·
Engenharia de Pesca ·
Fisiologia Animal
Envie sua pergunta para a IA e receba a resposta na hora
Recomendado para você
Texto de pré-visualização
Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 1 Toxicidade de compostos nitrogenados em peixes influenciada por parâmetros físico químicos da água uma revisão narrativa Toxicity of nitrogen compounds in fish influenced by physicochemical water parameters a review Toxicidad de compuestos de nitrógeno em peces influenciada por parâmetros físicoquímicos uma revisión narrativa Recebido 24082021 Revisado 29082021 Aceito 31082021 Publicado 04092021 Thaís Paula de Araújo ORCID httpsorcidorg0000000186725325 Universidade Federal de São João delRei Brasil Email thaisparaujooutlookcom Ludmila Silva Brighenti ORCID httpsorcidorg0000000313052689 Universidade do Estado de Minas Gerais Brasil Email ludmilabrighentiuemgbr Hélio Batista dos Santos ORCID httpsorcidorg0000000168138522 Universidade Federal de São João delRei Brasil Email hbsufsjgmailcom Ana Hortência Fonseca Castro ORCID httpsorcidorg0000000331553241 Universidade Federal de São João delRei Brasil Email acastroufsjedubr Ralph Gruppi Thomé ORCID httpsorcidorg0000000217795036 Universidade Federal de São João delRei Brasil Email ralphufsjedubr Resumo Os compostos nitrogenados nitrito nitrato e amônia são considerados tóxicos para os peixes pois são capazes de promover alterações histológicas e bioquímicas diminuir a capacidade de trasnporte de oxigênio no sangue e afetar o fitness ie aptidão do organismo em termos de crescimento e natação Esses compostos acumulam no ambiente aquático através da excreção de organismos aquáticos da decomposição de matéria orgânica tanto de origem aquática quanto do sistema terrestre adjacente e da entrada direta pelo sistema terrestre afluentes e águas subterrâneas As chamadas mudanças globais como as climáticas e de uso do solo podem potencializar e intensificar essa entrada dos compostos nitrogenados através de atividades humanas tais como a agricultura e o lançamento de efluentes como esgoto doméstico Os peixes estão comumente em contato com diversos poluentes e a combinação de fatores ambientais como temperatura pH disponibilidade de oxigênio e dureza podem ter efeitos sinérgicos ou antagônicos No entanto como esses fatores ambientais afetam a toxicidade da amônia nitrito e nitrato não são totalmente compreendidos Portanto nosso objetivo foi revisar a literatura afim de abordar os efeitos dos compostos nitrogenados e como os parâmetros físicoquímicos da água afetam a toxicidade desses compostos Palavraschave Antrópico Ciclo do nitrogênio Histopatologias Impacto Poluentes Abstract Nitrogen compounds nitrite nitrate and ammonia are considered toxic to fish as they can promote histological and biochemical changes decrease the oxygencarrying capacity in the blood and affect fitness ie the bodys fitness in terms of growth and swimming These compounds accumulate in the aquatic environment through the excretion of aquatic organisms decomposition of organic matter from both aquatic and adjacent terrestrial systems and direct entry into the terrestrial system tributaries and groundwater The socalled global changes such as climate and land use changes can enhance and intensify this entry of nitrogen compounds through human activities such as agriculture and the release of effluents such as domestic sewage Fish are commonly in contact with various pollutants and the combination of environmental factors such as temperature pH oxygen availability and hardness can have synergistic or antagonistic effects However how these environmental factors affect the toxicity of ammonia nitrite and nitrate are not fully understood Therefore our objective was to review the literature to address the effects of nitrogen compounds and how the physicochemical parameters of water affect the toxicity of these compounds Keywords Anthropic Nitrogen cycle Histopathologies Impact Pollutants Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 2 Resumen Los compuestos de nitrógeno nitrito nitrato y amoníaco se consideran tóxicos para los peces ya que pueden promover cambios histológicos y bioquímicos disminuir la capacidad de transporte de oxígeno en la sangre y afectar la aptitud es decir la aptitud del cuerpo en términos de crecimiento y natación Estos compuestos se acumulan en el medio acuático a través de la excreción de organismos acuáticos la descomposición de materia orgánica de los sistemas acuáticos y terrestres adyacentes y la entrada directa al sistema terrestre afluentes y águas subterráneas Los llamados cambios globales como los cambios climáticos y de uso de la tierra pueden mejorar e intensificar esta entrada de compuestos nitrogenados a través de actividades humanas como la agricultura y la liberación de efluentes como las águas residuales domésticas Los peces suelen estar en contacto con diversos contaminantes y la combinación de factores ambientales como la temperatura el pH la disponibilidad de oxígeno y la dureza puede tener efectos sinérgicos o antagónicos Sin embargo no se comprende completamente cómo estos factores ambientales afectan la toxicidad del amoníaco nitrito y nitrato Por lo tanto nuestro objetivo fue revisar la literatura para abordar los efectos de los compuestos nitrogenados y cómo los parámetros fisicoquímicos del água afectan la toxicidad de estos compuestos Palabras clave Antrópico Ciclo del nitrógeno Histopatologías Impacto Contaminantes 1 Introdução As atividades antrópicas vêm modificando o meio ambiente de diferentes formas e alterações no ciclo do nitrogênio estão entre as principais causas da perda de espécies De fato os compostos nitrogenados nitrito nitrato e amônia podem ser encontrados naturalmente nos ecossistemas aquáticos através da decomposição e excreção de alguns organismos porém precisamos nos atentar a intensificação desta entrada por atividades antrópicas como atividades industriais e uso de fertilizantes na agricultura Randall Tsui 2002 Neste sentido o aumento de compostos nitrogenados na água é geralmente associado a mudança no uso do solo devido à conversão de áreas de mata nativa em áreas de agricultura e pecuária Vitousek 1997 Além disso o aumento da concentração dos compostos nitrogenados também pode ser ocasionado pela perda de volume de água associada a grandes períodos de seca com relação as mudanças climáticas Wang et al 2020 Dentre os compostos nitrogenados analisados nesta revisão a amônia é um dos poluentes mais preocupantes em ambientes aquáticos naturais e da piscicultura intensiva Martinez et al 2006 A amônia constitui principal produto de excreção dos peixes e no ambiente é encontrada como nitrogênio amoniacal total NAT NH3N que atravessa livremente a membrana celular sendo portanto considerada potencialmente tóxica Mehta 2017 O nitrito é encontrado naturalmente nos organismos e também é produzido pela oxidação de íons amônio através do processo de nitrificação Ha et al 2019 O nitrato é tóxico devido a conversão endógena de nitrato em nitrito causando a formação de metahemoglobina que resulta na perda da capacidade de transporte de oxigênio no sangue Gomez Isaza et al 2021 A toxicidade dos poluentes pode variar de acordo com a concentração condições da qualidade de água período de exposição e sensibilidade da espécie Kim Kang 2016 Kubitza 2019 Os organismos aquáticos estão em contato direto com diversos agentes tóxicos e são frequentemente expostos a flutuações em parâmetros que refletem a qualidade da água como oxigênio dissolvido temperatura pH salinidade e dureza Zhao et al 2020 A exposição simultânea a estressores ambientais pode ter efeitos sinérgicos ie quando o efeito de dois ou mais estressores é maior do que o efeito do estressor individual ou antagonistas ie quando o efeito de dois ou mais estressores é menor que o individual Côté et al 2016 Além disso o aumento da temperatura tem impacto na fisiologia dos peixes Alfonso et al 2020 e pode influenciar na toxicidade dos compostos nitrogenados Mehta 2017 As alterações nos parâmetros ambientais aquáticos podem ser provocadas pelas mudanças globais e ainda não sabemos claramente como esses fatores ambientais de qualidade da água afetam fisiologicamente as diferentes espécies de peixes Portanto nosso objetivo foi revisar a literatura afim de abordar os efeitos dos compostos nitrogenados nitrito nitrato e amônia sob diferentes condições dos parâmetros físicoquímicos da água e assim avaliar como esses parâmetros influenciam na toxicidade do nitrito nitrato e amônia Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 3 2 Metodologia 21 Estratégias de busca As buscas dos estudos foram realizadas nas bases de dados Google Scholar PubMed e ScienceDirect seguindo a metodologia proposta por Ferrari 2015 Os descritores utilizados foram toxicity nitrate fish toxicity nitrite fish toxicity ammonia fish 22 Critérios de inclusãoexclusão Apenas artigos originais de 2017 a 2021 foram analisados Os critérios de inclusão foram peixes de água doce e salgada estudos envolvendo um ou mais compostos nitrogenados amônia nitrito ou nitrato e influência de algum parâmetro de qualidade da água temperatura pH disponibilidade de oxigênio dissolvido salinidade ou dureza Os critérios de exclusão foram estudos com associação a outros agentes tóxicos O processo de seleção dos artigos está descrito na Figura 1 Figura 1 Fluxograma do processo de seleção dos artigos Fonte Autores 2021 3 Resultados e Discussão 31 Efeitos da amônia e fatores ambientais que influenciam na sua toxicidade A amônia é um potencial poluente pois pode afetar severamente a homeostase de organismos como os peixes Estudos avaliando a toxicidade da amônia retratam que a amônia induz o estresse oxidativo alterando a atividade de enzimas antioxidantes Kim et al 2017 Zhang et al 2019 bem como induz a imunossupressão inflamação e apoptose Li et al 2020 Além disso a amônia é capaz de causar histopatologias associadas as brânquias e ao fígado como deslocamento do epitélio hiperemia aumento do fluxo sanguíneo e necrose nas brânquias e danos no tecido hepático como vacuolização e inchaço dos hepatócitos Silva et al 2017 Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 4 Dados de literatura mostram que a elevação da temperatura da água pode induzir o estresse e diminuir o crescimento dos peixes Lefevre et al 2017 Pankhurst Munday 2011 Avaliandose conjuntamente o aumento de temperatura e o acúmulo de amônia na água é possível notar que a temperatura é capaz de potencializar a toxicidade da amônia em peixes juvenis Kim e colaboradores 2017 desenvolveram um estudo onde indivíduos da espécie de peixe sablefish Anoplopoma fimbria foram expostos a diferentes concentrações de amônia e duas temperaturas 12 C temperatura da água do mar e 17 C temperatura elevada por um período de 1 e 2 meses Os resultados mostraram que a exposição à amônia afetou as respostas antioxidantes imunológicas não específicas e indicadores de estresse A atividade da catalase CAT e superóxido dismutase SOD aumentou e houve uma diminuição da glutationa reduzida GSH Ainda neste trabalho também houve um aumento na atividade de lisozima fagocitose proteína HSP70 cortisol e glicose plasmática Essas alterações foram marcantes em peixes com exposição à amônia acima de 075 mgL a 12 C e acima de 025 mgL a 17 C Portanto os resultados indicam que a elevação da temperatura pode aumentar a sensibilidade dos peixes expostos à amônia A disponibilidade de oxigênio também pode afetar o funcionamento do organismo dos peixes Jimenez Zaniboni Filho 2013 Zhao e colaboradores 2020 utilizaram peixes da espécie achigã Micropterus salmoides para avaliar diferentes concentrações de amônia combinada à hipóxia Os autores relataram que a exposição à amônia alterou a atividade de enzimas antioxidantes metabolismo da glicose e causou alterações e lesões graves nos tecidos branquiais Além disso alterou a expressão de enzimas antioxidantes proteínas da via apoptótica e inflamatória As atividades de CAT e SOD variaram em todos os grupos de tratamento também houve alterações na glicólise anaeróbica aumento de glicose no sangue diminuição de glicogênio hepático acúmulo de lactato e aumento da atividade da lactato desidrogenase Os resultados indicaram que a exposição combinada gerou efeitos mais deletérios no achigã do que a exposição aos estressores individuais sendo assim concluise que a hipóxia tem potencial de aumentar a toxicidade da amônia A salinidade é considerada um dos fatores ambientais mais importantes que devem ser considerados pois quando encontrada em altos níveis é capaz de aumentar a tolerância dos peixes à amônia Kir Sunar 2018 Kir et al 2019 A dourada do mar Sparus aurata e o robalo europeu Dicentrarchus labrax são peixes que passam por diferentes salinidades em diferentes estágios da vida Kir Sunar 2018 Kır et al 2019 De fato os níveis de salinidade ideais podem variar de acordo com a espécie e estágio de vida e precisam ser levados em conta em cada caso particular Estudos com o peixe dourada do mar avaliando o efeito do nitrogênio amoniacal total NAT em diferentes salinidades 10 20 e 30 ppt por um período de 24h 36 48h e 96h relataram que os efeitos tóxicos de NAT são 45 vezes maiores em salinidade baixa 10 ppt e 22 vezes maiores em salinidade alta 30 ppt Portanto os resultados da relação de níveis de salinidade com a amônia testados indicaram que a salinidade tem um efeito protetor sendo que os peixes da espécie dourada do mar se mostraram mais tolerantes à amônia na mais alta salinidade avaliada pelos autores Kir Sunar 2018 Resultado semelhante foi encontrado com o robalo europeu Kir e colaboradores 2019 também avaliaram o efeito da amônia em diferentes salinidades para os robalos Foram conduzidos experimentos com diferentes níveis de nitrogênio amoniacal total NAT e salinidades distintas durante 24h 36h 48h 96h O metabolismo dos peixes foi influenciado pela concentração de amônia onde concentrações elevadas causaram um aumento no metabolismo e altos níveis de salinidade testados para os robalos foram capazes de mitigar esses efeitos Portanto a exposição combinada a altos níveis de salinidade em robalos europeus foi capaz de aumentar a tolerância à amônia e mitigar os efeitos causados no metabolismo A amônia é um poluente tóxico e sua toxicidade pode ser afetada por diferentes fatores ambientais A elevação da temperatura e da hipóxia possuem efeitos sinérgicos que aumentaram a toxicidade da amônia Já a salinidade possui efeito protetor pois os estudos mostraram que dentro da faixa avaliada os mais altos níveis de salinidade foram capazes de aumentar a tolerância dos peixes à amônia No entanto a toxicidade também é dependente do período de exposição à amônia onde períodos mais longos estão relacionados com efeitos mais tóxicos Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 5 32 Efeitos do nitrito e fatores ambientais que influenciam na sua toxicidade O nitrito é tóxico para os peixes mesmo em baixas concentrações Kubitza 2019 e pode se acumular nos tecidos por meio da absorção de íons de cloreto do epitélio braquial Lin et al 2018 Os efeitos da exposição ao nitrito incluem danos histopatológicos em órgãosalvos específicos como hiperplasia e hipertrofia de células epiteliais branquiais necrose das células hepáticas e atrofia de hepatócito em áreas hemorrágicas no fígado Além disso foram observadas patologias associadas ao rim como lesão do corpúsculo renal degeneração severa das células dos túbulos renais hemorragia e difusão dos eritrócitos no líquido intersticial em Oncorhynchus mykiss Grynevych et al 2018 Também são relatadas alterações na atividade de enzimas antioxidantes Lin et al 2018 no sistema endócrino Gao et al 2019 e imunológico nos peixes Gao et al 2020 A temperatura pode influenciar na toxicidade dos compostos podendo ter efeitos sinérgicos e antagonistas Peixes gato listrados Pangasianodon hypophthalmus foram expostos ao nitrito e a diferentes temperaturas 27 C temperatura média do local de estudo e 33 C temperatura elevada prevista por 7 dias Ha et al 2019 Esta combinação foi capaz de aumentar os valores de metahemoglobina no sangue no primeiro dia de experimento mas os valores diminuíram ao longo do período de exposição Esse aumento de metahemoglobina foi maior em peixes expostos à temperatura de 27 C do que à 33 C refletindo uma menor absorção de nitrito em temperaturas mais altas Isso ocorreu devido à capacidade dos peixesgato listrados de realizarem respiração aérea facultativa e quando expostos a altas temperaturas reduziram a captação de nitrito pelas brânquias aumentando a captação de oxigênio através da respiração aérea Sendo assim a exposição simultânea ao nitrito e altas temperaturas possuem efeito antagonista A salinidade é outro fator ambiental fundamental pois pode afetar o desenvolvimento e as taxas de sobrevivência dos peixes Yang Chen 2006 Peixes migratórios foram expostos ao nitrato elevado e diferentes níveis de salinidade e os resultados mostram que níveis de salinidade mais altos foram capazes de mitigar os efeitos do nitrito em testes de toxicidade aguda Kir Sunar 2018 Wang et al 2017 Com o aumento da salinidade nos níveis testados 10 20 e 30 ppt o peixe dourada do mar foi mais tolerante ao nitrito diminuindo os efeitos tóxicos Kir Sunar 2018 Resultado semelhante foi encontrado em baiacu obscuro Takifugu obscurus em que o nitrito foi capaz de diminuir significativamente as taxas de sobrevivência dos peixes juvenis e o aumento da salinidade mitigou esses efeitos aumentando as taxas de sobrevivência Wang et al 2017 Altas concentrações de nitrito são frequentemente encontradas em águas doces salobras e marinhas e podem se acumular no ambiente de forma natural e serem intensificadas devido as atividades antrópicas O nitrito é tóxico para os peixes pois é capaz de converter hemoglobina a metahemoglobina dificultando a capacidade de oxigênio no sangue além de reduzir as taxas de sobrevivência nos peixes Contudo a exposição simultânea de nitrito e alta temperatura mostrou efeito antagônico e a combinação de nitrito e altos níveis de salinidade possuem efeito protetor capazes de mitigar os efeitos tóxicos causado pela exposição ao nitrito 33 Efeitos do nitrato e fatores ambientais que influenciam na sua toxicidade O nitrato entra em organismos aquáticos através da difusão passiva nas células branquiais e a principal ação tóxica é devido a conversão endógena de nitrato em nitrito que então causa a formação de metahemoglobina resultando na perda da capacidade de transporte de oxigênio no sangue Gomez Isaza et al 2021 e consequentemente a morte dos indivíduos Além disso o nitrato é capaz de interromper a síntese de esteroides comprometendo a reprodução Kellock et al 2018 e causar histopatologias em brânquias de peixes como necrose hiperplasia fusão lamelar edemas e degeneração da lamela Paul et al 2019 Dutra et al 2019 O aumento da temperatura pode influenciar na fisiologia dos peixes com efeitos sinérgicos ou antagonistas Peixes australianos da espécie Perca prateada Bidyanus bidyanus foram expostos ao nitrato em diferentes concentrações e Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 6 temperatura 28 C temperatura do local de estudo e 32 C temperatura elevada por 21 semanas Gomez Isaza et al 2021 Os autores relatam que a exposição ao nitrato elevado reduziu a capacidade de transporte de oxigênio no sangue devido ao aumento da metahemoglobina em ambas as temperaturas Já a exposição à temperatura mais alta 32 C foi capaz de aumentar a área da superfície branquial e a espessura ventricular independente da concentração do nitrato Como conclusão os autores indicam que essa plasticidade do sistema cardiorrespiratório fornece proteção à exposição simultânea ao nitrato e altas temperaturas Um estudo realizado com salmonídeo de água doce Thymallus thymallus encontrou efeitos antagonistas semelhantes Opinion et al 2020 Neste caso os peixes foram expostos ao nitrato e diferentes temperaturas 18 C temperatura média da região em estudo e 22 C temperatura elevada por 6 semanas A interação desses dois estressores foi capaz de causar efeitos antagonistas significativos no escopo aeróbico aumentando a capacidade dos peixes de fornecer oxigênio necessário para as respostas ao estresse indicando benefícios na tolerância cruzada Com base nesses resultados é possível entender que a temperatura elevada e exposição ao nitrato é capaz de promover à hipóxia nos peixes pelo baixo transporte de oxigênio Seguindo a metodologia proposta por Opinion e colaboradores 2020 Rodgers e colaboradores 2021 conduziram um experimento por 8 semanas e avaliaram a hipóxia e tolerância ao calor na mesma espécie Thymallus thymallus Em altas concentrações de nitrato houve uma diminuição de 1 C na tolerância ao calor em peixes expostos a 18 C entretanto em 22 C foi observado o oposto houve um aumento de 1 C O nitrato também causou alterações histológicas nas brânquias em ambas as temperaturas como hipertrofia e hiperplasia que consequentemente diminui a área de superfície respiratória comprometendo a absorção de oxigênio no organismo Além disso a exposição ao nitrato também foi capaz de aumentar significativamente a suscetibilidade à hipóxia em ambas as temperaturas O baixo pH é um fator ambiental capaz de aumentar a absorção de alguns poluentes causando o acúmulo desses compostos no fígado e nas brânquias Çoǧun Kargin 2004 Para avaliar como o pH influencia na toxicidade do nitrato indivíduos de Leiopotherapon unicolor foram expostos simultaneamente ao nitrato e diferentes níveis de pH pH 40 ou 70 por 28 dias de exposição Gomez Isaza et al 2020 Os resultados mostraram que a exposição ao nitrato levou ao comprometimento da capacidade de transporte de oxigênio independentes da concentração Já o efeito combinado do nitrato elevado e baixo pH agravou os efeitos sobre a capacidade de transporte no sangue levando a declínios no fitness dos peixes crescimento natação e aumento da recuperação pósexercício Para compreender os efeitos da química da água sobre a toxicidade de nitrato larvas de peixes de três espécies foram expostas ao nitrato e a valores distintos de dureza da água Moore Bringolf 2020 As concentrações de nitrato variaram de 0 a 4800 mgL e três tipos de dureza da água mole moderadamente dura e dura foram testados em larvas de Promelas pimephales Cyprinella trichroistia e Oreochromis ssp por 7 dias Os resultados demonstraram a influência da dureza da água sobre a sensibilidade dos peixes ao nitrato Larvas de P pimephales foram mais sensíveis ao nitrato em água moderadamente dura e dura já C trichroistia foram mais sensíveis em água mole e Oreochromis ssp foi a espécie menos sensível independente da dureza da água Portanto a dureza da água é capaz de influenciar na sensibilidade dos peixes ao nitrato O nitrato é um poluente onipresente nos ambientes aquáticos e avaliar sua toxicidade diante os fatores que podem influenciála é importante para a preservação dos peixes O nitrato foi capaz de aumentar a suscetibilidade à hipóxia e alterar o sistema cardiovascular reduzindo a capacidade de transporte de oxigênio e a interação com baixo pH intensificou esses efeitos levando a declínios no fitness ie aptidão do organismo em termos de crescimento e natação dos peixes Já a combinação de nitrato e alta temperatura teve efeitos antagônicos em que os peixes foram capazes de aumentar a capacidade de fornecer oxigênio A dureza da água também pode influenciar na toxicidade do nitrato aumentando ou diminuindo a sensibilidade de larvas de peixes no entanto os efeitos são dependentes da espécie em estudo Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 7 4 Considerações Finais Os parâmetros de qualidade da água influenciam na toxicidade dos compostos nitrogenados nitrito nitrato e amônia podendo ter efeitos sinérgicos intensificando os efeitos tóxicos ou antagonistas quando o efeito de dois estressores é menor que do estressor individual A relação dos parâmetros físicoquímicos da água e a toxicidade dos compostos nitrogenados é representado na Figura 2 A hipóxia e o baixo pH mostraram efeitos sinérgicos em que foram capazes de aumentar a toxicidade da amônia e nitrato Já altas salinidades mitigaram os efeitos da exposição à amônia e nitrito e portanto possuem efeito protetor O aumento da temperatura causou efeitos distintos dentre os compostos nitrogenados com efeitos sinérgicos quando os peixes foram expostos simultaneamente à amônia e efeitos antagônicos quando expostos ao nitrito e nitrato Variações na dureza da água também influenciaram na sensibilidade dos peixes ao nitrato sendo dependente da espécie em estudo Portanto essa revisão evidenciou a necessidade da avaliação da toxicidade dos compostos nitrogenados em peixes combinado a outras condições ambientais nesse caso os parâmetros físicoquímicos da água pH temperatura da água salinidade oxigênio dissolvido e dureza da água Estudos futuros devem seguir avaliando o cenário de mudanças globais com alterações no clima aumento de temperatura e mudança no regime pluvial e no uso do solo aumento de área com agricultura intensiva em associação com os efeitos nos animais Assim estas pesquisas devem entender eou buscar formas de evitar consequências graves das ações antrópicas desordenadas como baixa qualidade de vida e até as extinções de espécies e assim impedir a perda de biodiversidade Figura 2 Compostos nitrogenados e influência dos parâmetros físicoquímicos em sua toxicidade Fonte Autores 2021 Agradecimentos Os autores agradecem à Universidade Federal de São João delRei campus CentroOeste Dona Lindu pelo apoio e suporte Este estudo foi financiado pelo Projeto de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo PELD site4 CNPq CAPES FAPEMIG Proc N 441481 20167 Além disso este estudo recebeu suporte financeiro da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Brasil CAPES subsídio número 88887124083 201600 e Código Financeiro 001 Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 8 Referências Alfonso S Gesto M Sadoul B 2020 Temperature increase and its effects on fish stress physiology in the context of global warming Journal of Fish Biology 39 httpsdoiorg101111jfb14599 Côté I M Darling E S Brown C J 2016 Interactions among ecosystem stressors and their importance in conservation Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences 2831824 httpsdoiorg101098rspb20152592 Çoǧun H Y Kargin F 2004 Effects of pH on the mortality and accumulation of copper in tissues of Oreochromis niloticus Chemosphere 552 277 282 httpsdoiorg101016jchemosphere200310007 Dutra F M Cidemar Alab J H Costa Gomes M K Furtado P S Valenti W C Cupertino Ballester E L 2019 Nitrate acute toxicity to post larvae and juveniles of Macrobrachium amazonicum Heller 1862 Chemosphere 242 125229 httpsdoiorg101016jchemosphere2019125229 Ferrari R 2015 Writing narrative style literature reviews Medical Writing 244 230235 httpsdoiorg1011792047480615z000000000329 Gao X Q Fei F Huo H H Huang B Meng X S Zhang T Liu B L 2020 Impact of nitrite exposure on plasma biochemical parameters and immunerelated responses in Takifugu rubripes Aquatic Toxicology 218 105362 httpsdoiorg101016jaquatox2019105362 Gao X Q Fei F Huo H H Huang B Meng X S Zhang T Liu W Bin Liu B L 2019 Exposure to nitrite alters thyroid hormone levels and morphology in Takifugu rubripes Comparative Biochemistry and Physiology Part C Toxicology and Pharmacology 225 108578 httpsdoiorg101016jcbpc2019108578 Gomez Isaza D F Cramp R L Franklin C E 2020 Simultaneous exposure to nitrate and low pH reduces the blood oxygencarrying capacity and functional performance of a freshwater fish Conservation Physiology 81 115 httpsdoiorg101093conphyscoz092 Gomez Isaza D F Cramp R L Franklin C E 2021 Thermal plasticity of the cardiorespiratory system provides crosstolerance protection to fish exposed to elevated nitrate Comparative Biochemistry and Physiology Part C Toxicology and Pharmacology 240 108920 httpsdoiorg101016jcbpc2020108920 Grynevych N Sliusarenko A Dyman T Sliusarenko S Gutyj B Kukhtyn M 2018 Impact of provincial water management on environment and social welfare in West of Zayanderood Basin Iran Ukrainian Journal of Ecology 81 4150 httpsdoiorg10154212018 Ha N T K Huong D T T Phuong N T Bayley M Jensen F B 2019 Impact and tissue metabolism of nitrite at two acclimation temperatures in striped catfish Pangasianodon hypophthalmus Aquatic Toxicology 212 154161 httpsdoiorg101016jaquatox201905008 Jimenez J E ZaniboniFilho E 2013 Adaptations of the piava Leporinus obtusidens juvenile exposed to hypoxia Boletim Do Instituto de Pesca 394 439444 Kellock K A Moore A P Bringolf R B 2018 Chronic nitrate exposure alters reproductive physiology in fathead minnows Environmental Pollution 232 322328 httpsdoiorg101016jenvpol201708004 Kim J H Kang J C 2016 The immune responses in juvenile rockfish Sebastes schlegelii for the stress by the exposure to the dietary lead II Environmental Toxicology and Pharmacology 46 211216 httpsdoiorg101016jetap201607022 Kim J H Park H J Hwang I K Han J M Kim D H Oh C W Lee J S Kang J C 2017 Toxic effects of juvenile sablefish Anoplopoma fimbria by ammonia exposure at different water temperature Environmental Toxicology and Pharmacology 54 169176 httpsdoiorg101016jetap201707008 Kir M Sunar M C 2018 Acute Toxicity of Ammonia and Nitrite to Sea Bream Sparus aurata Linnaeus 1758 in Relation to Salinity Journal of the World Aquaculture Society 493 516522 httpsdoiorg101111jwas12448 Kır M Sunar M C Gök M G 2019 Acute ammonia toxicity and the interactive effects of ammonia and salinity on the standard metabolism of European sea bass Dicentrarchus labrax Aquaculture 511 734273 httpsdoiorg101016jaquaculture2019734273 Kubitza F 2019 O impacto da amônia do nitrito e do nitrato sobre o desempenho e a saúde dos peixes e camarões A água na aquicultura Parte 3 127 Lefevre S McKenzie D J Nilsson G E 2017 Models projecting the fate of fish populations under climate change need to be based on valid physiological mechanisms Global Change Biology 239 34493459 httpsdoiorg101111gcb13652 Li M Zhang M Qian Y Shi G Wang R 2020 Ammonia toxicity in the yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco The mechanistic insight from physiological detoxification to poisoning Fish and Shellfish Immunology 102 195202 httpsdoiorg101016jfsi202004042 Lin Y Miao L H Pan W J Huang X Dengu J M Zhang W X Ge X P Liu B Ren M C Zhou Q L Xie J Pan L kun Xi B wen 2018 Effect of nitrite exposure on the antioxidant enzymes and glutathione system in the liver of bighead carp Aristichthys nobilis Fish and Shellfish Immunology 76 126132 httpsdoiorg101016jfsi201802015 Martinez C B R Azebedo F Winkaler E U 2006 Toxicidade e Efeitos da Amônia em Peixes Neotropicais Tópicos Especiais Em Biologia Aquática e Aqüicultura 8195 Mehta K 2017 Impact of Temperature on Contaminants Toxicity in Fish Fauna A Review Indian Journal of Science and Technology 1018 16 httpsdoiorg1017485ijst2017v10i18112663 Moore A P Bringolf R B 2020 Comparative Toxicity of Nitrate to Common and Imperiled Freshwater Mussel Glochidia and Larval Fishes Archives of Environmental Contamination and Toxicology 784 536544 httpsdoiorg101007s0024402000708z Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 9 Opinion A G R De Boeck G Rodgers E M 2020 Synergism between elevated temperature and nitrate Impact on aerobic capacity of European grayling Thymallus thymallus in warm eutrophic waters Aquatic Toxicology 226 105563 httpsdoiorg101016jaquatox2020105563 Pankhurst N W Munday P L 2011 Effects of climate change on fish reproduction and early life history stages Marine and Freshwater Research 629 10151026 httpsdoiorg101071MF10269 Paul S Mandal A Bhattacharjee P Chakraborty S Paul R Kumar Mukhopadhyay B 2019 Evaluation of water quality and toxicity after exposure of lead nitrate in fresh water fish major source of water pollution Egyptian Journal of Aquatic Research 454 345351 httpsdoiorg101016jejar201909001 Randall D J Tsui T K N 2002 Ammonia toxicity in fish Comparative Biochemistry and Physiology Part A Molecular Integrative Physiology 124 S62 httpsdoiorg101016s1095643399902477 Rodgers E M Opinion A G R Gomez Isaza D F Rašković B Poleksić V De Boeck G 2021 Double whammy Nitrate pollution heightens susceptibility to both hypoxia and heat in a freshwater salmonid Science of the Total Environment 765 httpsdoiorg101016jscitotenv2020142777 Silva M J Dos S Costa F B C Leme F P Takata R Costa D C Matitioli C C Luz R K MirandaFilho K C 2017 Biological responses of Neotropical freshwater fish Lophiosilurus alexandri exposed to ammonia and nitrite Science of the Total Environment 616617 15661575 Vitousek P M Mooney H A Lubchenco J Melillo J M 1997 Human Domination of Earth Ecosystems Science 2785335 494499 Wang J Tang H Zhang X Xue X Zhu X Chen Y Yang Z 2017 Mitigation of nitrite toxicity by increased salinity is associated with multiple physiological responses A case study using an economically important model species the juvenile obscure puffer Takifugu obscurus Environmental Pollution 232 137145 httpsdoiorg101016jenvpol201709026 Wang Y Kong X Peng Z Zhang H Hu W Zhou X 2020 Retenção de nitrogênio e fósforo no Lago Chaohu China implicações para o manejo da eutrofização Environmental Science and Pollution Research 27 4148841502 httpsdoiorg101007s11356020100247 Yang Z Chen Y 2006 Salinity tolerance of embryos of obscure puffer Takifugu obscurus Aquaculture 25314 393397 httpsdoiorg101016jaquaculture200508014 Zhang W Xia S Zhu J Miao L Ren M Lin Y Ge X Sun S 2019 Growth performance physiological response and histology changes of juvenile blunt snout bream Megalobrama amblycephala exposed to chronic ammonia Aquaculture 506 424436 httpsdoiorg101016jaquaculture201903072 Zhao L Cui C Liu Q Sun J He K Adam A A Luo J Li Z Wang Y Yang S 2020 Combined exposure to hypoxia and ammonia aggravated biological effects on glucose metabolism oxidative stress inflammation and apoptosis in largemouth bass Micropterus salmoides Aquatic Toxicology 224 105514 httpsdoiorg101016jaquatox2020105514
Envie sua pergunta para a IA e receba a resposta na hora
Recomendado para você
Texto de pré-visualização
Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 1 Toxicidade de compostos nitrogenados em peixes influenciada por parâmetros físico químicos da água uma revisão narrativa Toxicity of nitrogen compounds in fish influenced by physicochemical water parameters a review Toxicidad de compuestos de nitrógeno em peces influenciada por parâmetros físicoquímicos uma revisión narrativa Recebido 24082021 Revisado 29082021 Aceito 31082021 Publicado 04092021 Thaís Paula de Araújo ORCID httpsorcidorg0000000186725325 Universidade Federal de São João delRei Brasil Email thaisparaujooutlookcom Ludmila Silva Brighenti ORCID httpsorcidorg0000000313052689 Universidade do Estado de Minas Gerais Brasil Email ludmilabrighentiuemgbr Hélio Batista dos Santos ORCID httpsorcidorg0000000168138522 Universidade Federal de São João delRei Brasil Email hbsufsjgmailcom Ana Hortência Fonseca Castro ORCID httpsorcidorg0000000331553241 Universidade Federal de São João delRei Brasil Email acastroufsjedubr Ralph Gruppi Thomé ORCID httpsorcidorg0000000217795036 Universidade Federal de São João delRei Brasil Email ralphufsjedubr Resumo Os compostos nitrogenados nitrito nitrato e amônia são considerados tóxicos para os peixes pois são capazes de promover alterações histológicas e bioquímicas diminuir a capacidade de trasnporte de oxigênio no sangue e afetar o fitness ie aptidão do organismo em termos de crescimento e natação Esses compostos acumulam no ambiente aquático através da excreção de organismos aquáticos da decomposição de matéria orgânica tanto de origem aquática quanto do sistema terrestre adjacente e da entrada direta pelo sistema terrestre afluentes e águas subterrâneas As chamadas mudanças globais como as climáticas e de uso do solo podem potencializar e intensificar essa entrada dos compostos nitrogenados através de atividades humanas tais como a agricultura e o lançamento de efluentes como esgoto doméstico Os peixes estão comumente em contato com diversos poluentes e a combinação de fatores ambientais como temperatura pH disponibilidade de oxigênio e dureza podem ter efeitos sinérgicos ou antagônicos No entanto como esses fatores ambientais afetam a toxicidade da amônia nitrito e nitrato não são totalmente compreendidos Portanto nosso objetivo foi revisar a literatura afim de abordar os efeitos dos compostos nitrogenados e como os parâmetros físicoquímicos da água afetam a toxicidade desses compostos Palavraschave Antrópico Ciclo do nitrogênio Histopatologias Impacto Poluentes Abstract Nitrogen compounds nitrite nitrate and ammonia are considered toxic to fish as they can promote histological and biochemical changes decrease the oxygencarrying capacity in the blood and affect fitness ie the bodys fitness in terms of growth and swimming These compounds accumulate in the aquatic environment through the excretion of aquatic organisms decomposition of organic matter from both aquatic and adjacent terrestrial systems and direct entry into the terrestrial system tributaries and groundwater The socalled global changes such as climate and land use changes can enhance and intensify this entry of nitrogen compounds through human activities such as agriculture and the release of effluents such as domestic sewage Fish are commonly in contact with various pollutants and the combination of environmental factors such as temperature pH oxygen availability and hardness can have synergistic or antagonistic effects However how these environmental factors affect the toxicity of ammonia nitrite and nitrate are not fully understood Therefore our objective was to review the literature to address the effects of nitrogen compounds and how the physicochemical parameters of water affect the toxicity of these compounds Keywords Anthropic Nitrogen cycle Histopathologies Impact Pollutants Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 2 Resumen Los compuestos de nitrógeno nitrito nitrato y amoníaco se consideran tóxicos para los peces ya que pueden promover cambios histológicos y bioquímicos disminuir la capacidad de transporte de oxígeno en la sangre y afectar la aptitud es decir la aptitud del cuerpo en términos de crecimiento y natación Estos compuestos se acumulan en el medio acuático a través de la excreción de organismos acuáticos la descomposición de materia orgánica de los sistemas acuáticos y terrestres adyacentes y la entrada directa al sistema terrestre afluentes y águas subterráneas Los llamados cambios globales como los cambios climáticos y de uso de la tierra pueden mejorar e intensificar esta entrada de compuestos nitrogenados a través de actividades humanas como la agricultura y la liberación de efluentes como las águas residuales domésticas Los peces suelen estar en contacto con diversos contaminantes y la combinación de factores ambientales como la temperatura el pH la disponibilidad de oxígeno y la dureza puede tener efectos sinérgicos o antagónicos Sin embargo no se comprende completamente cómo estos factores ambientales afectan la toxicidad del amoníaco nitrito y nitrato Por lo tanto nuestro objetivo fue revisar la literatura para abordar los efectos de los compuestos nitrogenados y cómo los parámetros fisicoquímicos del água afectan la toxicidad de estos compuestos Palabras clave Antrópico Ciclo del nitrógeno Histopatologías Impacto Contaminantes 1 Introdução As atividades antrópicas vêm modificando o meio ambiente de diferentes formas e alterações no ciclo do nitrogênio estão entre as principais causas da perda de espécies De fato os compostos nitrogenados nitrito nitrato e amônia podem ser encontrados naturalmente nos ecossistemas aquáticos através da decomposição e excreção de alguns organismos porém precisamos nos atentar a intensificação desta entrada por atividades antrópicas como atividades industriais e uso de fertilizantes na agricultura Randall Tsui 2002 Neste sentido o aumento de compostos nitrogenados na água é geralmente associado a mudança no uso do solo devido à conversão de áreas de mata nativa em áreas de agricultura e pecuária Vitousek 1997 Além disso o aumento da concentração dos compostos nitrogenados também pode ser ocasionado pela perda de volume de água associada a grandes períodos de seca com relação as mudanças climáticas Wang et al 2020 Dentre os compostos nitrogenados analisados nesta revisão a amônia é um dos poluentes mais preocupantes em ambientes aquáticos naturais e da piscicultura intensiva Martinez et al 2006 A amônia constitui principal produto de excreção dos peixes e no ambiente é encontrada como nitrogênio amoniacal total NAT NH3N que atravessa livremente a membrana celular sendo portanto considerada potencialmente tóxica Mehta 2017 O nitrito é encontrado naturalmente nos organismos e também é produzido pela oxidação de íons amônio através do processo de nitrificação Ha et al 2019 O nitrato é tóxico devido a conversão endógena de nitrato em nitrito causando a formação de metahemoglobina que resulta na perda da capacidade de transporte de oxigênio no sangue Gomez Isaza et al 2021 A toxicidade dos poluentes pode variar de acordo com a concentração condições da qualidade de água período de exposição e sensibilidade da espécie Kim Kang 2016 Kubitza 2019 Os organismos aquáticos estão em contato direto com diversos agentes tóxicos e são frequentemente expostos a flutuações em parâmetros que refletem a qualidade da água como oxigênio dissolvido temperatura pH salinidade e dureza Zhao et al 2020 A exposição simultânea a estressores ambientais pode ter efeitos sinérgicos ie quando o efeito de dois ou mais estressores é maior do que o efeito do estressor individual ou antagonistas ie quando o efeito de dois ou mais estressores é menor que o individual Côté et al 2016 Além disso o aumento da temperatura tem impacto na fisiologia dos peixes Alfonso et al 2020 e pode influenciar na toxicidade dos compostos nitrogenados Mehta 2017 As alterações nos parâmetros ambientais aquáticos podem ser provocadas pelas mudanças globais e ainda não sabemos claramente como esses fatores ambientais de qualidade da água afetam fisiologicamente as diferentes espécies de peixes Portanto nosso objetivo foi revisar a literatura afim de abordar os efeitos dos compostos nitrogenados nitrito nitrato e amônia sob diferentes condições dos parâmetros físicoquímicos da água e assim avaliar como esses parâmetros influenciam na toxicidade do nitrito nitrato e amônia Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 3 2 Metodologia 21 Estratégias de busca As buscas dos estudos foram realizadas nas bases de dados Google Scholar PubMed e ScienceDirect seguindo a metodologia proposta por Ferrari 2015 Os descritores utilizados foram toxicity nitrate fish toxicity nitrite fish toxicity ammonia fish 22 Critérios de inclusãoexclusão Apenas artigos originais de 2017 a 2021 foram analisados Os critérios de inclusão foram peixes de água doce e salgada estudos envolvendo um ou mais compostos nitrogenados amônia nitrito ou nitrato e influência de algum parâmetro de qualidade da água temperatura pH disponibilidade de oxigênio dissolvido salinidade ou dureza Os critérios de exclusão foram estudos com associação a outros agentes tóxicos O processo de seleção dos artigos está descrito na Figura 1 Figura 1 Fluxograma do processo de seleção dos artigos Fonte Autores 2021 3 Resultados e Discussão 31 Efeitos da amônia e fatores ambientais que influenciam na sua toxicidade A amônia é um potencial poluente pois pode afetar severamente a homeostase de organismos como os peixes Estudos avaliando a toxicidade da amônia retratam que a amônia induz o estresse oxidativo alterando a atividade de enzimas antioxidantes Kim et al 2017 Zhang et al 2019 bem como induz a imunossupressão inflamação e apoptose Li et al 2020 Além disso a amônia é capaz de causar histopatologias associadas as brânquias e ao fígado como deslocamento do epitélio hiperemia aumento do fluxo sanguíneo e necrose nas brânquias e danos no tecido hepático como vacuolização e inchaço dos hepatócitos Silva et al 2017 Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 4 Dados de literatura mostram que a elevação da temperatura da água pode induzir o estresse e diminuir o crescimento dos peixes Lefevre et al 2017 Pankhurst Munday 2011 Avaliandose conjuntamente o aumento de temperatura e o acúmulo de amônia na água é possível notar que a temperatura é capaz de potencializar a toxicidade da amônia em peixes juvenis Kim e colaboradores 2017 desenvolveram um estudo onde indivíduos da espécie de peixe sablefish Anoplopoma fimbria foram expostos a diferentes concentrações de amônia e duas temperaturas 12 C temperatura da água do mar e 17 C temperatura elevada por um período de 1 e 2 meses Os resultados mostraram que a exposição à amônia afetou as respostas antioxidantes imunológicas não específicas e indicadores de estresse A atividade da catalase CAT e superóxido dismutase SOD aumentou e houve uma diminuição da glutationa reduzida GSH Ainda neste trabalho também houve um aumento na atividade de lisozima fagocitose proteína HSP70 cortisol e glicose plasmática Essas alterações foram marcantes em peixes com exposição à amônia acima de 075 mgL a 12 C e acima de 025 mgL a 17 C Portanto os resultados indicam que a elevação da temperatura pode aumentar a sensibilidade dos peixes expostos à amônia A disponibilidade de oxigênio também pode afetar o funcionamento do organismo dos peixes Jimenez Zaniboni Filho 2013 Zhao e colaboradores 2020 utilizaram peixes da espécie achigã Micropterus salmoides para avaliar diferentes concentrações de amônia combinada à hipóxia Os autores relataram que a exposição à amônia alterou a atividade de enzimas antioxidantes metabolismo da glicose e causou alterações e lesões graves nos tecidos branquiais Além disso alterou a expressão de enzimas antioxidantes proteínas da via apoptótica e inflamatória As atividades de CAT e SOD variaram em todos os grupos de tratamento também houve alterações na glicólise anaeróbica aumento de glicose no sangue diminuição de glicogênio hepático acúmulo de lactato e aumento da atividade da lactato desidrogenase Os resultados indicaram que a exposição combinada gerou efeitos mais deletérios no achigã do que a exposição aos estressores individuais sendo assim concluise que a hipóxia tem potencial de aumentar a toxicidade da amônia A salinidade é considerada um dos fatores ambientais mais importantes que devem ser considerados pois quando encontrada em altos níveis é capaz de aumentar a tolerância dos peixes à amônia Kir Sunar 2018 Kir et al 2019 A dourada do mar Sparus aurata e o robalo europeu Dicentrarchus labrax são peixes que passam por diferentes salinidades em diferentes estágios da vida Kir Sunar 2018 Kır et al 2019 De fato os níveis de salinidade ideais podem variar de acordo com a espécie e estágio de vida e precisam ser levados em conta em cada caso particular Estudos com o peixe dourada do mar avaliando o efeito do nitrogênio amoniacal total NAT em diferentes salinidades 10 20 e 30 ppt por um período de 24h 36 48h e 96h relataram que os efeitos tóxicos de NAT são 45 vezes maiores em salinidade baixa 10 ppt e 22 vezes maiores em salinidade alta 30 ppt Portanto os resultados da relação de níveis de salinidade com a amônia testados indicaram que a salinidade tem um efeito protetor sendo que os peixes da espécie dourada do mar se mostraram mais tolerantes à amônia na mais alta salinidade avaliada pelos autores Kir Sunar 2018 Resultado semelhante foi encontrado com o robalo europeu Kir e colaboradores 2019 também avaliaram o efeito da amônia em diferentes salinidades para os robalos Foram conduzidos experimentos com diferentes níveis de nitrogênio amoniacal total NAT e salinidades distintas durante 24h 36h 48h 96h O metabolismo dos peixes foi influenciado pela concentração de amônia onde concentrações elevadas causaram um aumento no metabolismo e altos níveis de salinidade testados para os robalos foram capazes de mitigar esses efeitos Portanto a exposição combinada a altos níveis de salinidade em robalos europeus foi capaz de aumentar a tolerância à amônia e mitigar os efeitos causados no metabolismo A amônia é um poluente tóxico e sua toxicidade pode ser afetada por diferentes fatores ambientais A elevação da temperatura e da hipóxia possuem efeitos sinérgicos que aumentaram a toxicidade da amônia Já a salinidade possui efeito protetor pois os estudos mostraram que dentro da faixa avaliada os mais altos níveis de salinidade foram capazes de aumentar a tolerância dos peixes à amônia No entanto a toxicidade também é dependente do período de exposição à amônia onde períodos mais longos estão relacionados com efeitos mais tóxicos Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 5 32 Efeitos do nitrito e fatores ambientais que influenciam na sua toxicidade O nitrito é tóxico para os peixes mesmo em baixas concentrações Kubitza 2019 e pode se acumular nos tecidos por meio da absorção de íons de cloreto do epitélio braquial Lin et al 2018 Os efeitos da exposição ao nitrito incluem danos histopatológicos em órgãosalvos específicos como hiperplasia e hipertrofia de células epiteliais branquiais necrose das células hepáticas e atrofia de hepatócito em áreas hemorrágicas no fígado Além disso foram observadas patologias associadas ao rim como lesão do corpúsculo renal degeneração severa das células dos túbulos renais hemorragia e difusão dos eritrócitos no líquido intersticial em Oncorhynchus mykiss Grynevych et al 2018 Também são relatadas alterações na atividade de enzimas antioxidantes Lin et al 2018 no sistema endócrino Gao et al 2019 e imunológico nos peixes Gao et al 2020 A temperatura pode influenciar na toxicidade dos compostos podendo ter efeitos sinérgicos e antagonistas Peixes gato listrados Pangasianodon hypophthalmus foram expostos ao nitrito e a diferentes temperaturas 27 C temperatura média do local de estudo e 33 C temperatura elevada prevista por 7 dias Ha et al 2019 Esta combinação foi capaz de aumentar os valores de metahemoglobina no sangue no primeiro dia de experimento mas os valores diminuíram ao longo do período de exposição Esse aumento de metahemoglobina foi maior em peixes expostos à temperatura de 27 C do que à 33 C refletindo uma menor absorção de nitrito em temperaturas mais altas Isso ocorreu devido à capacidade dos peixesgato listrados de realizarem respiração aérea facultativa e quando expostos a altas temperaturas reduziram a captação de nitrito pelas brânquias aumentando a captação de oxigênio através da respiração aérea Sendo assim a exposição simultânea ao nitrito e altas temperaturas possuem efeito antagonista A salinidade é outro fator ambiental fundamental pois pode afetar o desenvolvimento e as taxas de sobrevivência dos peixes Yang Chen 2006 Peixes migratórios foram expostos ao nitrato elevado e diferentes níveis de salinidade e os resultados mostram que níveis de salinidade mais altos foram capazes de mitigar os efeitos do nitrito em testes de toxicidade aguda Kir Sunar 2018 Wang et al 2017 Com o aumento da salinidade nos níveis testados 10 20 e 30 ppt o peixe dourada do mar foi mais tolerante ao nitrito diminuindo os efeitos tóxicos Kir Sunar 2018 Resultado semelhante foi encontrado em baiacu obscuro Takifugu obscurus em que o nitrito foi capaz de diminuir significativamente as taxas de sobrevivência dos peixes juvenis e o aumento da salinidade mitigou esses efeitos aumentando as taxas de sobrevivência Wang et al 2017 Altas concentrações de nitrito são frequentemente encontradas em águas doces salobras e marinhas e podem se acumular no ambiente de forma natural e serem intensificadas devido as atividades antrópicas O nitrito é tóxico para os peixes pois é capaz de converter hemoglobina a metahemoglobina dificultando a capacidade de oxigênio no sangue além de reduzir as taxas de sobrevivência nos peixes Contudo a exposição simultânea de nitrito e alta temperatura mostrou efeito antagônico e a combinação de nitrito e altos níveis de salinidade possuem efeito protetor capazes de mitigar os efeitos tóxicos causado pela exposição ao nitrito 33 Efeitos do nitrato e fatores ambientais que influenciam na sua toxicidade O nitrato entra em organismos aquáticos através da difusão passiva nas células branquiais e a principal ação tóxica é devido a conversão endógena de nitrato em nitrito que então causa a formação de metahemoglobina resultando na perda da capacidade de transporte de oxigênio no sangue Gomez Isaza et al 2021 e consequentemente a morte dos indivíduos Além disso o nitrato é capaz de interromper a síntese de esteroides comprometendo a reprodução Kellock et al 2018 e causar histopatologias em brânquias de peixes como necrose hiperplasia fusão lamelar edemas e degeneração da lamela Paul et al 2019 Dutra et al 2019 O aumento da temperatura pode influenciar na fisiologia dos peixes com efeitos sinérgicos ou antagonistas Peixes australianos da espécie Perca prateada Bidyanus bidyanus foram expostos ao nitrato em diferentes concentrações e Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 6 temperatura 28 C temperatura do local de estudo e 32 C temperatura elevada por 21 semanas Gomez Isaza et al 2021 Os autores relatam que a exposição ao nitrato elevado reduziu a capacidade de transporte de oxigênio no sangue devido ao aumento da metahemoglobina em ambas as temperaturas Já a exposição à temperatura mais alta 32 C foi capaz de aumentar a área da superfície branquial e a espessura ventricular independente da concentração do nitrato Como conclusão os autores indicam que essa plasticidade do sistema cardiorrespiratório fornece proteção à exposição simultânea ao nitrato e altas temperaturas Um estudo realizado com salmonídeo de água doce Thymallus thymallus encontrou efeitos antagonistas semelhantes Opinion et al 2020 Neste caso os peixes foram expostos ao nitrato e diferentes temperaturas 18 C temperatura média da região em estudo e 22 C temperatura elevada por 6 semanas A interação desses dois estressores foi capaz de causar efeitos antagonistas significativos no escopo aeróbico aumentando a capacidade dos peixes de fornecer oxigênio necessário para as respostas ao estresse indicando benefícios na tolerância cruzada Com base nesses resultados é possível entender que a temperatura elevada e exposição ao nitrato é capaz de promover à hipóxia nos peixes pelo baixo transporte de oxigênio Seguindo a metodologia proposta por Opinion e colaboradores 2020 Rodgers e colaboradores 2021 conduziram um experimento por 8 semanas e avaliaram a hipóxia e tolerância ao calor na mesma espécie Thymallus thymallus Em altas concentrações de nitrato houve uma diminuição de 1 C na tolerância ao calor em peixes expostos a 18 C entretanto em 22 C foi observado o oposto houve um aumento de 1 C O nitrato também causou alterações histológicas nas brânquias em ambas as temperaturas como hipertrofia e hiperplasia que consequentemente diminui a área de superfície respiratória comprometendo a absorção de oxigênio no organismo Além disso a exposição ao nitrato também foi capaz de aumentar significativamente a suscetibilidade à hipóxia em ambas as temperaturas O baixo pH é um fator ambiental capaz de aumentar a absorção de alguns poluentes causando o acúmulo desses compostos no fígado e nas brânquias Çoǧun Kargin 2004 Para avaliar como o pH influencia na toxicidade do nitrato indivíduos de Leiopotherapon unicolor foram expostos simultaneamente ao nitrato e diferentes níveis de pH pH 40 ou 70 por 28 dias de exposição Gomez Isaza et al 2020 Os resultados mostraram que a exposição ao nitrato levou ao comprometimento da capacidade de transporte de oxigênio independentes da concentração Já o efeito combinado do nitrato elevado e baixo pH agravou os efeitos sobre a capacidade de transporte no sangue levando a declínios no fitness dos peixes crescimento natação e aumento da recuperação pósexercício Para compreender os efeitos da química da água sobre a toxicidade de nitrato larvas de peixes de três espécies foram expostas ao nitrato e a valores distintos de dureza da água Moore Bringolf 2020 As concentrações de nitrato variaram de 0 a 4800 mgL e três tipos de dureza da água mole moderadamente dura e dura foram testados em larvas de Promelas pimephales Cyprinella trichroistia e Oreochromis ssp por 7 dias Os resultados demonstraram a influência da dureza da água sobre a sensibilidade dos peixes ao nitrato Larvas de P pimephales foram mais sensíveis ao nitrato em água moderadamente dura e dura já C trichroistia foram mais sensíveis em água mole e Oreochromis ssp foi a espécie menos sensível independente da dureza da água Portanto a dureza da água é capaz de influenciar na sensibilidade dos peixes ao nitrato O nitrato é um poluente onipresente nos ambientes aquáticos e avaliar sua toxicidade diante os fatores que podem influenciála é importante para a preservação dos peixes O nitrato foi capaz de aumentar a suscetibilidade à hipóxia e alterar o sistema cardiovascular reduzindo a capacidade de transporte de oxigênio e a interação com baixo pH intensificou esses efeitos levando a declínios no fitness ie aptidão do organismo em termos de crescimento e natação dos peixes Já a combinação de nitrato e alta temperatura teve efeitos antagônicos em que os peixes foram capazes de aumentar a capacidade de fornecer oxigênio A dureza da água também pode influenciar na toxicidade do nitrato aumentando ou diminuindo a sensibilidade de larvas de peixes no entanto os efeitos são dependentes da espécie em estudo Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 7 4 Considerações Finais Os parâmetros de qualidade da água influenciam na toxicidade dos compostos nitrogenados nitrito nitrato e amônia podendo ter efeitos sinérgicos intensificando os efeitos tóxicos ou antagonistas quando o efeito de dois estressores é menor que do estressor individual A relação dos parâmetros físicoquímicos da água e a toxicidade dos compostos nitrogenados é representado na Figura 2 A hipóxia e o baixo pH mostraram efeitos sinérgicos em que foram capazes de aumentar a toxicidade da amônia e nitrato Já altas salinidades mitigaram os efeitos da exposição à amônia e nitrito e portanto possuem efeito protetor O aumento da temperatura causou efeitos distintos dentre os compostos nitrogenados com efeitos sinérgicos quando os peixes foram expostos simultaneamente à amônia e efeitos antagônicos quando expostos ao nitrito e nitrato Variações na dureza da água também influenciaram na sensibilidade dos peixes ao nitrato sendo dependente da espécie em estudo Portanto essa revisão evidenciou a necessidade da avaliação da toxicidade dos compostos nitrogenados em peixes combinado a outras condições ambientais nesse caso os parâmetros físicoquímicos da água pH temperatura da água salinidade oxigênio dissolvido e dureza da água Estudos futuros devem seguir avaliando o cenário de mudanças globais com alterações no clima aumento de temperatura e mudança no regime pluvial e no uso do solo aumento de área com agricultura intensiva em associação com os efeitos nos animais Assim estas pesquisas devem entender eou buscar formas de evitar consequências graves das ações antrópicas desordenadas como baixa qualidade de vida e até as extinções de espécies e assim impedir a perda de biodiversidade Figura 2 Compostos nitrogenados e influência dos parâmetros físicoquímicos em sua toxicidade Fonte Autores 2021 Agradecimentos Os autores agradecem à Universidade Federal de São João delRei campus CentroOeste Dona Lindu pelo apoio e suporte Este estudo foi financiado pelo Projeto de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo PELD site4 CNPq CAPES FAPEMIG Proc N 441481 20167 Além disso este estudo recebeu suporte financeiro da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Brasil CAPES subsídio número 88887124083 201600 e Código Financeiro 001 Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 8 Referências Alfonso S Gesto M Sadoul B 2020 Temperature increase and its effects on fish stress physiology in the context of global warming Journal of Fish Biology 39 httpsdoiorg101111jfb14599 Côté I M Darling E S Brown C J 2016 Interactions among ecosystem stressors and their importance in conservation Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences 2831824 httpsdoiorg101098rspb20152592 Çoǧun H Y Kargin F 2004 Effects of pH on the mortality and accumulation of copper in tissues of Oreochromis niloticus Chemosphere 552 277 282 httpsdoiorg101016jchemosphere200310007 Dutra F M Cidemar Alab J H Costa Gomes M K Furtado P S Valenti W C Cupertino Ballester E L 2019 Nitrate acute toxicity to post larvae and juveniles of Macrobrachium amazonicum Heller 1862 Chemosphere 242 125229 httpsdoiorg101016jchemosphere2019125229 Ferrari R 2015 Writing narrative style literature reviews Medical Writing 244 230235 httpsdoiorg1011792047480615z000000000329 Gao X Q Fei F Huo H H Huang B Meng X S Zhang T Liu B L 2020 Impact of nitrite exposure on plasma biochemical parameters and immunerelated responses in Takifugu rubripes Aquatic Toxicology 218 105362 httpsdoiorg101016jaquatox2019105362 Gao X Q Fei F Huo H H Huang B Meng X S Zhang T Liu W Bin Liu B L 2019 Exposure to nitrite alters thyroid hormone levels and morphology in Takifugu rubripes Comparative Biochemistry and Physiology Part C Toxicology and Pharmacology 225 108578 httpsdoiorg101016jcbpc2019108578 Gomez Isaza D F Cramp R L Franklin C E 2020 Simultaneous exposure to nitrate and low pH reduces the blood oxygencarrying capacity and functional performance of a freshwater fish Conservation Physiology 81 115 httpsdoiorg101093conphyscoz092 Gomez Isaza D F Cramp R L Franklin C E 2021 Thermal plasticity of the cardiorespiratory system provides crosstolerance protection to fish exposed to elevated nitrate Comparative Biochemistry and Physiology Part C Toxicology and Pharmacology 240 108920 httpsdoiorg101016jcbpc2020108920 Grynevych N Sliusarenko A Dyman T Sliusarenko S Gutyj B Kukhtyn M 2018 Impact of provincial water management on environment and social welfare in West of Zayanderood Basin Iran Ukrainian Journal of Ecology 81 4150 httpsdoiorg10154212018 Ha N T K Huong D T T Phuong N T Bayley M Jensen F B 2019 Impact and tissue metabolism of nitrite at two acclimation temperatures in striped catfish Pangasianodon hypophthalmus Aquatic Toxicology 212 154161 httpsdoiorg101016jaquatox201905008 Jimenez J E ZaniboniFilho E 2013 Adaptations of the piava Leporinus obtusidens juvenile exposed to hypoxia Boletim Do Instituto de Pesca 394 439444 Kellock K A Moore A P Bringolf R B 2018 Chronic nitrate exposure alters reproductive physiology in fathead minnows Environmental Pollution 232 322328 httpsdoiorg101016jenvpol201708004 Kim J H Kang J C 2016 The immune responses in juvenile rockfish Sebastes schlegelii for the stress by the exposure to the dietary lead II Environmental Toxicology and Pharmacology 46 211216 httpsdoiorg101016jetap201607022 Kim J H Park H J Hwang I K Han J M Kim D H Oh C W Lee J S Kang J C 2017 Toxic effects of juvenile sablefish Anoplopoma fimbria by ammonia exposure at different water temperature Environmental Toxicology and Pharmacology 54 169176 httpsdoiorg101016jetap201707008 Kir M Sunar M C 2018 Acute Toxicity of Ammonia and Nitrite to Sea Bream Sparus aurata Linnaeus 1758 in Relation to Salinity Journal of the World Aquaculture Society 493 516522 httpsdoiorg101111jwas12448 Kır M Sunar M C Gök M G 2019 Acute ammonia toxicity and the interactive effects of ammonia and salinity on the standard metabolism of European sea bass Dicentrarchus labrax Aquaculture 511 734273 httpsdoiorg101016jaquaculture2019734273 Kubitza F 2019 O impacto da amônia do nitrito e do nitrato sobre o desempenho e a saúde dos peixes e camarões A água na aquicultura Parte 3 127 Lefevre S McKenzie D J Nilsson G E 2017 Models projecting the fate of fish populations under climate change need to be based on valid physiological mechanisms Global Change Biology 239 34493459 httpsdoiorg101111gcb13652 Li M Zhang M Qian Y Shi G Wang R 2020 Ammonia toxicity in the yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco The mechanistic insight from physiological detoxification to poisoning Fish and Shellfish Immunology 102 195202 httpsdoiorg101016jfsi202004042 Lin Y Miao L H Pan W J Huang X Dengu J M Zhang W X Ge X P Liu B Ren M C Zhou Q L Xie J Pan L kun Xi B wen 2018 Effect of nitrite exposure on the antioxidant enzymes and glutathione system in the liver of bighead carp Aristichthys nobilis Fish and Shellfish Immunology 76 126132 httpsdoiorg101016jfsi201802015 Martinez C B R Azebedo F Winkaler E U 2006 Toxicidade e Efeitos da Amônia em Peixes Neotropicais Tópicos Especiais Em Biologia Aquática e Aqüicultura 8195 Mehta K 2017 Impact of Temperature on Contaminants Toxicity in Fish Fauna A Review Indian Journal of Science and Technology 1018 16 httpsdoiorg1017485ijst2017v10i18112663 Moore A P Bringolf R B 2020 Comparative Toxicity of Nitrate to Common and Imperiled Freshwater Mussel Glochidia and Larval Fishes Archives of Environmental Contamination and Toxicology 784 536544 httpsdoiorg101007s0024402000708z Research Society and Development v 10 n 11 e359101119779 2021 CC BY 40 ISSN 25253409 DOI httpdxdoiorg1033448rsdv10i1119779 9 Opinion A G R De Boeck G Rodgers E M 2020 Synergism between elevated temperature and nitrate Impact on aerobic capacity of European grayling Thymallus thymallus in warm eutrophic waters Aquatic Toxicology 226 105563 httpsdoiorg101016jaquatox2020105563 Pankhurst N W Munday P L 2011 Effects of climate change on fish reproduction and early life history stages Marine and Freshwater Research 629 10151026 httpsdoiorg101071MF10269 Paul S Mandal A Bhattacharjee P Chakraborty S Paul R Kumar Mukhopadhyay B 2019 Evaluation of water quality and toxicity after exposure of lead nitrate in fresh water fish major source of water pollution Egyptian Journal of Aquatic Research 454 345351 httpsdoiorg101016jejar201909001 Randall D J Tsui T K N 2002 Ammonia toxicity in fish Comparative Biochemistry and Physiology Part A Molecular Integrative Physiology 124 S62 httpsdoiorg101016s1095643399902477 Rodgers E M Opinion A G R Gomez Isaza D F Rašković B Poleksić V De Boeck G 2021 Double whammy Nitrate pollution heightens susceptibility to both hypoxia and heat in a freshwater salmonid Science of the Total Environment 765 httpsdoiorg101016jscitotenv2020142777 Silva M J Dos S Costa F B C Leme F P Takata R Costa D C Matitioli C C Luz R K MirandaFilho K C 2017 Biological responses of Neotropical freshwater fish Lophiosilurus alexandri exposed to ammonia and nitrite Science of the Total Environment 616617 15661575 Vitousek P M Mooney H A Lubchenco J Melillo J M 1997 Human Domination of Earth Ecosystems Science 2785335 494499 Wang J Tang H Zhang X Xue X Zhu X Chen Y Yang Z 2017 Mitigation of nitrite toxicity by increased salinity is associated with multiple physiological responses A case study using an economically important model species the juvenile obscure puffer Takifugu obscurus Environmental Pollution 232 137145 httpsdoiorg101016jenvpol201709026 Wang Y Kong X Peng Z Zhang H Hu W Zhou X 2020 Retenção de nitrogênio e fósforo no Lago Chaohu China implicações para o manejo da eutrofização Environmental Science and Pollution Research 27 4148841502 httpsdoiorg101007s11356020100247 Yang Z Chen Y 2006 Salinity tolerance of embryos of obscure puffer Takifugu obscurus Aquaculture 25314 393397 httpsdoiorg101016jaquaculture200508014 Zhang W Xia S Zhu J Miao L Ren M Lin Y Ge X Sun S 2019 Growth performance physiological response and histology changes of juvenile blunt snout bream Megalobrama amblycephala exposed to chronic ammonia Aquaculture 506 424436 httpsdoiorg101016jaquaculture201903072 Zhao L Cui C Liu Q Sun J He K Adam A A Luo J Li Z Wang Y Yang S 2020 Combined exposure to hypoxia and ammonia aggravated biological effects on glucose metabolism oxidative stress inflammation and apoptosis in largemouth bass Micropterus salmoides Aquatic Toxicology 224 105514 httpsdoiorg101016jaquatox2020105514