valor de CE50 (concentração de Hg2+ que promove 50% de decréscimo da atividade específica) equivalente a 12,63 μM Hg2+.

Pseudokirchneriella subcapitata is a unicellular green algae widely distributed in freshwater and soils. Due to its cosmopolitan characteristic, its use is recommended by national and international protocols in ecotoxicity studies. The alteration of phosphatase activities by agriculture pollutants like heavy metals has been extensively used as a biomarker in risk assessment and biomonitoring. In this study, we compared the extraction of acid phosphatase from P. subcapitata by different procedures and we studied the stability, substrates specificity, kinetics and the effect of Hg2+ in the crude extract. The freezing and thawing technique associated with probe sonication was the most suitable method of extraction. The enzyme was stable when frozen at -20ºC for at least six months, showed an optimum pH of 5 and a Km value of 0.27 mM for p-nitrophenylphosphate (pNPP) as substrate. Some natural organic substrates were cleaved by a similar extent as the synthetic substrate pNPP. Short term exposure (24 hours) to Hg2+ had little effect but inhibition of the specific activity was observed after 7 days with EC50 (concentration of Hg2+ that promotes 50% decrease of specific activity) value of 12.63 μM Hg2+.

O paclobutrazol, um regulador de crescimento vegetal com propriedades fungicidas, é muito utilizado na região Nordeste do Brasil em áreas de produção de frutíferas. Este composto pode permanecer estável por vários meses após sua aplicação no solo, sendo sua meia vida na água superior a três semanas. Corpos de água superficiais nas proximidades das culturas são portanto susceptíveis de serem contaminados pelo paclobutrazol, com o risco de promover efeitos adversos para a fauna aquática e para a saúde humana. No presente trabalho foi estudada a bioconcentração e algumas alterações bioquímicas, medidas pela atividade das enzimas transaminase glutâmico-oxalacética (TGO), lactato desidrogenase (LDH) e glutationa S-transferase (GST) em tecidos do peixe pacú prata (Metynnis argenteus), exposto ao paclobutrazol durante 28 dias. O paclobutrazol aumentou a atividade de LDH e GST no fígado para as concentrações de 3 mg L-1 (28º dia de exposição) e 30 mg L-1 (7º dia de exposição), respectivamente. No 28º dia, a concentração de paclobutrazol no músculo atingiu níveis residuais de 166 mg kg-1 para a concentração média determinada na água de 2,7 mg L-1, estimando-se um fator de bioconcentração (FBC) para a situação de equilíbrio equivalente a 73. A medida da atividade de LDH e GST pode ser utilizada como biomarcador de exposição ao paclobutrazol. Esta exposição deve estar em situações extremas para proporcionar risco significativo em humanos que se alimentam de peixes contendo resíduos do agroquímico.

Paclobutrazol is a plant growth regulator with fungicide properties which is widely used in Brazilian Northeast orchards. This chemical remains stable in the soil for several months and its half-life in water is longer than three weeks. Because of these characteristics, the aquatic contamination by paclobutrazol may occur, potentially harming aquatic fauna and human health. This work evaluates the bioconcentration and the activities of the enzymes: glutamic oxaloacetic transaminase (GOT), lactate dehydrogenase (LDH) and glutathione S-transferase (GST) in the Brazilian fish "pacu prata" (Metynnis argenteus) exposed to paclobutrazol for 28 days. Results showed a significant increase in the enzymatic activity of LDH and GST in liver, for concentrations equals to 3 mg L-1 (28º day exposure) and 30 mg L-1 (7º day exposure), respectively. Paclobutrazol residues in muscle reached 166 mg kg-1 at the end of the period of exposure for the measured concentration in the water equivalent to 2.7 mg L-1. The bioconcentration factor estimated for the steady state condition was 73. It was concluded that the measure of LDH and GST activities could be used as biomarkers of paclobutrazol exposure. This exposure may already be in extreme conditions to cause significant risk to humans consuming contaminated fish.