Efeitos colaterais do imidacloprido em larvas e adultos de operárias da abelha Apis mellifera

Abstract

A abelha Apis mellifera tem sido utilizada tanto para polinização quanto para produção de produtos apícolas devido a sua eficácia e ampla disponibilidade. O declínio de populações de abelhas tem sido reportado em vários locais como Europa e Ásia e uma das causas é a exposição a pesticidas. O imidacloprido é um dos inseticidas mais utilizados no mundo, pois possui toxicidade seletiva é neurotoxico e causa hiperexcitação e paralisa. Sendo um inseticida sistêmico e persistente, é capaz de translocar pelos tecidos da planta e atingir as abelhas através da alimentação. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos colaterais do imidacloprido no intestino médio de adultas de A. mellifera e intestino médio e corpo gorduroso de larvas de operárias de A. mellifera. No capítulo 1, a toxicidade, histopatologia, citotoxicidade e expressão do gene atg1 relacionado à autofagia foram avaliados no intestino médio de operárias expostas oralmente ao imidacloprido. O epitélio do intestino médio de abelhas tratadas apresentaram a ocorrência de vacúolos citoplasmáticos, espaços intercelulares aumentados, desorganização da borda estriada e picnose nuclear, com índice de lesão de órgãos que aumenta com o tempo de exposição. As células digestivas do intestino médio das abelhas tratadas apresentam saliências apicais, mitocôndrias danificadas e autofagossomos que foram caracterizados por conteúdo com restos de organelas e alta expressão de atg1. Essas características indicam a ocorrência de morte celular. No capítulo 2, foram avaliados os efeitos do imidacloprido no intestino médio e corpo gorduroso de larvas através de análises histopatológicas, citoquímicas e expressão de cdc20 para divisão celular. No intestino médio de larvas tratadas foi observada a desorganização da arquitetura do epitélio, formação de bolhas na superfície, apical, liberação de fragmentos celulares para o lúmen do órgão, perda de borda estriada, condensação nuclear e vacuolização citoplasmática, indicando morte celular. A presença de proteínas foi detectada em todo epitélio intestinal de larvas tratadas e controle, provavelmente são enzimas responsáveis pela digestão. O teste histoquímico para polissacarídeos neutros evidenciou o glicocálice, que se mostrou desorganizado nas abelhas expostas ao inseticida. Os trofócitos, principal célula do corpo gorduroso, não apresentaram alterações morfológicas entre tratamento e controle. Mas o citoplasma das células do tratamento apresentaram gotículas lipídicas significativamente menores e maior quantidade de proteínas provavelmente respostas ao estresse causado pelo inseticida. A quantidade de carboidratos não variou estatisticamente entre tratamento e controle o que pode estar associado à tolerância a inseticidas. A expressão de cdc20 não apresentou diferença significativa entre tratamento e controle de nenhum dos órgãos avaliados, indicando que a exposição ao inseticida não induziu divisão celular. Juntos, esses resultados demonstram que o imidacloprido afeta órgãos não alvo da abelha A. mellifera reforçando o seu impacto negativo sobre esses importantes polinizadores. Palavras-chave: Abelha. Corpo gorduroso. Imidacloprido. Intestino médio. Larva.

The honey bee Apis mellifera has been used both for pollination and for the production of bee products due to its efficiency and wide availability. The decline in bee populations has been reported in various locations such as Europe and Asia and one of the causes is exposure to pesticides. Imidaclopride is one of the two most widely used insecticides in the world, because it has selective and neurotoxic toxicity and causes hyperarousal and paralysis. Being a systemic and persistent insecticide, it is capable of translocating covered hairs of the plant and reaching the bees through feeding. In this context, the present study aims to assess the side effects of imidaclopride in the midgut of A. mellifera adults and the midgut and fat body of larvae of A. mellifera workers. In chapter 1, the toxicity, histopathology, cytotoxicity and expression of the atg1 gene related to autophagy were evaluated in the midgut of workers orally exposed to imidacloprid. The epithelium of the midgut of treated honey bees will present the occurrence of cytoplasmic vacuoles, increased intercellular spaces, disorganization of the striated border and nuclear pycnose, with an index of organ damage that increases with the time of exposure. The digestive cells of the midgut of the treated honey bees present apical saliences, damaged mitochondria and autophagosmos that are characterized by their content with organelle remains and high expression of atg1. These characteristics indicate the occurrence of cell death. In chapter 2, the effects of imidacloprid in the midgut and fat body of larvae were evaluated through histopathological and cytochemical analysis and expression of cdc20 for cell division. In the midgut of treated larvae, disorganization of the epithelial architecture, formation of balls on the surface, apical, release of cell fragments into the organ lumen, loss of the striated edge, nuclear condensation, and cytoplasmic vacuolization were observed, indicating cell death. The presence of proteins was detected in all intestinal epithelium of treated and control larvae, probably enzymes responsible for digestion. The histochemical test for neutral polysaccharides showed evidence of glycocalyx, which was disorganized in the hair exposed to the insecticide. The trophocytes, the main cell of the fat body, did not present morphological alterations between treatment and control. More of the cytoplasm of the treated cells presented significantly fewer lipid droplets and a greater amount of protein, probably in response to the stress caused by the insecticide. The amount of carbohydrates did not vary statistically between treatment and control, which could be associated with tolerance to insecticides. The expression of cdc20 did not show a significant difference between treatment and control of the two tested organs, indicating that exposure to the insecticide did not induce cell division. Together, these results demonstrate that imidacloprid affects organs not even those of A. mellifera beetles, reinforcing its negative impact on these important pollinators. Keywords: Bee. Fat body. Imidacloprid. Midgut. Larvae.