Los herbicidas atrazina y glifosato se utilizan en todo el mundo y su uso excesivo resulta en la presencia frecuente de estos plaguicidas en los compartimentos ambientales. Evaluamos los efectos de concentraciones ambientalmente relevantes de estándares analíticos y formulaciones comerciales de atrazina (2 µg L−1) y glifosato (65 µg L−1), aislados y en mezcla (2 + 65 µg L−1) sobre el microcrustáceo Daphnia magna. A través de la exposición crónica (21 días) de dos generaciones, observamos efectos sobre la supervivencia, la capacidad reproductiva y las respuestas del sistema de defensa antioxidante (catalasa) y el sistema de biotransformación (glutatión S-transferasa). La supervivencia de los organismos se vio afectada en la segunda generación (F1) con una mortalidad del 17% en los tratamientos mezcla de formulaciones comerciales. En la evaluación de la primera generación (F0) observamos únicamente efectos sobre la maduración sexual de los organismos, mientras que en la F1 se observaron cambios en todos los parámetros evaluados. También se observó diferencia estadística (p < 0.05) entre los estándares analíticos y las formulaciones comerciales para todos los parámetros evaluados, indicando que otros componentes presentes en las formulaciones pueden alterar la toxicidad de los productos. Sugerimos que la atrazina puede modular la toxicidad cuando se mezcla con glifosato, ya que los resultados de la atrazina analítica estándar y la mezcla de estándares analíticos fueron similares en la mayoría de los parámetros. Dada la dificultad de estimar los efectos de las mezclas y considerando que en el ambiente se encuentran varios estresores, nuestros resultados apoyan la necesidad de realizar estudios a largo plazo y, sobre todo, verificar cuáles son los impactos a través de las generaciones, para que la toxicidad de productos no se subestima.

The herbicides atrazine and glyphosate are used worldwide and their excessive usage results in the frequent presence of these pesticides in environmental compartments. We evaluated the effects of environmentally relevant concentrations of analytical standards and commercial formulations of atrazine (2 µg L−1) and glyphosate (65 µg L−1), isolated and in mixture (2 + 65 µg L−1) on the microcrustacean Daphnia magna. Through chronic exposure (21 days) of two generations, we observed effects on survival, reproductive capacity and responses of the antioxidant defense system (catalase) and biotransformation system (glutathione S-transferase). The survival of organisms was affected in the second generation (F1) with a mortality of 17% in the mixture of commercial formulations treatments. In the evaluation of the first generation (F0) we observed only effects on sexual maturation of organisms, while in the F1, changes were observed in all parameters evaluated. A statistical difference (p < 0.05) was also observed between the analytical standards and the commercial formulations for all parameters evaluated, indicating that other components present in the formulations can change the toxicity of products. We suggest that atrazine can modulate toxicity when mixed with glyphosate, as the standard analytical atrazine and mixture of analytical standards results were similar in most parameters. Given the difficulty in estimating effects of mixtures and considering that various stressors are found in the environment, our results support the need to carry out long-term studies and, above all, to verify what are the impacts across generations, so that the toxicity of products is not underestimated.

La población de perca amarilla (Perca flavescens) en el lago Saint-Pierre (QC, Canadá) ha disminuido drásticamente desde 1995 sin ningún signo de recuperación. Estudios previos han mostrado alteraciones en las rutas metabólicas de los retinoides (vitamina A) en estos peces, posiblemente debido a la influencia de los pesticidas. Nuestro estudio tuvo como objetivo evaluar el impacto de algunos herbicidas y neonicotinoides en el catabolismo del ácido retinoico en las líneas celulares hepáticas de peces PLHC-1 y ZFL. Presumimos que los pesticidas aceleran el catabolismo del ácido retinoico a través del estrés oxidativo que exacerba la oxidación del ácido retinoico. Los resultados obtenidos con talarozol, un inhibidor específico de CYP26A1, y ketoconazol, un inhibidor generalista de las enzimas del citocromo-P450, revelaron que CYP26A1 es el principal responsable del catabolismo del ácido retinoico en las células ZFL pero no en las células PLHC-1. Los impactos de los pesticidas en el catabolismo del ácido retinoico se evaluaron incubando las células con ácido todo-trans-retinoico y dos herbicidas, atrazina y glifosato, o tres neonicotinoides, clotianidina, imidacloprid y tiametoxam. Los tioles intracelulares y la peroxidación de lípidos se midieron después de la exposición a pesticidas. La posible relación causal entre el estrés oxidativo y la perturbación del catabolismo del ácido retinoico se investigó utilizando el antioxidante N-acetilcisteína. Los datos revelaron que los pesticidas inhiben el catabolismo del ácido retinoico, con la participación del estrés oxidativo en el caso de la atrazina, el imidacloprid y el tiametoxam, pero no con la clotianidina y el glifosato. Los pesticidas también afectaron la isomerización del ácido todo-trans-retinoico con el tiempo, lo que llevó a una mayor proporción de isómeros activos. Estos resultados apuntan a una posible perturbación del catabolismo del ácido retinoico en peces que viven en aguas contaminadas con pesticidas, como sugieren varios estudios in vivo. Tal interrupción del metabolismo de los retinoides es preocupante, dadas las numerosas vías fisiológicas impulsadas por los retinoides.

The population of yellow perch (Perca flavescens) in lake Saint-Pierre (QC, Canada) has been dramatically declining since 1995 without any sign of recovery. Previous studies have shown disrupted retinoid (vitamin A) metabolic pathways in these fish, possibly due to the influence of pesticides. Our study aimed to evaluate the impact of some herbicides and neonicotinoids on retinoic acid catabolism in the fish hepatic cell lines PLHC-1 and ZFL. We hypothesized that pesticides accelerate the catabolism of retinoic acid through oxidative stress that exacerbates the oxidation of retinoic acid. Results obtained with talarozole, a specific CYP26A1 inhibitor, and ketoconazole, a generalist inhibitor of cytochrome-P450 enzymes, revealed that CYP26A1 is mainly responsible for retinoic acid catabolism in ZFL but not PLHC-1 cells. The impacts of pesticides on retinoic acid catabolism were evaluated by incubating the cells with all-trans-retinoic acid and two herbicides, atrazine and glyphosate, or three neonicotinoids, clothianidin, imidacloprid, and thiamethoxam. Intracellular thiols and lipid peroxidation were measured following pesticide exposure. The possible causal relation between oxidative stress and the perturbation of retinoic acid catabolism was investigated using the antioxidant N-acetylcysteine. The data revealed that pesticides inhibit retinoic acid catabolism, with the involvement of oxidative stress in the case of atrazine, imidacloprid, and thiamethoxam but not with clothianidin and glyphosate. Pesticides also affected the isomerization of all-trans-retinoic acid over time, leading to an increased proportion of active isomers. These results hint at a possible perturbation of retinoic acid catabolism in fish living in pesticide-contaminated waters, as suggested by several in vivo studies. Such a disruption of retinoid metabolism is worrying, given the numerous physiological pathways driven by retinoids.

El uso de Roundup a base de glifosato y el herbicida de triazina Atrazine se ha incrementado notablemente en las últimas décadas. Por lo tanto, es importante evaluar los efectos tóxicos de estos herbicidas en organismos no objetivo, como el zooplancton, para comprender su seguridad en los ecosistemas acuáticos. En el estudio actual, realizamos pruebas de toxicidad de Daphnia basadas en la letalidad para identificar LC50 que proporciona criterios de clasificación de toxicidad acuática aguda. Se encontró que la CL50 para la exposición a Roundup durante 24 horas fue de 0,022 mg/L y 48 horas - 0,0008 mg/L. La atrazina mostró CL50 a concentraciones de 40 mg/L y 7 mg/L durante 24 y 48 horas, respectivamente. Demostramos que la exposición a concentraciones ecológicamente relevantes de Roundup o Atrazina disminuye la peroxidación de lípidos y los niveles de tioles de proteínas, sin embargo, provocó un aumento en el contenido de proteínas carbonilo y tioles de bajo peso molecular. Además, los tratamientos con herbicidas provocaron un aumento de la actividad de la superóxido dismutasa. Nuestros datos sugieren que, en concentraciones muy bajas, Roundup y Atrazine alteran los procesos de radicales libres en D. magna.

The use of glyphosate-based Roundup and triazine herbicide Atrazine has increased markedly in last decades. Thus, it is important to evaluate toxic effects of these herbicides to non-targeted organisms such as zooplankton to understand their safety toward aquatic ecosystems. In the current study, we performed Daphnia toxicity tests based on lethality to identify LC50 that provides acute aquatic toxicity classification criteria. LC50 for Roundup exposure for 24 hours was found to be 0.022 mg/L and 48 hours - 0.0008 mg/L. Atrazine showed LC50 at concentrations of 40 mg/L and 7 mg/L for 24 and 48 hours, respectively. We demonstrated that exposure to ecologically relevant concentrations of Roundup or Atrazine decreases lipid peroxidation and protein thiol levels, however caused increase in carbonyl protein and low-molecular-weight thiols content. Moreover, the herbicide treatments caused increase of superoxide dismutase activity. Our data suggest that at very low concentrations Roundup and Atrazine disturb free radical processes in D. magna.

Este estudio midió los niveles de pesticidas en las manos de los niños, las superficies interiores de las casas y el agua potable entre las familias tailandesas de agricultores convencionales y orgánicos en tres provincias. Las familias campesinas de las provincias de Nakhonsawan y Phitsanulok eran agricultores convencionales y las de la provincia de Yasothon eran agricultores orgánicos. Las muestras se recolectaron en las estaciones seca y húmeda durante 2 años (2017 y 2018). Todas las muestras se analizaron para organofosforados (OP), carbamato, piretroide, triazinas, glifosato y ácido aminometilfosfónico (AMPA). En las manos de los niños, las concentraciones más altas para las 2 superficies palmares se encontraron para cipermetrina (7,46 μg) y fipronil (2,88 μg). En superficies domiciliarias de aproximadamente 1000 cm2, las concentraciones más altas se encontraron para cipermetrina (27,94 μg) y fipronil 49,76 μg)/1000 cm2. Para los agricultores convencionales, los pesticidas más comunes en las toallitas húmedas para manos de los niños eran la cipermetrina y el fipronil, que se usan como pesticidas domésticos y agrícolas. Sin embargo, las toallitas húmedas para la superficie del hogar mostraron que otros pesticidas asociados con la agricultura estaban presentes en el hogar durante las temporadas en las que se usaron, lo que sugiere la deriva del rociado o las fuentes de estos pesticidas en el hogar. Durante la temporada de lluvias, se encontraron pesticidas en el agua potable de todas las provincias. Los más comunes fueron fenitrotión, profenofós, fentión, atrazina y AMPA. Profenofos se encontró en niveles por encima de las pautas de salud. Durante 2017, hubo grandes inundaciones en Tailandia que pueden haber contribuido a la contaminación del agua potable, aunque la mayoría de los agricultores informan que usan agua del grifo o agua potable embotellada. Se necesita trabajo futuro para evaluar el riesgo de todas las fuentes de exposición a pesticidas en los niños y repetir el análisis de contaminación por pesticidas en el agua potable.

This study measured pesticide levels on children’s hands, home indoor surfaces, and drinking water among Thai conventional and organic farm families in three provinces. Farm families in Nakhonsawan and Phitsanulok provinces were the conventional farmers and those in Yasothon province were the organic farmers. Samples were collected in the dry and wet seasons over 2 years (2017 and 2018). All samples were analyzed for organophosphates (OPs), carbamate, pyrethroid, triazines, glyphosate, and aminomethylphosphonic acid (AMPA). On children’s hands, the highest concentrations for the 2 palmar surfaces were found for cypermethrin (7.46 μg) and fipronil (2.88 μg). On home surfaces of approximately 1000 cm2, the highest concentrations were found for cypermethrin (27.94 μg) and fipronil 49.76 μg)/1000 cm2. For the conventional farmers, the most common pesticides on children’s hand wipes were cypermethrin and fipronil, which are used as in-home pesticides as well as agricultural pesticides. However, home surface wipes showed other pesticides associated with agriculture were presented in the home during the seasons when they were used, suggesting spray drift or carry home sources for these pesticides. During the wet season, pesticides were found in the drinking water of all provinces. Most common were fenitrothion, profenofos, fenthion, atrazine, and AMPA. Profenofos was found at levels above the health guidelines. During 2017, there was extensive flooding in Thailand which may have contributed to the drinking water contamination, even though most farmers report using tap water or bottled drinking water. Future work is needed to assess the risk of all sources of pesticide exposures in children and to repeat the drinking water pesticide contamination analysis.

El actual modelo de producción agrícola se estableció en la década de 1990 a partir del uso de organismos genéticamente modificados y agroquímicos, principalmente plaguicidas. A pesar de la propagación y prevalencia de pesticidas, los datos sobre las concentraciones asociadas en los cursos de agua superficiales son comparativamente escasos. El objetivo de este trabajo fue evaluar en qué medida los más de 20 años de actividad agrícola con uso de plaguicidas ha impactado en la cuenca del río Gualeguay-Río, con respecto a los diferentes órdenes de corrientes: afluentes y cauce principal. Trece sitios dentro de la cuenca del bajo Gualeguay fueron muestreados una vez cada temporada (otoño, invierno, primavera y verano) en 2017–2018. Las muestras se analizaron mediante espectrometría de masas de tiempo de vuelo de cromatografía de gases (GC-TOF-MS) y espectrometría de masas en tándem de cromatografía líquida de ultrarendimiento (UPLC-MS/MS). El plaguicida detectado con mayor frecuencia fue el glifosato junto con su metabolito (aminometil)ácido fosfónico (AMPA), en el 82 % y el 71 % de las muestras de agua superficial y en el 97 % y el 92 % de los sedimentos del fondo, respectivamente; seguida de la atrazina en el 73 % de las muestras de agua. Las concentraciones de estos compuestos, cada uno en sus respectivas matrices, no presentaron suficientes diferencias estadísticamente significativas para diferenciar un cauce tributario del cauce principal. Independientemente de la afinidad del glifosato por las partículas suspendidas y los sedimentos del fondo, en toda la cuenca la fracción soluble contribuyó en promedio a >80 % de la concentración total en el agua superficial. A pesar de no ser detectados con tanta frecuencia, ciertos insecticidas, en su mayoría deltametrina, también fueron detectados en concentraciones por encima de sus pautas de calidad del agua para la protección de la vida acuática, incluso en muestras del canal principal. Tras la comparación de los perfiles de pesticidas de los sistemas de producción hortícola y extensiva del país, la atrazina surgió como un candidato principal para ser utilizado como marcador de la contaminación de la agricultura extensiva en el medio ambiente. Se requiere más investigación para establecer en qué medida los plaguicidas utilizados en la agricultura y movilizados por los cursos de agua tienen un impacto en los ecosistemas de humedales asociados.

The current agricultural production model was established in the 1990s based on the use of genetically modified organisms and agrochemicals, mainly pesticides. Despite pesticide spread and prevalence, data on the associated concentrations in surface watercourses are comparatively scarce. The aim of this work was to evaluate to what extent the >20 years of agricultural activity with the use of pesticides has impacted on the Gualeguay-River basin, with respect to the different stream orders: the tributary streams and main channel. Thirteen sites within the lower Gualeguay basin were sampled once every season (autumn, winter, spring, and summer) in 2017–2018. The samples were analyzed by gas chromatography time-of-flight mass-spectrometry (GC-TOF-MS) and ultraperformance liquid chromatography tandem mass-spectrometry (UPLC-MS/MS). The most frequently detected pesticide was glyphosate along with its metabolite (aminomethyl)phosphonic acid (AMPA), at 82 % and 71 % of surface water samples and 97 % and 92 % of bottom sediments, respectively; followed by atrazine in 73 % of the water samples. The concentrations of these compounds, each in their respective matrices, did not present sufficient statistically significant differences for differentiating a tributary stream from the main channel. Regardless of glyphosate's affinity for the suspended particulate and bottom sediments, over the entire basin the soluble fraction contributed on average to >80 % of the total concentration in surface water. Despite not being so frequently detected, certain insecticides, mostly deltamethrin, were likewise detected at concentrations above their water-quality guidelines for the protection of aquatic life, even in samples from the main channel. Upon comparison of the pesticide profiles of extensive- and horticultural-production systems in the country, atrazine emerged as a prime candidate to be used as a tracer of extensive agriculture contamination in the environment. Further research is required to establish to what degree pesticides used in agriculture and mobilized by watercourses have an impact on their associated wetland ecosystems.

Las actividades antrópicas pueden afectar seriamente la salud de los organismos que las habitan, y la observación de cualquier alteración en la reproducción de los peces podría estar asociada a la presencia de disruptores endocrinos. En este manuscrito hemos recopilado información sobre los efectos adversos de los contaminantes (metales pesados, esteroides ambientales y agroquímicos), presentes en el lago Chascomús, Argentina, ya sea en concentraciones ambientalmente relevantes y farmacológicas sobre la reproducción, el desarrollo embrionario y la supervivencia larvaria del pejerrey. Odontesthes bonariensis. Durante el desarrollo, se ha informado que el 17β-estradiol (E2) feminizaba y reducía la supervivencia de las larvas, mientras que el 17α-etinilestradiol (EE2) no solo feminizaba sino que también afectaba la supervivencia embrionaria y larvaria. En peces machos adultos, los tratamientos con EE2 y E2 + EE2 pudieron aumentar la abundancia de ARNm de gnrh3 y cyp19a1b y disminuir la de los receptores de gonadotropinas (fshr y lhcgr). Los metales pesados como el cadmio, el cromo y el cobre afectaron negativamente la calidad del esperma, disminuyendo la motilidad. Asimismo, también se observó una disminución en el porcentaje de tasa de eclosión y supervivencia larvaria con los mismos metales, destacándose el zinc como el metal más perjudicial. Además, todos estos metales alteraron la expresión de genes hipotalámicos y pituitarios relacionados con la reproducción en machos de pejerrey (gnrh1,2,3; cyp19a1b; fshb; lhb; fshr y, lhcgr). Además, en todos los casos se observaron células picnóticas, correspondientes a la degeneración de las células germinales, en los testículos de los peces expuestos. Para los agroquímicos, la exposición de pejerrey macho a concentraciones ambientales de glifosato no provocó alteraciones en el eje endocrino reproductivo. Sin embargo, se encontraron machos de pejerrey con anomalías gonadales como la presencia de gónadas intersexuales (testículo-óvulo) en otras lagunas pampeanas con altas concentraciones de atrazina y glifosato asociadas a cultivos de soja y maíz cerca de sus costas. Este tipo de estudios demuestran que el pejerrey, una especie endémica de importancia económica que habita en las lagunas pampeanas someras, puede ser utilizada como especie centinela. Cabe señalar que el aumento de la contaminación de los ecosistemas acuáticos y los efectos sobre la reproducción de los organismos pueden provocar una disminución de las poblaciones de peces en todo el mundo. Lo cual, sumado a la sobrepesca y otros factores externos como el calentamiento global, podría provocar una eventual extinción de una especie emblemática.

Anthropic activities can seriously affect the health of the organisms inhabiting them, and the observation of any alteration in the reproduction of fish could be associated with the presence of endocrine disruptors. In this manuscript we have collected information on the adverse effects of pollutants (heavy metals, environmental steroids, and agrochemicals), present in Chascomús lake, Argentina, either at environmentally relevant and pharmacological concentrations on reproduction, embryonic development, and larval survival of pejerrey fish Odontesthes bonariensis. During development, it has been reported that 17β-estradiol (E2) feminized and reduced larval survival, while 17α-ethinyl-estradiol (EE2) not only feminized but also affected both embryo and larval survival. In adult male fish, treatments with EE2 and E2 + EE2 were able to increase mRNA abundance of gnrh3 and cyp19a1b and decreased those of gonadotropin receptors (fshr and lhcgr). Heavy metals such as cadmium, chromium, and copper negatively affected sperm quality, diminishing the motility. Also, a decrease in the percentage of hatching rate and larval survival was also observed with the same metals, highlighting zinc as the most detrimental metal. Furthermore, all these metals altered the expression of hypothalamic and pituitary genes related to reproduction in male pejerrey (gnrh1,2,3; cyp19a1b; fshb; lhb; fshr and, lhcgr). Moreover, in all cases pyknotic cells, corresponding to the degeneration of the germ cells, were observed in the testes of exposed fish. For agrochemicals, exposure of male pejerrey to environmental concentrations of glyphosate did not cause alterations on the endocrine reproductive axis. However, male pejerrey with gonadal abnormalities such as the presence of intersex (testis-ova) gonads were found in other Pampa´s lakes with high concentrations of atrazine and glyphosate associated with soybean and corn crops near their coasts. These types of studies demonstrate that pejerrey, an endemic species with economic importance inhabiting the Pampas shallow lakes, can be used as a sentinel species. It should be noted that increased pollution of aquatic ecosystems and the effects on the reproduction of organisms can lead to a decline in fish populations worldwide. Which, added to overfishing and other external factors such as global warming, could cause an eventual extinction of an emblematic species.

La cuenca baja del río Salado recibe aguas residuales agrícolas, industriales y domésticas. Así, el objetivo fue evaluar la calidad de tres sitios de muestreo que pertenecen a la cuenca del río Salado (S1: estero Cululú; S2: río Salado, en la ciudad de Esperanza, S3: río Salado en la ciudad de Santo Tomé) con base en parámetros fisicoquímicos, metales y análisis de pesticidas y ecotoxicidad en larvas de Rhinella arenarum. Larvas de R. arenarum (Estadio Gosner -GS- 25) fueron expuestas crónicamente (504h) a matrices complejas de agua superficial y muestras de sedimentos de cada sitio para la determinación de la tasa de supervivencia. Se analizaron biomarcadores de estrés oxidativo, neurotoxicidad y genotoxicidad en larvas de R. arenarum (GS. 25) tras exposición (96h) a la matriz compleja de agua y sedimento. El índice de calidad del agua mostró una calidad marginal para todos los sitios, influenciado principalmente por bajos niveles de oxígeno disuelto, altos niveles de sólidos suspendidos totales, fosfato, nitrito, conductividad, Pb, Cr y Cu. Las concentraciones de metales fueron más altas en los sedimentos que en las muestras de agua (~34-35000 veces). En total, se detectaron treinta plaguicidas diferentes en todas las muestras de agua y sedimento, S1 presentó la mayor variedad (26). Se detectaron glifosato y AMPA en los sedimentos de todos los sitios, siendo más altos en S3. Se detectaron N,N-Dietil-meta-toluamida (DEET) y atrazina en todas las muestras de agua. La mayor mortalidad se observó en las larvas expuestas a muestras de S1 a partir de las 288h (43,3%), alcanzando un valor máximo del 50% a las 408h. Se observó estrés oxidativo y genotoxicidad en larvas expuestas a muestras de matriz S1 y S3. Se observó neurotoxicidad en las larvas expuestas a todas las muestras de matriz. El índice de respuesta de biomarcadores integrados mostró que las larvas expuestas a S1 y S3 fueron las más afectadas. Según los datos fisicoquímicos y la evaluación de ecotoxicidad, esta importante cuenca fluvial está significativamente degradada y puede representar un riesgo para la biota acuática, especialmente para las larvas de R. arenarum.

The lower Salado River basin receive agricultural, industrial and domestic waste water. So, the aim was to evaluate the quality of three sampling sites that belong to the Salado River basin (S1: Cululú stream; S2: Salado River, at Esperanza City, S3: Salado River at Santo Tomé City) based on physicochemical parameters, metals and pesticides analyses and ecotoxicity on Rhinella arenarum larvae. R. arenarum larvae (Gosner Stage -GS- 25) were chronically exposed (504h) to complex matrixes of surface water and sediment samples of each site for the determination of the survival rate. Biomarkers of oxidative stress, neurotoxicity and genotoxicity were analyzed in R. arenarum larvae (GS. 25) after exposure (96h) to the complex matrix of water and sediment. The water quality index showed a marginal quality for all sites, influenced mainly by low dissolved oxygen, high total suspended solid, phosphate, nitrite, conductivity, Pb, Cr and Cu levels. Metal concentrations were higher in sediment than in water samples (˜34-35000 times). In total, thirty different pesticides were detected in all water and sediment samples, S1 presented the greatest variety (26). Glyphosate and AMPA were detected in sediments from all sites, being higher in S3. N,N-Diethyl-meta-toluamide (DEET) and atrazine were detected in all water samples. Greatest mortality was observed in larvae exposed to samples from S1 from 288h (43.3%), reaching a maximum value of 50% at 408h. Oxidative stress and genotoxicity were observed in larvae exposed to S1 and S3 matrix samples. Neurotoxicity was observed in larvae exposed to all matrix samples. The integrated biomarker response index showed that larvae exposed to S1 and S3 were the most affected. According to the physicochemical data and the ecotoxicity assessment, this important river basin is significantly degraded and may represent a risk to aquatic biota, especially for R. arenarum larvae.

Ha surgido un modelo mecanicista de la radiobiología al señalar que el nucleo-lanzamiento inducido por radiación de la proteína ATM (RIANS) inicia el reconocimiento, la reparación de roturas de doble cadena de ADN (DSB) y la respuesta final al estrés genotóxico. Más recientemente, proporcionamos evidencia en esta revista de que el modelo RIANS también es relevante para la exposición a iones metálicos. Para documentar el papel de la reparación y señalización de DSB dependiente de ATM después de la exposición a pesticidas, aplicamos seis pesticidas actuales de interés doméstico y ambiental (lindano, atrazina, glifosato, permetrina, pentaclorofenol y tiabendazol) a fibroblastos de piel humana y células cerebrales. Nuestros hallazgos sugieren que cada pesticida probado puede inducir DSB a un ritmo que depende de la concentración de pesticida y el estado RIANS de las células. En rangos de concentración específicos, el traslado de núcleos de ATM puede retrasarse, lo que perjudica el reconocimiento y la reparación de DSB y contribuye a la toxicidad. Curiosamente, se encontró que la combinación de sulfato de cobre y tiabendazol o glifosato tiene efectos aditivos o supraaditivos en el reconocimiento y/o reparación de DSB. Se propone un modelo mecánico general de la respuesta biológica al metal y/o al pesticida para definir puntos finales cuantitativos para la toxicidad.

A mechanistic model from radiobiology has emerged by pointing out that the radiation-induced nucleo-shuttling of the ATM protein (RIANS) initiates the recognition, the repair of DNA double-strand breaks (DSB), and the final response to genotoxic stress. More recently, we provided evidence in this journal that the RIANS model is also relevant for exposure to metal ions. To document the role of the ATM-dependent DSB repair and signaling after pesticide exposure, we applied six current pesticides of domestic and environmental interest (lindane, atrazine, glyphosate, permethrin, pentachlorophenol and thiabendazole) to human skin fibroblast and brain cells. Our findings suggest that each pesticide tested may induce DSB at a rate that depends on the pesticide concentration and the RIANS status of cells. At specific concentration ranges, the nucleo-shuttling of ATM can be delayed, which impairs DSB recognition and repair, and contributes to toxicity. Interestingly, the combination of copper sulfate and thiabendazole or glyphosate was found to have additive or supra-additive effects on DSB recognition and/or repair. A general mechanistic model of the biological response to metal and/or pesticide is proposed to define quantitative endpoints for toxicity.

El herbicida atrazina puede bioacumularse con el tiempo y, por lo tanto, afectar a los humanos durante las generaciones venideras. Sin embargo, escasos estudios han evaluado su potencial de bioacumulación en la leche bovina, un alimento básico para niños y ancianos tanto a nivel nacional como internacional. Este estudio tuvo como objetivo determinar su concentración en aguas subterráneas y leche bovina, así como los riesgos que puede presentar para la salud humana. Se analizaron dieciocho tambos de la llanura pampeana argentina. Se encontró una fuerte correlación entre la composición química y las características geomorfológicas de la llanura. Además, se observó un aumento de la salinidad en las aguas subterráneas a mayor distancia del área de recarga del acuífero. La atrazina se cuantificó en el 50 % de las muestras de agua subterránea (en valores que oscilan entre 0,07 y 1,40 μg/L) y en el 89 % de las muestras de leche bovina (de 2,51 a 20,97 μg/L). Además, los niveles de atrazina en el 44,4 % de las muestras de agua subterránea y el 11,1 % de las muestras de leche bovina (n = 18) excedieron los límites establecidos internacionalmente como seguros para el consumo humano. Los valores del cociente de riesgo (HQ) del compuesto fueron insignificantes para niños y adultos, tanto en aguas subterráneas (niño = 9,7E-4, adulto = 4,5E-4) como en leche (niño = 1,0E-2, adulto = 1,6E -3). Los valores estimados de riesgo de cáncer (RC) necesitan una evaluación adicional (niño = 7,8E-6, adulto = 3,6E-6 en agua subterránea; niño = 6,6E-5, adulto = 1,3E-5 en leche). En ambos tipos de muestras, la HQ y CR de atrazina residual fueron mayores para niños que para adultos. Sin embargo, los factores de bioacumulación sugieren que las vacas lecheras tienen una capacidad moderada para incorporar atrazina de matrices abióticas. Este es el primer reporte de atrazina residual en leche bovina en Argentina. Los resultados presentados aquí indican que el estado de contaminación por atrazina en el área debe continuar siendo monitoreado para evaluar su impacto a largo plazo en la salud pública.

Atrazine herbicide can bioaccumulate over time and thus affect humans for generations to come. However, scarce studies have evaluated its bioaccumulation potential in bovine milk, a nutritional staple for children and the elderly both domestically and internationally. This study aimed to determine its concentration in groundwater and bovine milk, as well as the risks it is likely to pose for human health. Eighteen dairy farms in the Pampean plain of Argentina were analyzed. A strong correlation was found between the chemical composition and the geomorphological characteristics of the plain. In addition, increased salinity was observed in the groundwater at greater distances from the aquifer's recharge area. Atrazine was quantified in 50 % of the groundwater samples (at values ranging from 0.07 to 1.40 μg/L), and in 89 % of the bovine milk samples (from 2.51 to 20.97 μg/L). Moreover, atrazine levels in 44.4 % of the groundwater samples and 11.1 % of the bovine milk samples (n = 18) exceeded the limits internationally established as safe for human consumption. The hazard quotient (HQ) values of the compound were negligible for children and adults, both in groundwater (child = 9.7E-4, adult = 4.5E-4) and in milk (child = 1.0E-2, adult = 1.6E-3). The estimated cancer risk (CR) values need further evaluation (child = 7.8E-6, adult = 3.6E-6 in groundwater; child = 6.6E-5, adult = 1.3E-5 in milk). In both types of samples, the HQ and CR of residual atrazine were higher for children than for adults. Nevertheless, bioaccumulation factors suggest that dairy cows have a moderate capacity to incorporate atrazine from abiotic matrices. This is the first report on residual atrazine in bovine milk in Argentina. The results presented here indicate that the status of atrazine contamination in the area should continue to be monitored in order to assess its long-term impact on public health.

Los cambios en el uso de la tierra han llevado a la degradación de múltiples servicios ecosistémicos y han afectado la calidad de los ecosistemas acuáticos. Los objetivos de este estudio fueron (i) evaluar la expansión de la frontera agrícola sobre el bosque nativo de una cuenca fluvial argentina y (ii) caracterizar la calidad del agua superficial, considerando parámetros fisicoquímicos y concentraciones de plaguicidas. La expansión de la frontera agrícola se estimó mediante el análisis de cobertura de imágenes satelitales. Se tomaron muestras de agua superficial bimestralmente durante 2 años. La cobertura de bosque nativo disminuyó de 72% en 1987 a 60% en 2017 debido al aumento sostenido de las actividades agrícolas. En aguas superficiales, las concentraciones de cationes disminuyeron: Na > Ca > K > Mg, mientras que las de aniones disminuyeron: HCO3 >  > Cl > SO4 > PO4. Las 84 muestras de agua superficial analizadas revelaron 25 pesticidas, incluidos herbicidas (44 %), insecticidas (28 %) y fungicidas (28 %). Se detectaron herbicidas en más del 60% de las muestras. Se detectaron 2,4-D, atrazina, ciproconazol, diazinón, glifosato, AMPA y metolacloro en todos los sitios de estudio y, en ocasiones, las concentraciones de 2,4-D, atrazina, dicamba y metolacloro excedieron los niveles de referencia. La alta frecuencia de muestreo de este estudio y los dos ciclos anuales de cultivos en la cuenca permitieron la detección de moléculas y concentraciones de pesticidas que no se habían detectado previamente, lo que indica una contaminación difusa. Estos hallazgos señalan un desafío emergente en la integridad del agroecosistema de Espinal debido a los cambios en el uso de la tierra.

Land use changes have led to the degradation of multiple ecosystem services and affected the quality of aquatic ecosystems. The aims of this study were (i) to assess the expansion of the agricultural border over the native forest of an Argentinean stream basin and (ii) to characterize the surface water quality, considering physicochemical parameters, and pesticide concentrations. The agricultural frontier expansion was estimated through the analysis of satellite image coverage. Samples of surface water were taken bimonthly for 2 years. The native forest cover decreased from 72% in 1987 to 60% in 2017 due to the sustained increase in agricultural activities. In surface water, the concentrations of cations decreased: Na > Ca > K > Mg, whereas those of anions decreased: HCO3 >  > Cl > SO4 > PO4. The 84 surface water samples analyzed revealed 25 pesticides, including herbicides (44%), insecticides (28%), and fungicides (28%). Herbicides were detected in more than 60% of the samples. 2,4-D, atrazine, cyproconazole, diazinon, glyphosate, AMPA, and metolachlor were detected in all the study sites and sometimes, 2,4-D, atrazine, dicamba, and metolachlor concentrations exceeded the guideline levels. The high sampling frequency of this study and the two annual cycles of crops in the basin enabled sensing of pesticide molecules and concentrations that had not been previously detected, indicating diffuse contamination. These findings signal an emergent challenge on the Espinal agro-ecosystem integrity due to changes in land use.