Efeito do acaricida ciflumetofem no intestino médio, glândula hipofaríngea e corpo gorduroso de operárias da abelha Apis mellifera

Abstract

A abelha Apis mellifera é polinizadora de várias plantas e seus produtos são utilizados como alimento e na indústria farmacêutica. Nos últimos anos, tem ocorrido o declínio nas populações de abelhas, com causas multifatoriais, entre elas, a intensificação no uso de pesticidas na agricultura. Ciflumetofem é um pesticida utilizado em culturas de maçã, café e citros, que tem A. mellifera como principal polinizadora, sendo um potencial alvo desse químico, durante o forrageio. Este estudo avaliou se o ciflumetofem causa danos histopatológicos e citológicos no intestino médio, glândula hipofaríngea e corpo gorduroso de operárias de A. mellifera expostas ao ciflumetofem. No capítulo 1, foram avaliados a toxicidade e os danos causados pelo pesticida após 24h, 48h e 72h de exposição. O ciflumetofem é tóxico para a abelha com CL50 de 2,54 g/L após 72h. O epitélio do intestino médio das abelhas tratadas apresentou vacuolização citoplasmática, liberação de vesículas e fragmentos celulares, indicativos de autofagia, detoxificação e morte celular, respectivamente. Análise ultraestrutural do intestino médio mostrou dilatação do labirinto basal e presença de esferocristais nas células digestivas, que indica maior transporte de substâncias entre a hemolinfa e o citosol das células e presença de substâncias tóxicas, respectivamente. As glândulas hipofaríngeas apresentaram maiores quantidades de secreção nas abelhas tratadas, sugerindo que ciflumetofem interfere na regulação secretora dessa glândula, enquanto o corpo gorduroso apresentou alterações na quantidade de proteínas nas abelhas expostas ao ciflumetofem por 24h e 72h. No capítulo 2, foram avaliados os efeitos de ciflumetofem nos mesmos órgãos de A. mellifera, com a concentração subletal: CL9/100 (5 ppm) por 72h e 10 dias de exposição. O intestino médio das abelhas tratadas apresentou intensa vacuolização citoplasmática e fragmentação celular. As glândulas hipofaríngeas das abelhas tratadas apresentaram o aparato terminal cheio de secreção formando sáculos evidentes. O intestino médio teve índice de lesão significativo em 72h de exposição ao ciflumetofem, o qual regrediu após 10 dias, indicando possível recuperação do órgão. Nas glândulas hipofaríngeas os sáculos do aparato terminal estavam cheios de secreção, sugerindo que o pesticida interfere na regulação secretora dessa glândula. Em relação a citotoxicidade, no intestino médio, ocorreram células com protrusões apicais sem organelas em seu interior, ruptura da membrana plasmática e extravasamento do conteúdo, características de degeneração celular. Nas glândulas hipofaríngeas, as células secretoras apresentaram grânulos de secreção em todo o citoplasma, com possível indução a um forrageamento precoce. O corpo gorduroso apresentou alterações apenas nas quantidades de proteínas. No geral, os resultados revelam que ciflumetofem apresenta toxicidade para A. mellifera e gera danos nos órgãos, mesmo em concentração subletal, podendo comprometer as funções desses órgãos e afetar a manutenção e saúde de toda a colônia. Assim a classificação desse composto como sem efeitos ou com impacto limitado em artrópodes benéficos e inimigos naturais e com recomendação para uso no manejo integrado de pragas necessita ser reavaliado. Palavras-chave: Citotoxicidade; Histologia; Polinizador; Ultraestrutura.The bee Apis mellifera is a pollinator of several plants and its products are used as food and in the pharmaceutical industry. In recent years, there has been a decline in bee populations, with multifactorial causes, including the intensification of the use of pesticides in agriculture. Ciflumetofem is a pesticide used in apple, coffee and citrus crops, which have A. mellifera as the main pollinator, being a potential target of this chemical during foraging. This study evaluated whether cyflumetofen causes histopathological and cytological damage in the midgut, hypopharyngeal gland and fat body of A. mellifera workers exposed to cyflumetofen. In chapter 1, the toxicity and damage caused by the pesticide were evaluated after 24h, 48h and 72h of exposure. Ciflumetofem is toxic to bees with an LC50 of 2.54 g/L after 72 hours. The midgut epithelium of treated bees showed cytoplasmic vacuolization, release of vesicles and cell fragments, indicative of autophagy, detoxification and cell death, respectively. Ultrastructural analysis of the midgut showed dilation of the basal labyrinth and the presence of spherocrystals in the digestive cells, which indicates greater transport of substances between the hemolymph and the cytosol of the cells and the presence of toxic substances, respectively. The hypopharyngeal glands showed greater amounts of secretion in treated bees, suggesting that cyflumetofen interferes with the secretory regulation of this gland, while the fat body showed changes in the amount of proteins in bees exposed to cyflumetofen for 24h and 72h. In chapter 2, the effects of ciflumetofem on the same organs of A. mellifera were evaluated, with the sublethal concentration: LC9/100 (5 ppm) for 72 hours and 10 days of exposure. The midgut of treated bees showed intense cytoplasmic vacuolization and cellular fragmentation. The hypopharyngeal glands of treated bees showed the terminal apparatus full of secretion forming evident saccules. The midgut had a significant injury rate within 72 hours of exposure to cyflumetofen, which regressed after 10 days, indicating possible recovery of the organ. In the hypopharyngeal glands, the saccules of the terminal apparatus were full of secretion, suggesting that the pesticide interferes with the secretory regulation of this gland. Regarding cytotoxicity, in the midgut, there were cells with apical protrusions without organelles inside, rupture of the plasma membrane and leakage of contents, characteristics of cellular degeneration. In the hypopharyngeal glands, the secretory cells presented secretory granules throughout the cytoplasm, possibly inducing early foraging. The fat body showed changes only in the amounts of proteins. Overall, the results reveal that cyflumetofen is toxic to A. mellifera and causes organ damage, even at sublethal concentrations, which can compromise the functions of these organs and affect the maintenance and health of the entire colony. Therefore, the classification of this compound as having no effects or having limited impact on beneficial arthropods and natural enemies and with a recommendation for use in integrated pest management needs to be reevaluated. Keywords: Cytotoxicity; Histology; Pollinator; Ultrastructure.