Acute toxicity and cholinesterase inhibition of the nematicide ethoprophos in larvae of gar Atractosteus tropicus (Semionotiformes: Lepisosteidae)

Abstract

Biomarkers are a widely applied approach in environmental studies. Analyses of cholinesterase (ChE), glutathione S-transferase (GST) and lipid peroxidation (LPO) are biomarkers that can provide information regarding early effects of pollutants at different biochemical levels on an organism. The aim of this study was to evaluate the biomarker approach on a Costa Rican native and relevant species. For this, larvae of gar (Atractosteus tropicus) were exposed to the organophosphorus nematicide, ethoprophos. Acute (96hr) exposure was conducted with pesticide concentrations ranging from 0.1µg/L to 1 500µg/L. The 96hr LC50 calculated was 859.7µg/L. After exposure, three biomarkers (ChE, GST and LPO) were analyzed in fish that survived the acute test. The lowest observed effect concentration (LOEC) regarding ChE activity inhibition was 50µg/L. This concentration produced a significant inhibition (p<0.05) of the enzyme by 20%. The highest concentration tested without showing any effect on ChE activity and therefore considered as no observed effect concentration (NOEC) was 10µg/L. Ethoprophos concentration of 400µg/L caused a ChE inhibition by 79%. In this study, no significant variations (p>0.05) in GST activity and LPO were observed in A. tropicus larvae after exposure to ethoprophos.Los biomarcadores son un enfoque ampliamente aplicado en los estudios medioambientales. Los análisis de colinesterasa (ChE), glutatión S-transferasa (GST) y peroxidación lipídica (LPO) son biomarcadores que pueden proporcionar información sobre los efectos tempranos de los contaminantes a diferentes niveles bioquímicos en un organismo. El objetivo de este estudio fue evaluar el enfoque de biomarcadores en una especie nativa y relevante de Costa Rica. Para ello, larvas de gar (Atractosteus tropicus) fueron expuestas al nematicida organofosforado, ethoprophos. La exposición aguda (96 h) se realizó con concentraciones de plaguicida que oscilaban entre 0,1 µg/L y 1 500 µg/L. La CL50 de 96 h calculada fue de 859,7 µg/L. Tras la exposición, se analizaron tres biomarcadores (ChE, GST y LPO) en peces que sobrevivieron a la prueba aguda. La concentración mínima con efecto observado (LOEC) con respecto a la inhibición de la actividad de la ChE fue de 50µg/L. Esta concentración produjo una inhibición significativa (p<0,05) de la enzima en un 20%. La concentración más alta probada sin mostrar ningún efecto sobre la actividad de la ChE y por lo tanto considerada como concentración sin efecto observado (NOEC) fue de 10µg/L. La concentración de etoprofos de 400µg/L causó una inhibición de la ChE del 79%. En este estudio, no se observaron variaciones significativas (p>0,05) en la actividad GST y LPO en larvas de A. tropicus tras la exposición al etoprofos.