a Beta-ciflutrina formulada mostra uma grande divergência na toxicidade entre as espécies de aves

Abstract

é geralmente assumido que a toxicidade dos insecticidas piretróides para as aves é negligenciável, embora poucas espécies tenham sido testadas. A toxicidade aguda oral da beta-ciflutrina formulada foi determinada para os canários (Serinus sp.), aves cowbirds brilhantes (Molothrus bonariensis) e pombas-do-mar (Zenaida auriculata). Foram administradas doses únicas a adultos por sonda gástrica. Doses letais aproximadas 50 () e os seus intervalos de confiança foram determinados por um desenho D-óptimo aproximado. Verificou-se que as Canárias são substancialmente mais sensíveis à beta-ciflutrina formulada ( mg/kg) do que as outras duas espécies testadas ( mg/kg e mg/kg, PASP.). Os valores obtidos para as Canárias foram também consideravelmente inferiores aos valores de toxicidade típicos disponíveis na literatura para os piretróides. Este estudo enfatiza a necessidade de testar uma gama mais ampla de espécies com inseticidas potencialmente tóxicos, usando projetos de testes modernos para cima e para baixo com um número mínimo de aves.

1. Introdução o uso generalizado de pesticidas contribui para a diminuição da população e a mortalidade das aves nos agroecossistemas . Entre as várias categorias de pesticidas, os insecticidas apresentam normalmente um risco mais elevado de efeitos agudos devido às suas toxicidades intrínsecas elevadas e ao seu elevado potencial de exposição. Os casos documentados de mortalidade em massa por intoxicação e os vários estudos que referem efeitos negativos dos insecticidas em aves são provas claras do risco colocado pelos insecticidas em espécies de aves selvagens (por exemplo, ). Um caso de mortalidade em massa de aves que recebeu muita atenção na Argentina foi a mortalidade 1995-1996 dos falcões de Swainson causada por monocrotofos, um inseticida organofosforo . Após este evento, o registro monocrotofos foi cancelado na Argentina, enquanto os inseticidas piretróides ganharam importância e popularidade.

entre os insecticidas, os piretróides são uma classe de insecticidas sintéticos neurotóxicos amplamente utilizados devido à sua relativa segurança para mamíferos e aves, alta potência Insecticida em doses baixas e biodegradação rápida . Os canais de sódio do axon dos insectos são 100 vezes mais sensíveis aos ésteres piretróides do que os canais dos mamíferos . Por estas razões, os piretróides substituíram gradualmente a organoclorina, o organofosfato e os inseticidas carbamatos no campo. A maioria dos roedores (por exemplo, roedores ). A neurotoxicidade dos piretróides para os mamíferos depende da configuração estereoquímica e da estrutura piretróide . Em contraste, pouco se sabe da toxicidade dos piretróides para as aves, provavelmente porque esta classe de insecticidas é geralmente considerada como tendo toxicidade negligenciável para as aves.

Beta-ciflutrina (cyano-(4-fluoro-3-phenoxyphenil)-methyl-3-(2,2-dichloroethenyl)-2,2-dimethyl-cyclopropanecarboxylate) é o princípio ativo do inseticida formulações usadas para controlar uma grande variedade de pragas de algodão, milho, girassol e soja, culturas. Tal como outros piretróides, a beta-ciflutrina apresenta interacção estereoselectiva com uma fracção dos canais de sódio das membranas neuronais, resultando num prolongamento das correntes de sódio internas evocadas nos neurónios por cada impulso de estimulação excitatória . A Beta-ciflutrina é uma mistura de quatro diastereómeros, com os diastereómeros II e IV A predominarem e a determinarem as propriedades químicas e físicas da substância . Beta-ciflutrina é um piretróide tipo II, com um grupo ciano característico no carbono alfa. Os piretróides do tipo II apresentam maior eficácia insecticida e maior toxicidade do que os piretróides do tipo I. Os ésteres de tipo II mantêm o canal de sódio aberto por um período de tempo mais prolongado do que os ésteres de tipo I. Os principais sinais de intoxicação de piretróides tipo II em mamíferos incluem coreoatetose e salivação (CS) .

a DL50 notificada de beta-ciflutrina para aves no manual de pesticidas é > 2000 mg / kg na codorniz Japonesa. O USEPA em seu banco de dados “ECOTOX” (http://cfpub.epa.gov/ecotox/) dá o mesmo valor, mas associado com o bobwhite do Norte. No entanto, as informações não publicadas citadas em um relatório sem detalhes sobre o veículo ou formulação deu um DL50 de ca. 100 mg / kg para a beta-ciflutrina nas Canárias, bem como os valores mais habituais para o bobwhite do Norte e pato-real de >2000 mg/kg . Este valor para as canárias, Se real, lança dúvidas sobre a sabedoria geral de que os piretróides não são tóxicos para as aves. O presente estudo teve por objetivo independente de comprovação da DL50 de beta-ciflutrina para canárias e a determinação da toxicidade aguda por via oral comercialmente formulado beta-ciflutrina duas romance e espécies selvagens, o brilhante cowbird (Molothrus bonariensis) e o orelhudo pomba (Zenaida auriculata).

2. Materiais e métodos

2.1. Local e Condições Gerais de estudo

o estudo foi realizado nas instalações de pesquisa do INTA (Instituto Nacional de tecnologia Agropecuaria) na Estação Experimental agrícola do Paraná (31°50’53″S, 60°32’19″W). O estudo foi realizado num aviário de 20 × 10 m, incluindo uma zona de aclimatação com 6 grupos de recintos fechados (cada 3 × 2 × 3 m) e 24 gaiolas de ensaio individuais (cada 0,5 × 0,5 × 0,5 m). Registaram-se o fotoperíodo e a temperatura média da sala de ensaio durante a dosagem (Quadros 2 e 3). A ventilação foi controlada de modo a manter as condições internas de temperatura e humidade dentro das faixas ambientais exteriores.

2.2. Seleção, captura e alojamento de aves

as aves selvagens, aves-de-vaca brilhantes e pombas-de-orelhas foram selecionadas com base em seu grande número em campos circundantes, o que garantiu a sua disponibilidade, abundância e sucesso de captura. Cowbirds brilhantes foram capturados com redes de névoa e pombas com armadilhas de iscos. Canários criados em cativeiro foram usados. As aves adultas saudáveis foram ponderadas e agrupadas por sexo antes de serem aclimatadas a condições experimentais durante, pelo menos, 14 dias. Foram colocados pelo menos três poleiros de 1, 5 m em cada caneta. Aves cowbirds brilhantes foram alimentados com alimentos comerciais certificados insectivore, pombas eared foram oferecidos uma mistura de trigo e sementes de girassol, e canários, uma mistura comercial de sementes e ovos moídos. A água engarrafada para consumo humano foi oferecida ad libitum a todas as espécies. Por causa da ausência de um constituída cuidados com os animais comitê INTA ou na universidade local (Universidad Nacional del Litoral) que previa supervisão acadêmica desta pesquisa, as orientações dos Denver vida Selvagem do Centro de Pesquisas do Departamento de Agricultura dos EUA foram seguidos para a captura, o transporte, a habitação, os cuidados, a eutanásia e necropsia de aves, além de outros procedimentos do estudo .

2.3. Química e Dose

Para obter o teste de doses (mg de beta-ciflutrina/kg de peso corporal), utilizou-se uma formulação comercial (Bulldock da Bayer CropScience), uma suspensão de 12,5 g de um.i./100 mL de não declarada inerte ingredientes. Assumimos que a concentração no rótulo foi correctamente notificada e administrada às aves o volume necessário de produto formulado correspondente à dose necessária de beta-ciflutrina. Sabe-se que a toxicidade piretróide pode ser grandemente influenciada pelo veículo doseador . Como as aves selvagens são expostas a produtos formulados, optámos por testar a formulação sem um veículo adicional, sempre que possível, e com água destilada como diluente para várias doses para canários (ver diluições nas notas de rodapé da Tabela 3). As Doses

foram calculadas de acordo com as equações padrão para cada fase do desenho aproximado de D-optimal , em miligramas de A. I. por quilograma de peso corporal, como indicado na Tabela 3. Os volumes de dosagem foram calculados com base nos pesos corporais individuais medidos nas 12 horas seguintes à administração (Quadro 1). Para prevenir a regurgitação, os volumes de dose mais elevados (>0.17 mL para os canários, >0.45 mL para as aves cowbirds brilhantes e >1, 0 mL para as pombas paridas) foram divididos e administrados em até quatro alíquotas separadas por 15 minutos. Esta administração dividida de doses teve lugar para todas as espécies no Ensaio-Limite, um canário na primeira fase do ensaio completo e todas as aves cowbirds brilhantes e pombas ao arado em todas as fases do ensaio completo (Quadro 1). Os volumes de Dose nunca excederam 16 mL/kg P.C. (peso corporal) em canários, 27 mL/kg P. C. em aves de capoeira brilhantes e 26 mL / kg P. C. em pombas ao Aradas. A formulação do produto químico em estudo foi dada por sonda esofágica. O cateter foi lubrificado com vaselina para diminuir o possível desconforto quando introduzido. Indivíduos que regurgitaram parte ou toda uma dose e que sobreviveram à dose foram substituídos por outros devido ao fato de que a regurgitação modifica a dose e impede a aproximação correta da DL50 . 46% dos cowbirds brilhantes, 33% das pombas eared e 16% dos canários regurgitaram, apesar de estarem em jejum antes da dose.

2.4. Foram efectuados testes de toxicidade oral aguda de acordo com o projecto de orientação 223 da Organização de cooperação e Desenvolvimento Económico . Este procedimento minimiza o número de aves utilizadas e tem ampla validação estatística. Em primeiro lugar, cinco indivíduos de cada espécie foram tratados com uma dose-limite de 2000 mg/kg de produto químico em estudo. Após qualquer mortalidade com esta dose-limite, a DL50 foi estimada em fases sequenciais com o desenho aproximado de D-optimal (ensaio completo; Figura 1). Nas Canárias, foi realizada a primeira etapa do teste completo para confirmar e melhorar a estimativa inicial da LD50 Canária (250 mg/kg, com base no valor da literatura acima mencionado e no resultado de um teste-limite). Uma etapa adicional foi adicionada para obter um maior nível de precisão.

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Figura 1

Diagrama da metodologia utilizada.

as aves foram aleatoriamente atribuídas a cada teste e foram observadas durante 14 dias após a dose. Mortalidade, sintomas clínicos, alteração de peso entre o início e o final do estudo, regurgitações, tempo até a morte (em horas) e recuperação foram registradas.Os animais de ensaio e de controlo foram examinados por autópsia para determinar as diferenças macroscópicas. O tamanho, posição e aparência de todos os órgãos e todo o trato G. I. foram examinados. Além disso, os fígados e corações foram pesados e seu peso relativo calculado (1), a fim de detectar qualquer patologia associada a qualquer perda ou aumento de massa destes órgãos (hepatomegalia, necrose, hipertrofia, etc.).

2.5. Análise estatística

nós encaixamos um modelo probit para os dados combinados de todas as fases (STAT-SAS 6.1) para obter as estimativas DL50, intervalos de confiança confidências e inclinações de curvas dose-resposta. Tanto o peso corporal inicial e final como o peso relativo dos corações e fígados foram comparados por uma ANOVA de Sentido Único usando SPSS v. 10 para o Windows.

3. Resultados

3.1. Testes-limite

as estimativas iniciais DL50 obtidas para os testes-limite foram de 2247 mg / kg tanto para aves de capoeira brilhantes como para pombas paridas, porque 40% dos indivíduos morreram em ambas as espécies. Por outro lado, todos os canários tratados morreram, e foi, portanto, impossível obter uma estimativa inicial de DL50 com o teste limite (Tabela 2).

3.2. Ensaio completo

com canários, os valores de DL50 estimados em cada fase sequencial foram de 68 mg/kg, 110 mg/kg e 170 mg / kg, respectivamente. Durante o estágio adicional (semelhante ao terceiro estágio, realizado para diminuir os intervalos de confiança da DL50), dois dos quatro indivíduos que receberam a dose mais elevada regurgitaram, e, por esta razão, não foram incluídos nos resultados. Brilhantes como cucos (parasitas) e orelhudo pombas, embora as doses administradas na segunda etapa foram os mesmos, devido a resultados semelhantes no teste de limite, a mortalidade era diferente (Tabela 3). As estimativas da DL50, após a segunda fase, foram de 1589 mg / kg e 2338, 6 mg/kg para aves-da-Capoeira brilhantes e pombas-da-lua, respectivamente. As estimativas finais da DL50, obtidas através da adaptação de um modelo probit aos dados combinados de todas as fases para cada espécie, foram de 170 ± 41 mg/kg para canários, 2234 ± 544 mg/kg para aves de capoeira brilhantes, e 2271 ± 433 mg/kg para pombas sardas. As curvas dose-resposta são apresentadas na Figura 2.

Figura 2

curvas Dose-resposta.

os sinais clínicos incluíam aparência rugosa, salivação (evidenciada por movimentos constantes deglutição e tremores na cabeça), diminuição da actividade, prostração, ofegante, respiração forçada, tremor corporal, perda de equilíbrio e/ou convulsões. Os sinais apareceram pouco depois da administração e duraram de alguns minutos a algumas horas. Houve doses que não produziram sinais clínicos e outras que permitiram a recuperação de indivíduos com sinais de intoxicação, incluindo convulsões (Tabelas 2 e 3). Todas as recuperações ocorreram nas primeiras 24 horas após a dosagem. No quadro 4 são apresentados os pesos pré -ose e 14 dias após a dose. Não houve diferenças significativas entre o peso corporal dos sobreviventes antes da administração e 14 dias após a administração da dose, excepto para os canários na terceira fase do ensaio completo, em que o peso pós-dose de 14 dias foi superior ao peso pré-dose (). O tempo máximo até à morte foi 1.75 horas em canários, 3 horas em pombas earadas, e 5 horas em cowbirds brilhantes. Apenas os canários mostraram uma tendência para um tempo de morte mais curto com o aumento da dose (Figura 3).

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b)

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Figura 3

Hora da morte como uma função da dose (somente as doses que causou a morte são mostrados).

todos os pássaros que morreram apresentavam rigidez dos membros anteriores e posteriores. Observámos um líquido branco espesso em diferentes secções do trato G. I., atribuível à formulação insecticida. Não foram detectadas diferenças macroscópicas entre os órgãos dos indivíduos tratados e de controlo. O peso relativo do coração e do fígado ( e ) não variou (em todos os casos).

4. Discussão

o valor DL50 obtido em Canárias aproxima-se do valor apresentado no relatório sobre a beta-ciflutrina da Comissão Europeia , confirmando-o como moderadamente tóxico ou classe II para esta espécie. Valores de DL50 para formulados beta-ciflutrina obtidos em brilhante cucos (parasitas) (outro espécies de passeriformes) e orelhudo pombas, estão próximos aos valores reportados para codorniz codorna Japonesa e as codornizes , confirmando beta-ciflutrina ser praticamente não tóxico ou classe III, para as espécies. Alguns cuidados são necessários antes de atribuir essas diferenças de sensibilidade apenas à filogenia. A variação nos procedimentos de dosagem pode ter introduzido variações indesejadas nos nossos resultados. Estes são discutidos em detalhe abaixo.

a diferente sensibilidade à beta-ciflutrina entre as Canárias e outras aves testadas pode dever-se a diferenças nas características dos locais de acção tóxica, da absorção intestinal, do metabolismo e/ou da eliminação desta substância. Por exemplo, a baixa toxicidade aguda da cipermetrina para a codorniz tinha sido explicada por uma alta resistência do SNC de codornizes aos efeitos letais da cipermetrina, um maior metabolismo extensivo para um grande número de produtos, e uma rápida eliminação nas excreções . É possível que mecanismos fisiológicos semelhantes ocorram em aves cowbirds brilhantes e pombas ao ouvido, explicando a sua baixa susceptibilidade à beta-ciflutrina. Além disso, tanto as diferenças significativas de sensibilidade nos locais de acção tóxica como as diferenças metabólicas e as diferentes principais vias de desintoxicação e actividades enzimáticas podem desempenhar um papel importante nas respostas diferenciais a estes insecticidas. Por outro lado, as diferenças de tamanho corporal entre as três espécies de aves incluídas neste estudo podem ter influenciado os resultados. Baseado em pesquisas alométricas realizadas por Mineau et al. , o pequeno tamanho do corpo do canário em comparação com as outras duas espécies pode ter contribuído para a maior sensibilidade.Factores relacionados com o ambiente experimental e os nossos procedimentos podem ter influenciado os resultados deste estudo. Uma relação entre a temperatura e os efeitos tóxicos dos piretróides tem sido demonstrada para vários grupos de animais, incluindo insetos, anfíbios e mamíferos . No nosso estudo observaram-se variações nas temperaturas ambientes no momento de cada fase de ensaio (Tabela 3). No entanto, mesmo quando a variação foi ligeiramente mais elevada no caso de aves de capoeira brilhantes, é pouco provável que tenha influenciado os resultados porque obtivemos a DL50 através de dados combinados de fases sequenciais com diferentes temperaturas. Além disso, os diferentes volumes de dose e as administrações divididas podem ter aumentado a variabilidade entre animais experimentais . Em nosso trabalho canários foram administrados um volume bem abaixo dos utilizados para as outras duas espécies (Tabela 1). Wolansky et al. demonstrou que o aumento da quantidade de óleo de milho fornecido com uma dose de bifentrina, outro piretróide sintético, alterou o curso temporal e a potência do pesticida em ratos (observou-se uma diferença de potência duas vezes superior para um aumento de 5 vezes no óleo de milho). A utilização de óleo como agente de dosagem deve ser evitada quando os pesticidas altamente lipofílicos estão a ser testados. Esperamos ter evitado este problema com a dosagem com a formulação limpa sempre que possível, e, portanto, não alterando a concentração relativa de pesticida na solução de dosagem. Comparando o número de alíquotas (Tabela 1) com a mortalidade nos testes (Tabela 3), sugere que o regime de dosagem exata provavelmente não afetou os resultados dos testes em grande medida. Finalmente, porque testamos material formulado (com inertes desconhecidos) em vez do ingrediente ativo, não podemos determinar definitivamente se o canário é mais sensível ao ingrediente ativo ou a um dos formulantes. No entanto,a semelhança com o valor citado para o A. I. pela União Europeia e a relativa falta de toxicidade dos formulantes nas outras duas espécies (com valores DL50 semelhantes aos obtidos em codornizes ou pato-real apenas com o ingrediente ativo) sugere diferenças de sensibilidade ao piretróide e não aos inertes incluídos no material formulado.Os sintomas clínicos observados em resposta a doses elevadas nas três espécies de aves estão de acordo com os descritos por Sheets et al. em ratos tratados com beta-ciflutrina e os observados por Qadri et al. , que testou a permetrina e a cipermetrina em galinhas. Estes sintomas consistiram em diminuição da actividade, tremores em todo o corpo, salivação, respiração agitada, postura achatada e coreoatetose. Os sintomas de intoxicação nervosa foram observados pouco tempo após a ingestão e duraram até algumas horas, indicando que a remoção dos piretróides do sistema nervoso é rápida . Os sobreviventes de todas as espécies não apresentaram perda de peso corporal, pelo menos no final do período de observação de 14 dias (Quadro 4). Além disso, o peso corporal das Canárias aumentou significativamente durante a terceira fase do ensaio completo. Singh et al observou um aumento do peso corporal após tratamento agudo com beta-ciflutrina em ratos albinos. Estes autores postulam que o aumento do peso corporal pode ser devido à ingestão excessiva de alimentos e água e maior eficiência de conversão de alimentos dos grupos tratados, em comparação com os controlados.

todas as mortes ocorreram nas 24 horas seguintes à dose, provavelmente porque os níveis máximos no sangue, fígado, músculo e cérebro são atingidos no primeiro dia de tratamento . Os tempos de morte em aves cowbirds brilhantes e pombas de orelhas eram bastante semelhantes aos obtidos com Fenvalerato por Mumtaz e Menzer na codorniz Japonesa (4 a 8 horas). Recuperação rápida é uma característica do envenenamento com piretróides em mamíferos . Nas três espécies de aves, mesmo os indivíduos que receberam doses próximas da DL50 recuperaram rapidamente (Tabela 3). Pascual et al. relatou uma alta frequência de regurgitação em pombas como nós. As regurgitações não eram tão frequentes nos canários, sugerindo diferenças na sua capacidade fisiológica de regurgitar. Uma vez que os indivíduos que regurgitaram foram substituídos por outros, os resultados não foram influenciados pela regurgitação neste estudo.Estudos agudos e subagudos demonstraram que os piretróides em doses elevadas causam hipertrofia hepática e, se não ocorrer morte, estas alterações demonstraram ser reversíveis . No entanto, e como em Yavasoglu et al. , que trabalharam com cipermetrina em ratos, o peso relativo do fígado ()—como medida indirecta de alterações na saúde ou função hepática—não demonstrou qualquer efeito da dose. Embora existam estudos in vitro relativos aos efeitos dos piretróides no músculo cardíaco dos ratos e cobaias , não foram detectados aqui efeitos associados a perda ou aumento da massa cardíaca.

em conclusão, apesar de existirem factores que possivelmente exacerbaram as diferenças de susceptibilidade dentro ou entre as espécies (por exemplo, volumes de dose variáveis, esquema posológico múltiplo, temperaturas ambientes variáveis, Tamanho do corpo, etc.), a elevada sensibilidade das Canárias à beta-ciflutrina foi corroborada. Por outro lado, verificou-se que a beta-ciflutrina formulada não é praticamente tóxica para aves-vaca brilhantes e pombas-da-lua. Estes resultados enfatizam a necessidade de testar uma gama mais ampla de espécies antes de generalizar sobre a toxicidade dos piretróides (e possivelmente outros pesticidas) para as aves. No caso da beta-ciflutrina, especificamente, apesar de baixas taxas de aplicação são geralmente utilizados no campo (7.5–20 g um.i./ha, de acordo com Tomlin ), é necessário considerar o potencial de variação na toxicidade deste pesticida, a fim de avaliar a sua segurança para as aves. No caso presente, uma abordagem de sensibilidade à espécie sugere que outras espécies de aves, especialmente pequenas espécies encorpadas, mostrarão maior sensibilidade aos piretróides. Pesquisas futuras são necessárias para explicar por que as canárias são mais sensíveis aos beta-ciflutrina, para determinar se os canários da mesma forma são mais sensíveis a outros pyrethroids, e, mais importante, se as espécies selvagens relacionadas filogeneticamente aos canários também apresentam uma alta sensibilidade para pyrethroids.

agradecimentos

os autores agradecem ao Environment Canada e ao Instituto Nacional de tecnologia Agropecuaria (INTA) que financiaram e apoiaram este trabalho. Além disso, Eles agradecer o Dr. Brian Collins para o seu essenciais estatística colaboração; Dr. Julie Brodeur para sua revisão, INTA pessoal, e Natalia Bossel que colaboraram na captura e disponibilização de materiais; Juan Carlos Reboreda, por sua valiosa contribuição na brilhante cowbird maneio; dois diretores da EEE-Paraná, como os de Entre Ríos Centro Regional, que apoiou este trabalho na Estação Experimental do Paraná; por último, dois árbitros anónimos que apresentaram observações úteis sobre projectos anteriores.