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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10198/3833

Título: Contaminação da Barrinha de Esmoriz/Lagoa de Paramos por metais pesados: Efeitos bioquímicos e histológicos em Liza saliens.
Autor: Fernandes, Conceição
Issue Date: 2007
Editora: Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Citação: Fernandes C. (2007) - Contaminação da Barrinha de Esmoriz/Lagoa de Paramos por metais pesados: Efeitos bioquímicos e histológicos em Liza saliens. UTAD. Vila Real: UTAD. Tese de Doutoramento em Ciências Exactas, Naturais e Tecnológicas – Ciências do Ambiente.
Resumo: O presente trabalho centrou os seus objectivos na análise de alguns parâmetros químicos, bioquímicos, hematológicos e histológicos em tainha, Liza saliens, como medida do impacto da exposição crónica a metais pesados na Barrinha de Esmoriz/Lagoa de Paramos. Neste laguna costeira a contaminação por metais pesados é uma preocupação porque são poluentes que apresentam ao mesmo tempo persistência, capacidade de bioacumulação e toxicidade. A análise das concentrações totais de metais pesados (Cr, Cu, Pb e Zn), na água e nos sedimentos da Barrinha de Esmoriz/Lagoa de Paramos, mostrou que a ordem relativa de contaminação foi “Zn > Cu ~ Pb > Cr”. Nos sedimentos as concentrações de metais foram muito superiores às da água e a média por estrato de profundidade não mostrou diferenças entre as estações amostradas, permitindo cálcular a média de concentração de exposição para os peixes de 241 mg Zn·Kg-1, 83 mg Cu·Kg-1, 87 mg Pb Kg-1 e 47 mg Cr·Kg-1, sugerindo um padrão de deposição semelhante ao longo do tempo. A quantificação dos metais, Cr, Cu, Pb e Zn, no fígado, na brânquia e no músculo de Liza saliens revelou existirem diferenças na bioacumulação de metais, entre diferentes tecidos. Os resultados mostram que o Cu e o Zn são os metais mais preocupantes neste ecossistema, atendendo aos valores de bioacumulação. A relação dos factores de bioacumulação (BFAs) em relação aos sedimentos, do Cu na brânquia e no fígado com a idade dos peixes, revelou que o tempo de exposição afecta a capacidade homeostática de regulação deste metal, levando progressivamente à bioacumulação do Cu. Apesar da elevada concentração de Cu no meio, a concentração encontrada na brânquia é inferior à encontrada no fígado, sugerindo que as tainhas conseguem transferir o Cu da brânquia para o fígado que mostrou ser o principal órgão envolvido no metabolismo do Cu. Assim, os níveis de Cu acumulados pelo fígado de L. saliens mostram ser um bom indicador da contaminação deste metal na laguna. A relação dos BFAs do Zn com a idade dos peixes, mostrou que o fígado parece regular a concentração do metal ao longo do tempo; na brânquia, embora ocorra alteração da regulação do metal, o aumento é repartido com o tecido muscular. Assim, a regulação do Zn parece envolver os três tecidos. A brânquia, devido ao permanente contacto com os poluentes e à sua função que propicia rápida entrada de poluentes para a corrente sanguínea, mostrou estar histologicamente muito afectada. O destacamento do epitélio foi a alteração histológica mais grave pelo seu índice de extensão e severidade, seguida da hiperplasia devido ao seu índice de extensão. Comparando com o fígado, bem como com tainhas recolhidas no mar, as brânquias de L. saliens aparecem com muitas lesões, mostrando uma prevalência maior do número de lesões e de cada lesão. Além disso, as alterações observadas foram comuns às que ocorrem devido à presença de Cu e Zn, referidas na bibliografia. No fígado, a presença de extensas zonas de parênquima heterogéneo parece depender da maior acumulação de Cu e Zn no tecido. Apesar disso, as funções metabólicas do fígado aparentemente não se encontram comprometidas, nomeadamente os mecanismos envolvidos na destoxificação, visto que a prevalência do número de lesões e das diferentes lesões é moderada e o tecido não se encontra invadido por lesões pré neoplásicas, nem neoplásicas. Vários indicadores bioquímicos e morfológicos sugerem uma situação geral de stress nas tainhas da laguna, como o aumento da glicemia e da proteinemia e o aumento do factor de condição que podem ser indicativos de efeitos tóxicos. O aumento do peso relativo do fígado pode estar relacionado com as lesões encontradas e com modificações metabólicas, incluindo a acumulação de gordura. Os valores de maior actividade da aspartato aminotransferase plasmática nos peixes da laguna também podem resultar de alterações no metabolismo proteico, eventualmente impostas pela exposição aos metais. Apesar disso, os peixes mostraram possuir alguns mecanismos compensatórios na regulação iónica e no metabolismo da biotransformação, para fazer face à bioacumulação dos metais. Na brânquia, os mecanismos envolvem aumento do K+ plasmático como consequência do destacamento do epitélio e o aumento do fósforo na compensação do equilíbrio osmótico e ácido-base. O aumento da actividade da superóxido dismutase na brânquia é indicador de uma resposta compensatória, face ao aumento do stress oxidativo que ocorre devido à acumulação de metais neste órgão. No fígado, estes mecanismos incluem a indução da actividade da catalase como resposta ao stress oxidativo devido à acumulação de Cu no tecido. Os resultados de natureza química, bioquímica, hematológica e histológica, obtidos no presente estudo indicam que as condições ambientais na Barrinha de Esmoriz/Lagoa de Paramos são frágeis. A exposição crónica das tainhas a concentrações moderadas de Cu e Zn, afecta a resposta reguladora destes metais e envolve alterações metabólicas e estruturais, quer adaptativas com vista à desintoxicação, quer tóxicas face à acumulação de metais. Não obstante as medidas de revitalização da Barrinha de Esmoriz/Lagoa de Paramos a contaminação em metais deve continuar a ser monitorizada, nomeadamente avaliando a recuperação da população piscícola. This work focusced on the analysis of some chemical, biochemical, haematological and histological parameters of mullet, Liza saliens, to assess the impact of chronical exposure to heavy metals in Esmoriz-Paramos coastal lagoon. In this lagoon heavy metals contamination is a concern since they are persistent, toxic and prone to bioaccumulate. The first approach to this study was investigated heavy metal concentrations (Cr, Cu, Pb and Zn) in the water and sediments of the lagoon. These analyses showed the following relative order of contaminationin “Zn > Cu ~ Pb > Cr” in both matrices, although metal concentrations in the sediments were higher than in water. Metals sediments were determined in different sites and along depth, and significant differences were found between sites but not in depth, suggesting a similar pattern of sediment deposition over time, and allowing to calculate mean concentrations of fish exposure: 241 mg Zn•Kg-1, 83 mg Cu•Kg-1, 87 mg Pb Kg-1 e 47 mg Cr•Kg-1. The same metals were also quantified in the living fish in order to evaluate their bioaccumulation. The results showed that Cu accumulated mostly in liver and Zn in gill, leading to conclude that these are the metals of concern in this lagoon. BAFs of Cu in tissues were calculated relative to the sediments and a positive relation between Cu-BAF in liver and gill with fish age, revealed that time of exposure affects homeostatic regulation of copper. Despite the presence of high Cu concentration in the surroundings, Cu concentration in gill was much lower than in liver, suggesting that mullets are able to transfer Cu from gills to liver, the mais organ of Cu metabolism. Therefore the levels os Cu in liver seem to be a good indicator of Cu contamination in this lagoon. The relation between Zn-BAF in liver and gill with fish age revealed that liver keeps Zn under regulation. On the contrary, Zn increased in gill with time of exposure, but this increase was shared with the muscle, where it remained constant. Then, Zn metabolism involves the three tissues. Gill histological alterations revealed extensive and severe epithelial lifting and extensive hyperplasia, and higher prevalence of lesions than mullets collected in the sea. In addition, gill damage observed was similar to that has been described in fish exposed to metals. In liver, histological changes were less pronounced than in gill, but extensive areas of heterogeneous parenchyma were observed, wich depend on Cu and Zn accumulation. Since the prevalence of lesions was mild and neither pre-neoplastic, nor neoplastic alterations were observed, metabolic functions, such as metal detoxification seemed to be unaffected. The measurement of several biochemical and morphological indicators suggest a general stress condition in the lagoon fish, such as hyperglycemia and proteinemia and increased condition factor. The higher aspartate aminotransferases can suggeste an alteration in protein metabolism. The HSI was also increased in L. saliens which may be related with liver lesions and metabolic modifications, such as lipid accumulation. Despite these observations, fish showed some compensatory mechanisms. In gill, this include a direct relation of epithelial lifting with an increase of K+ in plasma and an increase of phosphorus concentration in an osmotic and acid-base compensatory mechanism. The increase of superoxide dismutase activity in gill and catalase in liver was seen as a response to oxidative stress caused by metals accumulated in these organs. In conclusion, the chemical, biochemical, hematological and histological results of this work indicate that Liza saliens chronical exposure to moderate concentrations of Cu and Zn, affect the regulatoring mechanisms and envolves structural and metabolic changes of adaptive nature to promote detoxification and even toxic. At present, several actions have been implemented in Esmoriz/Paramos lagoon to improve water quality, nevertheless chemical monitorization and fish recovery assessmente is recommended.
URI: http://hdl.handle.net/10198/3833
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