Toxicological effects of fipronil on the midgut and brain of the stingless bee Partamona helleri Friese (Hymenoptera: Apidae)
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Data de Publicação: | 2021 |
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Resumo: | Partamona helleri Friese é uma abelha sem ferrão que poliniza plantas nativas e cultivadas no Brasil. O declínio geral da população de abelhas tem sido associado a muitos fatores, incluindo a exposição a inseticidas. Dentre os inseticidas usados na agricultura e silvicultura no Brasil, o fipronil é particularmente importante devido à sua toxicidade para organismos não-alvo, incluindo as abelhas. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos colaterais da LC 50 do fipronil no intestino médio e cérebro de operárias de P. helleri após exposição oral. No capítulo 1, foram avaliados os efeitos do inseticida sobre a morfologia do intestino médio, atividade antioxidante e algumas vias de morte celular, proliferação e diferenciação celular nas operárias. O fipronil causou desorganização do epitélio do intestino médio e aumentou a atividade das enzimas de desintoxicação superóxido dismutase, catalase e glutationa S-transferase. Além disso, houve um aumento nas proteínas da via de sinalização caspase-3, peroxidase e ERK 1/2 no intestino médio de abelhas expostas, mas uma diminuição nas proteínas JNK, Wg, Armadillo, Notch e Prospero, indicando a indução de morte celular e comprometimento da renovação epitelial do intestino médio. No capítulo 2, foram avaliados os efeitos do fipronil sobre o comportamento, morfologia cerebral, atividade antioxidante e proteínas relacionadas às vias de sinalização celular no cérebro das operárias. A ingestão do inseticida causou hiperatividade nas abelhas e danificou o cérebro. O fipronil também diminuiu a atividade da catalase, mas aumentou a atividade da glutationa S-transferase. Além disso, as abelhas expostas mostraram um aumento no número de células positivas para caspase-3 e peroxidase, mas uma redução nas células positivas para ERK 1/2, JNK e Notch, sugerindo morte de neurônios e função cerebral prejudicada. Juntos, esses resultados demonstram que o fipronil afeta significativamente a morfologia e a fisiologia de dois importantes órgãos da abelha sem ferrão P. helleri, o que pode ameaçar os indivíduos e as colônias deste importante polinizador Neotropical. Palavras-chave: Polinizador. Intestino médio. Cérebro. Fipronil. Vias de sinalização. |
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Gomes, Cliver Fernandes Farderhttp://lattes.cnpq.br/3778745593880985Serrão, José Eduardo2022-05-11T13:12:43Z2022-05-11T13:12:43Z2021-08-20FARDER GOMES, Cliver Fernandes. Toxicological effects of fipronil on the midgut and brain of the stingless bee Partamona helleri Friese (Hymenoptera: Apidae). 2021. 40 f. Tese (Doutorado em Entomologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2021.https://locus.ufv.br//handle/123456789/28947https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2021.072Partamona helleri Friese é uma abelha sem ferrão que poliniza plantas nativas e cultivadas no Brasil. O declínio geral da população de abelhas tem sido associado a muitos fatores, incluindo a exposição a inseticidas. Dentre os inseticidas usados na agricultura e silvicultura no Brasil, o fipronil é particularmente importante devido à sua toxicidade para organismos não-alvo, incluindo as abelhas. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos colaterais da LC 50 do fipronil no intestino médio e cérebro de operárias de P. helleri após exposição oral. No capítulo 1, foram avaliados os efeitos do inseticida sobre a morfologia do intestino médio, atividade antioxidante e algumas vias de morte celular, proliferação e diferenciação celular nas operárias. O fipronil causou desorganização do epitélio do intestino médio e aumentou a atividade das enzimas de desintoxicação superóxido dismutase, catalase e glutationa S-transferase. Além disso, houve um aumento nas proteínas da via de sinalização caspase-3, peroxidase e ERK 1/2 no intestino médio de abelhas expostas, mas uma diminuição nas proteínas JNK, Wg, Armadillo, Notch e Prospero, indicando a indução de morte celular e comprometimento da renovação epitelial do intestino médio. No capítulo 2, foram avaliados os efeitos do fipronil sobre o comportamento, morfologia cerebral, atividade antioxidante e proteínas relacionadas às vias de sinalização celular no cérebro das operárias. A ingestão do inseticida causou hiperatividade nas abelhas e danificou o cérebro. O fipronil também diminuiu a atividade da catalase, mas aumentou a atividade da glutationa S-transferase. Além disso, as abelhas expostas mostraram um aumento no número de células positivas para caspase-3 e peroxidase, mas uma redução nas células positivas para ERK 1/2, JNK e Notch, sugerindo morte de neurônios e função cerebral prejudicada. Juntos, esses resultados demonstram que o fipronil afeta significativamente a morfologia e a fisiologia de dois importantes órgãos da abelha sem ferrão P. helleri, o que pode ameaçar os indivíduos e as colônias deste importante polinizador Neotropical. Palavras-chave: Polinizador. Intestino médio. Cérebro. Fipronil. Vias de sinalização.Partamona helleri Friese is a stingless bee that pollinates native and cultivated plants in Brazil. The general decline of the bee population has been associated with many factors, including exposure to insecticides. Among insecticides used in agriculture and forestry in Brazil, fipronil is particularly important due to its toxicity to non-target organisms, including bees. In this context, this study aimed to evaluate the side effects of fipronil LC 50 on the midgut and brain of P. helleri workers after oral exposure. In chapter 1, the fipronil effects on the midgut morphology, antioxidant activity, and some pathways of cell death, cell proliferation and differentiation in the workers were evaluated. Fipronil caused disorganization of the midgut epithelium and increased the activities of the detoxification enzymes superoxide dismutase, catalase and glutathione S-transferase. In addition, there was an increase in the signaling-pathway proteins caspase-3, peroxidase, and ERK 1/2 in the midgut of exposed bees, but a decrease in the proteins JNK, Wg, Armadillo, Notch, and Prospero, indicating the induction of cell death and impairment of the midgut epithelial renewal. In chapter 2, the effects of fipronil on the behavior, brain morphology, antioxidant activity, and proteins related to cell signaling pathways on workers' brains were evaluated. The insecticide ingestion caused hyperactivity in the bees and damaged the brain. Fipronil also decreased the activity of catalase but increased the activity of glutathione S-transferase. Furthermore, exposed bees showed an increase in the number of positive cells for caspase-3 and peroxidase but a reduction in positive cells for ERK 1/2, JNK, and Notch, suggesting neuron death and impaired brain function. Together, these results demonstrate that fipronil significantly affects the morphology and physiology of two important organs of the stingless bee P. helleri, which may threaten the individuals and colonies of this important Neotropical pollinator. Keywords: Pollinator. Midgut. Brain. Fipronil. Signaling pathways.engUniversidade Federal de ViçosaPolinização por insetosAbelhas sem ferrao - Efeitos dos inseticidasIntestinoCerebroFipronil ( Inseticida)Morfologia dos Grupos RecentesToxicological effects of fipronil on the midgut and brain of the stingless bee Partamona helleri Friese (Hymenoptera: Apidae)Efeitos toxicológicos do fipronil no intestino médio e cérebro da abelha sem ferrão Partamona helleri Friese (Hymenoptera: Apidae)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal de ViçosaDepartamento de EntomologiaDoutor em EntomologiaViçosa - MG2021-08-20Doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdftexto completo.pdftexto completoapplication/pdf7344954https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/28947/1/texto%20completo.pdfeee7f89340de5ea84f91eba1a706c0a0MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/28947/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/289472022-05-11 10:21:34.986oai:locus.ufv.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452022-05-11T13:21:34LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false |
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