Cytomorphologycal alterations induced by imidacloprid on the salivary glands and midgut of Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae)

Autor: Castellanos, Nathaly Lara
Přispěvatelé: Serrão, Jose Eduardo, Oliveira, Eugênio Eduardo de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron:UFV
Popis: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O percevejo marrom Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae) é uma das pragas mais importantes na cultura da soja. O controle destes insetos acontece mediante utiliza- ção de inseticidas, dentre os quais se destaca o inseticida sistêmico imidaclopride. Apesar do sítio principal de ação do imidaclopride ser os receptores de acetilcolina do tipo nicotí- nicos (localizados no sistema nervoso central do inseto), alvos secundários também podem ser alterados e influenciar sua toxicidade. As glândulas salivares e o intestino médio são responsáveis pela digestão e absorção do alimento ingerido, além disso estão entre os prin- cipais sítios de entrada de inseticidas sistêmicos e podem participar da detoxificação destes compostos. Adicionalmente, até o momento não existem estudos que descrevam a estru- tura fina das glândulas salivares nem do intestino médio de E. Heros. Por estas razões, os trabalhos aqui descritos foram realizados com o objetivo de avaliar as alterações citomor- fológicas destes órgãos expostos a diferentes concentrações de imidaclorpide (por contato e ingestão), além de descrever a anatomia e morfologia do sistema salivar e do intestino médio de E. heros. Para a descrição anatômica e morfológica, foram dissecadas glândulas salivares e intestino médio, e analisados por microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. Com base nos resultados histológicos obtidos, o complexo salivar de E. heros consiste de um par de glândulas salivares principais bilobadas e um par de glândulas aces- sórias tubulares. A constrição entre os lobos da glândula principal caracteriza o hilo, onde estão inseridos o ducto salivar e da glândula acessória. As células da glândula principal têm características de células secretoras de proteínas. Diferenças no aspecto dos conteúdos luminais dos lobos anterior e posterior da glândula salivar principal sugere a produção de substancias diferentes. Pela primeira vez é relatada a presença de uma camada de células musculares envolvendo as células epiteliais do hilo. As glândulas salivares acessórias par- ticipam do transporte de água ou secreção de substâncias. O intestino médio é um órgão tubular que consiste de quatro regiões anatômicas: primeiro (V1), segundo (V2), terceiro (V3) e quarto ventrículos (V4). Com as regiões V1 e V3 dilatadas e a V4 rodeada com qua- tro filas de cecos densamente empacotados onde são armazenadas bactérias simbióticas. O epitélio digestivo do intestino médio mostra uma camada simples de células colunares que apresentam núcleos polimórficos e borda estriada bem desenvolvida na superfície apical. Para observar as possíveis alterações morfológicas nas glândulas salivares e intestino mé- dio inicialmente foi determinada a curva concentração-mortalidade para adultos expostos a imidaclopride por contato e ingestão. Posteriormente, machos adultos foram tratados comconcentrações de imidaclopride correspondentes a CL5 (3,75 mg i.a./L), CL50 (112,5 mg i.a./L) e CL75 (375 mg i.a./L) (água destilada foi usada como controle). As glându- las salivares e intestino médio desses machos foram dissecados e processados para analises morfológicas por microscopia de luz. Nas células das glândulas salivares principais de inse- tos expostos a imidaclopride foram observadas alterações morfológicas severas indicativas de morte celular por necrose, como forma irregular, vacuolização citoplasmática, núcleos dilatados, condensação de cromatina e ruptura da membrana citoplasmática. As células do intestino médio e das glândulas salivares acessórias de insetos tratados apresentaram mudanças morfológicas leves características de células na fase inicial de morte celular por apoptose, como vacuolização citoplasmática e condensação de cromatina. O nível de de- generação celular foi mais pronunciado nas concentrações letais (CL50 e CL75 ), mostrando um incremento gradual nas alterações celulares proporcionais ao incremento da concen- tração. Portanto, a exposição aguda a concentrações letais de imidaclopride pode induzir morte celular nas glândulas salivares e no intestino médio de E. heros. The neotropical brown stinkbug Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae) is an important pest of soybean fields in Brazil. Control measures of these insects are based on the use of pesticides, among them the systemic insectide imidaclopride is of great importance. Despite the target site of imidacloprid is the nicotinic acetylcholine receptors (distributed in the central nervous system of the insect), secondary target may also be affected and influence the toxicity of this compound. The salivary glands and midgut are responsible of digestion and absorption of ingested food, moreover are one of the primary sources of contact of systemic insecticides and can participate of detoxification of these compounds. In addition, no studies have been done to describe the ultra-structure of the salivary glands and the midgut of E. heros. For these reasons, the aiming of this studies was evaluate the citomorphologic alterations of this organs exposed to different concentrations of imidaclo- prid (by contact and ingestion), and describe the anatomy and morphology of the salivary complex and the midgut of E. heros. For the anatomic and morphologic descriptions, the salivary glands and midgut were dissected and analyzed by light microscopy and scanning electron microscopy. Based on the histological results, the salivary complex consist of one pair of bilobed principal salivary glands and one pair of tubular accessory glands. In the hilus between anterior and posterior lobe of principal salivary glands, were inserted the salivary duct and the duct of the accessory salivary gland. The cells of the principal salivary glands have characteristics of protein secretory cells. Differences in the aspect of the lumen content of anterior and posterior lobe of principal salivary glands suggest the production of different substances. For the first time is reported the presence of a layer of muscular cells surrounding the hilus epithelium. The accessory salivary glands are involved in the active transport of water or secretion production. The midgut is a tubular organ that consist of four principal regions: the first ventriculus (V1), the second ventriculus (V2), the third ventriculus (V3) and the fourth ventriculus (V4). The V1 and V3 regions are dilated, and V4 is surrounded with four rows of caeca densely packed storing symbiotic bacteria. The digestive epithelium of the midgut show a single layer of columnar cells presenting polymorphic nucleus and a well-developed brush border in the apical surface. In order to observe the possible morphologic alterations in the salivary glands and midgut, initially we determined concentration-mortality curve in adults ex- posed to imidacloprid by contact and ingestion. Subsequently, adults males were treated with three concentrations: LC5 (3,75 mg a.i./L), LC50 (112,5 mg a.i./L) and LC75 (375 mg a.i./L) (distilled water used as a control). Salivary glands and midguts of these males were removed and processed for morphological analyses using light microscopy. In the cells of principal salivary glands of insects treated with imidacloprid were observed severe morphologic alterations indicative of cell death by necrosis, like irregular form, cytoplasm vacuolization, nuclear dilatation, chromatin condensation and rupture of the cytoplasm membrane. The cells of the midgut and accessory salivary glands from exposed insect showed slight morphological changes characteristic of the initial phase of cell death by apoptosis, like cytoplasm vacuolization and chromatin condensation. The cell degenera- tion intensity was greater in lethal concentrations (LC50 and LC75 ), showing a gradual increment of cellular alterations proportional to concentration increment. Thus, the acute exposure to lethal concentrations of imidacloprid can induce cell death in the salivary glands and in the midgut of E. heros.
Databáze: OpenAIRE
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