Browsing by Author "Castelli, Melisa"
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- Impact of climate change on pharmaceutical mixtures uptake and toxicity on the Mediterranean Mussel Mytilus galloprovincialisPublication . Castelli, Melisa; Guerreiro, Pedro M.; Benedetti, MauraOs produtos farmacêuticos estão a emergir como contaminantes, sendo cada vez mais frequentemente detetados em ambientes aquáticos devido á sua utilização generalizada pelos seres humanos. As estações de tratamento de águas residuais (ETARs) convencionais não têm a capacidade de remover adequadamente estas substâncias, o que resulta na sua introdução e persistência nos ecossistemas marinhos, representando riscos significativos para os organismos aquáticos. Este estudo investiga a bioacumulação e os impactos biológicos de misturas farmacêuticas no mexilhão do Mediterrâneo, Mytilus galloprovincialis, em concentrações ambientais realistas encontradas naturalmente em águas superficiais, destacando a importância da compreensão dos efeitos dos contaminantes emergentes no contexto das alterações climáticas. Nas últimas décadas, a presença de substâncias farmacêuticas em ambientes aquáticos tem causado uma crescente preocupação devido aos seus efeitos potencialmente nocivos nos organismos não-alvo. Esses compostos, que incluem uma ampla gama de medicamentos como analgésicos, antidepressivos, anticonvulsivos, entre outros, são frequentemente detetados em massas de água devido ao despejo contínuo de efluentes de estações de tratamento de águas residuais (ETARs). Embora as ETARs desempenhem um processo essencial para a remoção de muitos poluentes, a sua eficiência na remoção de diversos compostos farmacêuticos é limitada, permitindo que esses contaminantes entrem no ambiente aquático, e se espalhem continuamente nas bacias hidrográficas e no meio marinho. A presença de produtos farmacêuticos em ambientes marinhos é particularmente preocupante devido à sua natureza bioativa e ao seu potencial de bioacumulação em organismos aquáticos. Estes fármacos são concebidos para serem biologicamente ativos em dosagens baixas, o que aumenta as preocupações sobre os seus possíveis impactos ambientais, mesmo que em pequenas concentrações. Além disso, muitos destes compostos não são completamente metabolizados ou degradados biologicamente e podem, mesmo após utilizados, tornar-se persistentes. .Estes compostos podem afetar negativamente os organismos aquáticos através de múltiplos mecanismos de ação, incluindo inibição de enzimas essenciais, indução de stress oxidativo e interferência nos sistemas hormonal e imunológico. Mytilus galloprovincialis, um mexilhão mediterrâneo amplamente distribuído, é frequentemente utilizado como bioindicador para avaliar a qualidade ambiental devido à sua capacidade de filtrar grandes volumes de água e acumular contaminantes nos seus tecidos. Estudos anteriores demonstraram que vários produtos farmacêuticos podem acumular-se nos tecidos dos mexilhões, causando uma variedade de respostas biológicas adversas que vão desde o stress oxidativo e danos genéticos, até a alterações no metabolismo lipídico e na função imunológica dos organismos. Este estudo investiga especificamente a bioacumulação e os efeitos biológicos de uma mistura farmacêutica composta por várias classes de medicamentos encontradas em concentrações presentes no ambiente aquático em Mytilus galloprovincialis sob condições de alterações climáticas, considerando fatores ambientais como acidificação dos oceanos e ondas de calor marinho. Estes fatores de stress ambiental são particularmente relevantes no contexto das alterações climáticas, pois podem alterar a bioacessibilidade e a toxicidade dos contaminantes, e potenciar o seu efeito num organismos em metabolismo acrescido. Entre os produtos farmacêuticos testados, a venlafaxina e a carbamazepina (utilizadas respetivamente como antidepressivo e anticonvulsivo) demonstram uma bioacumulação significativa em comparação com tratamentos de controlo não expostos à mistura, enquanto o ibuprofeno (anti-inflamatório), e o ramipril (vasodilatador e diurético) permanecem abaixo dos limites de deteção. Além disso, a contaminação pré-existente apresenta desafios para uma maior depuração e bioacumulação de metformina e gemfibrozil (utilizadas no tratameto da diabetes e do colesterol elevado). Estes resultados realçam a importância de considerar não só a presença de contaminantes, mas também quais os níveis de bioacumulação e o potencial de potenciais efeitos tóxicos nos organismos marinhos, mesmo em condições de hipercapnia e stress térmico. Os resultados obtidos mostraram que a hipercapnia e as ondas de calor dinâmicas, tanto isoladamente quanto em combinação, influenciaram a bioacumulação dos antiepilépticos carbamazepina e dos antidepressivos venlafaxina. Notavelmente, níveis significativos do regulador lipídico gemfibrozil e do antidiabético metformina foram destacados em todos os tratamentos, sugerindo níveis basais potenciais desses medicamentos no ambiente marinho. A análise das respostas celulares e bioquímicas revelou efeitos na modulação dos parâmetros imunológicos e do metabolismo lipídico, aumento da fragmentação do DNA e apoptose celular, além de um aumento do estresse oxidativo em organismos expostos aos estressores combinados das mudanças climáticas e à mistura de substâncias farmacêuticas. Interessantemente, a coexposição a ondas de calor e substâncias farmacêuticas reduziu significativamente a fragmentação do DNA, enquanto a acidificação combinada com a mistura aumentou o estresse oxidativo, sugerindo que as condições de hipercapnia podem ter um impacto mais pronunciado nos efeitos da mistura de substâncias farmacêuticas em Mytilus galloprovincialis em comparação com as mudanças de temperatura. As análises químicas e de biomarcadores indicaram frequentes interações sinérgicas ou antagónicas entre os estressores das mudanças climáticas e a mistura de substâncias farmacêuticas, especialmente quando combinados. Estas descobertas sugerem ameaças potenciais para a saúde de Mytilus galloprovincialis em áreas costeiras com altos níveis de medicamentos e impactos climáticos concomitantes. Dada a importância ecológica desta espécie e seu valor econômico no mercado de frutos do mar, estudos de longo prazo são essenciais para elucidar as consequências ecológicas das misturas farmacêuticas sob cenários previstos de mudanças nas condições oceânicas. Testar misturas farmacêuticas é fundamental devido à sua presença constante e aos potenciais efeitos cumulativos e interativos que possam surgir nos organismos marinhos. Considerar fatores relacionados com as mudanças climáticas, como a acidificação dos oceanos e as ondas de calor, é essencial, pois esses fatores podem modular a biodisponibilidade e a toxicidade dos contaminantes, levando a interações complexas que influenciam a saúde dos organismos e a estabilidade dos ecossistemas. Este estudo reforça a necessidade de realizar estudos de riscos ambientais abrangentes que integrem os impactos das misturas de contaminantes químicos e das alterações climáticas. Compreender as interações entre misturas de contaminantes farmacêuticos e fatores de stress ambiental é fundamental para o desenvolvimento de estratégias de mitigação eficazes e políticas ambientais que protejam a biodiversidade marinha e garantam ecossistemas sustentáveis. Este estudo contribui para esta compreensão, fornecendo conhecimentos valiosos acerca dos mecanismos de bioacumulação e os efeitos biológicos das misturas farmacêuticas em Mytilus galloprovincialis no contexto das alterações climáticas.