Se examinó la toxicidad aguda del clorpirifos y el clorpirifos-oxon (insecticidas organofosforotioato) solos y en combinación con atrazina (herbicida triazina) y alacloro (herbicida cloroacetanilida) para las abejas melíferas (Apis mellifera). Se observó que la atrazina y el alacloro no son sumamente tóxicos para las abejas en dosis de hasta 10 y 4 μg por abeja, respectivamente. Sin embargo, la atrazina aumentó significativamente la toxicidad del clorpirifos en 3 veces mientras que redujo la toxicidad del clorpirifos-oxón en 1,8 veces. Estos cambios en la toxicidad se correlacionan con una inhibición significativa de 1,3 y 1,2 veces de la actividad de la acetilcolinesterasa (AChE) en abejas expuestas a clorpirifos y clorpirifos-oxon, respectivamente. La atrazina aumentó significativamente las actividades del citocromo P450, la esterasa general y la glutatión S-transferasa (GST) en 1,5, 1,2 y 1,2 veces, respectivamente, en abejas en comparación con individuos no tratados. Alachlor aumentó la toxicidad del clorpirifos en 2,5 veces, pero no afectó la toxicidad del clorpirifos-oxon. La exposición a alacloro y clorpirifos no afectó a la AChE en comparación con el clorpirifos solo. Sin embargo, la exposición a clorpirifos-oxón y alacloro aumentó significativamente la actividad de la acetilcolinesterasa (AChE) en 1,4 veces. La actividad de GST, pero no la de P450 o las esterasas generales, aumentó significativamente en las abejas expuestas a alacloro. Estos datos proporcionan evidencia de que la exposición a los herbicidas triazina y cloroacetanilida altera la actividad de las enzimas de desintoxicación y, a su vez, altera la sensibilidad de las abejas a los insecticidas organofosforotioato. Es importante destacar que estos datos se pueden utilizar para guiar estudios futuros con el objetivo de probar perfiles de seguridad para polinizadores y ampliar el marco regulatorio requerido para el registro de pesticidas.

The acute toxicity of chlorpyrifos and chlorpyrifos-oxon (organophosphorothioate insecticides) was examined alone and in combination with atrazine (triazine herbicide) and alachlor (chloroacetanilide herbicide) to honey bees (Apis mellifera). Atrazine and alachlor were observed to not be acutely toxic to bees at doses up to 10 and 4 μg per bee, respectively. However, atrazine significantly increased chlorpyrifos toxicity by 3-fold while reducing chlorpyrifos-oxon toxicity by 1.8-fold. These changes in toxicity are correlated with significant 1.3- and 1.2-fold inhibition of acetylcholinesterase (AChE) activity in bees exposed to chlorpyrifos and chlorpyrifos-oxon, respectively. Atrazine significantly increased cytochrome P450, general esterase, and glutathione S-transferase (GST) activities by 1.5-, 1.2-, and 1.2- fold respectively, in bees compared to untreated individuals. Alachlor increased chlorpyrifos toxicity by 2.5-fold but did not affect the toxicity of chlorpyrifos-oxon. Exposure to alachlor and chlorpyrifos did not affect AChE compared to chlorpyrifos alone. However, exposure to chlorpyrifos-oxon and alachlor significantly increased acetylcholinesterase (AChE) activity by 1.4-fold. GST activity, but not P450 or general esterases, was significantly increased in bees exposed to alachlor. These data provide evidence that triazine and chloroacetanilide herbicide exposure alters detoxification enzyme activity and, in turn, alters the sensitivity of bees to organophosphorothioate insecticides. Importantly, these data can be used to guide future studies aiming to test safety profiles for pollinators and expand regulatory framework required for pesticide registration.

El efecto de la atrazina comercial (ATR) en los órganos de Rattus Novergicus se determinó para una concentración de cATR de 1, 3, 13, 30 y 50 ppb. ATR se disolvió en agua potable. Se permitió que las ratas bebieran ad libitum durante un período ininterrumpido de 28 días según lo establecido por el protocolo de la Oficina de Protección Ambiental con el número EPA OPPTS 870.3050. En los 28 días de la prueba, se registraron datos sobre el comportamiento de los animales medicados antes de la extracción de muestras de tejidos (corazón, hígado, bazo, cerebro y testículos) para el análisis histológico. Se encontró una correlación directa de cATR y daño de órganos. El estudio mostró que incluso para las dosis más pequeñas (1ppb), el ATR comercial produjo varias lesiones en los animales estudiados. Las ratas mostraron necrosis periacinar hepática con coagulación aguda, lipidosis de hepatocitos, inflamación linfocítica portal severa, periarteritis coronaria y meningoencefalitis linfocítica para altas concentraciones. En el aparato reproductor masculino se observó degeneración testicular con necrosis tubular aguda leve.

The effect of commercial Atrazine (ATR) on Rattus Novergicus organs was determined for a concentration of cATR of 1, 3, 13, 30, and 50 ppb. ATR was dissolved in drinking water. The rats were allowed to drink from it ad libitum for an uninterrupted period of 28 days as established by the Office of Environmental Protection protocol under the number EPA OPPTS 870.3050. In the 28 days of the test, data on the behavior of the medicated animals was recorded before the extraction of sample tissues (heart, liver, spleen, brain, and testicles) for histological analysis. A direct correlation of cATR and organ damage was found. The study showed that even for the smallest doses (1ppb), commercial ATR produced several lesions in the studied animals. The rats showed hepatic periacinar necrosis with acute coagulation, hepatocyte lipidosis, severe portal lymphocytic inflammation, coronary periarteritis, and lymphocytic meningoencephalitis for high concentrations. In the male reproductive system, testicular degeneration with mild acute tubular necrosis was observed.

La atrazina (ATZ) es el segundo herbicida agrícola más común utilizado en los Estados Unidos y es un químico disruptor endocrino (EDC). La exposición del desarrollo a ATZ puede conducir a alteraciones morfológicas y de comportamiento significativas en los animales expuestos y su progenie, lo que sugiere la participación de un mecanismo epigenético. Sin embargo, aún no se han dilucidado los mecanismos epigenéticos específicos responsables de estas alteraciones. En este estudio, expusimos embriones de pez cebra a 0, 0,3, 3 o 30 ppb (μg/L) de ATZ de 1 a 72 h después de la fertilización (hpf). Se cesó la exposición química y se mantuvo el pez cebra hasta 9 meses después de la fertilización (mpf), cuando se realizó la secuenciación de bisulfito del genoma completo (WGBS) para evaluar los efectos de la exposición embrionaria a ATZ en la metilación del ADN en cerebros de peces hembra. El número de genes diferencialmente metilados (DMG) aumentó con el aumento de la concentración del tratamiento. Los DMG se enriquecieron en las vías neurológicas con amplios cambios de metilación observados consistentemente en las vías neuroendocrinas. Específicamente, los DMG con cambios de metilación en las regiones promotoras mostraron hipometilación en la señalización del receptor de estrógeno e hipermetilación en la señalización de andrógenos. Los DMG con cambios de metilación en el cuerpo genético se enriquecieron principalmente para las vías relacionadas con las mitocondrias asociadas con el envejecimiento saludable. El análisis integrado con datos transcriptómicos a 9 mpf mostró una tendencia similar que identificó a CABLES1 y NDUFA4 como objetivos compartidos en todas las concentraciones. Luego comparamos los reguladores aguas arriba predichos de cambios transcriptómicos con DMG e identificamos CALML3 como un regulador aguas arriba común a 0,3 y 30 ppb que exhiben cambios de metilación significativos. En conjunto, nuestro estudio identificó cambios de metilación del ADN de larga duración en el genoma después de la exposición embrionaria a ATZ y elucidó posibles objetivos genéticos cuyas características de metilación aberrante pueden provocar alteraciones en la transcripción de genes a largo plazo.

Atrazine (ATZ) is the second most common agricultural herbicide used in the United States and is an endocrine disrupting chemical (EDC). Developmental exposure to ATZ can lead to significant behavioral and morphological alterations in exposed animals and their progeny suggesting the involvement of an epigenetic mechanism. Specific epigenetic mechanisms responsible for these alterations, however, are yet to be elucidated. In this study, we exposed zebrafish embryos to 0, 0.3, 3, or 30 ppb (μg/L) of ATZ from 1 to 72 h post fertilization (hpf). Chemical exposure was ceased and zebrafish maintained until 9 months post fertilization (mpf), when whole-genome bisulfite sequencing (WGBS) was performed to assess the effects of embryonic ATZ exposure on DNA methylation in female fish brains. The number of differentially methylated genes (DMGs) increased with increasing treatment concentration. DMGs were enriched in neurological pathways with extensive methylation changes consistently observed in neuroendocrine pathways. Specifically, DMGs with methylation changes in promoter regions showed hypomethylation in estrogen receptor signaling and hypermethylation in androgen signaling. DMGs with methylation changes in genebody were primarily enriched for mitochondrion-related pathways associated with healthy aging. Integrated analysis with transcriptomic data at 9 mpf exhibited a similar trend identifying CABLES1 and NDUFA4 as shared targets at all concentrations. We then compared the predicted upstream regulators of transcriptomic changes with DMGs and identified CALML3 as a common upstream regulator at both 0.3 and 30 ppb that exhibit significant methylation changes. Collectively, our study identified long-lasting DNA methylation changes in genome after embryonic ATZ exposure and elucidated potential gene targets whose aberrant methylation features may drive alterations in gene transcription in long-term.

Los organismos acuáticos están expuestos a pesticidas químicos, incluidos el glifosato (Sharp 480 SL) y la atrazina (Atraforce), dos moléculas fitocidas utilizadas con fines agrícolas en Benín. En este estudio, evaluamos la toxicidad aguda de estos dos herbicidas con énfasis en sus efectos histopatológicos en el hígado del bagre Clarias gariepinus. Ciento ochenta juveniles de C. gariepinus (longitud media 7,26 ± 0,59 cm y peso medio 5,21 ± 3,22 g) fueron expuestos durante 96 h a concentraciones crecientes de cada fitocida. Los valores de 96 h-LC50 fueron 6,175 × 103 y 3,165 ppm, respectivamente para Sharp 480 SL y Atraforce. Esto indica que Sharp 480 SL no fue tóxico, mientras que Atraforce mostró una toxicidad moderada para los juveniles de C. gariepinus. Durante las pruebas, se observaron en los peces expuestos las respuestas conductuales (hiperexcitación, letargo, pérdida del equilibrio, decoloración de la piel, etc.) que suelen preceder a la muerte, lo que confirma la neurotoxicidad de estos fitocidas. Las alteraciones histológicas observadas en hígado de peces contaminados fueron cambios regresivos, como necrosis, vacuolización de hepatocitos, degeneración nuclear, degeneración de hepatocitos, dilatación de sinusoides, etc. Estos resultados indican que la exposición a estos herbicidas tuvo efectos destructivos en el hígado de C. gariepinus.

Aquatic organisms are exposed to chemical pesticides including glyphosate (Sharp 480 SL) and atrazine (Atraforce), two phytocidal molecules used for agriculture purposes in Benin. In this study, we assessed the acute toxicity of these two herbicides with emphasis on their histopathological effects on the liver of catfish Clarias gariepinus. One hundred and eighty juveniles of C. gariepinus (mean length 7.26 ± 0.59 cm and mean weight 5.21 ± 3.22 g) were exposed over 96 h to increasing concentrations of each phytocide. The values of 96 h-LC50 were 6.175 × 103 and 3.165 ppm, respectively for Sharp 480 SL and Atraforce. This indicates that Sharp 480 SL was nontoxic, while Atraforce displayed a moderate toxicity to C. gariepinus juveniles. During the tests, the behavioral responses (hyperexcitation, lethargy, loss of balance, discoloration of skin, etc.) that usually precede death were observed in exposed fishes, confirming the neurotoxicity of these phytocides. Histological alterations observed in liver of contaminated fishes were regressive changes, such as necrosis, hepatocyte vacuolation, nuclear degeneration, hepatocytes degeneration, sinusoids dilatation, etc. These results indicate that exposure to these herbicides had destructive effects on the liver of C. gariepinus.

Los suelos contaminados con atrazina pueden representar un riesgo para la salud cancerígeno y no cancerígeno a través de diferentes vías para las personas expuestas. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el riesgo para la salud de la exposición a suelos contaminados con atrazina a través de la ingestión directa y el contacto dérmico en tierras de cultivo cercanas a Shiraz. La concentración de atrazina se midió en 22 sitios seleccionados utilizando muestreo en cuadrícula. Se estimaron los riesgos cancerígenos y no cancerígenos asociados con la exposición dérmica y por ingestión en niños y adultos. Las concentraciones de atrazina más bajas y más altas estaban en S1 (0,015 mg/kg de suelo) y S22 (0,55 mg/kg de suelo). Los valores del índice de riesgo (HI)1 variaron de 0,007 a 0,25 para niños, y los valores variaron de 0,0008 a 0,03 para adultos. El riesgo medio de cáncer para niños y adultos fue de 6,01 × 10-4 y 7,40 × 10-5, respectivamente. El valor de HI fue inferior a 1 para todos los sitios de muestreo, lo que indica que la exposición a la atrazina no amenaza a los niños ni a los adultos. Sin embargo, el riesgo de cáncer excede el límite de riesgo umbral de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US.EPA)2 (10-6 a 10-4) en todos los sitios de muestreo. Por lo tanto, se recomienda que los niños eviten jugar en granjas o suelos contaminados con atrazina cerca de cualquier lugar donde se haya usado atrazina.

Atrazine-contaminated soils can pose a carcinogenic and non-carcinogenic health risk through different routes for exposed people. This study aimed to assess the health risk of exposure to atrazine-contaminated soils through direct ingestion and dermal contact in farmlands nearby Shiraz. Atrazine concentration was measured in 22 selected sites using grid sampling. The carcinogenic and non-cancer risks associated with dermal and ingestion exposure in children and adults were estimated. The lowest and highest atrazine concentrations were in S1 (0.015 mg/kg soil) and S22 (0.55 mg/kg soil). Hazard Index (HI)1 values ranged from 0.007 to 0.25 for children, and the values ranged from 0.0008 to 0.03 for adults. The mean cancer risk for children and adults was 6.01 × 10-4 and 7.40 × 10-5, respectively. The HI value was less than 1 for all sampling sites, indicating that exposure to atrazine does not threaten children and adults. However, the cancer risk exceeds the United States Environmental Protection Agency (US.EPA)2 threshold risk limit (10-6 to 10-4) in all sampling sites. Therefore, it is recommended that children should avoid playing on atrazine-contaminated farms or soils near anywhere atrazine may have been used.

Los tipos y mecanismos de toxicidad por atrazina-metolacloro, un herbicida compuesto de atrazina (ATR) y metolacloro (MET), deben investigarse más a fondo. Este estudio evaluó las acciones tóxicas de ATR-MET por métodos in vivo e in silico. Aquí, se administraron dosis variables de ATR-MET por vía oral a ratas una vez al día durante veintiún días usando solución salina normal como control. El acoplamiento molecular se utilizó para caracterizar la unión de ATR y MET con el receptor de andrógenos (AR) para predecir sus posibles efectos de alteración endocrina, utilizando la testosterona como punto de referencia. La toxicidad testicular inducida por ATR-MET (reducción de la motilidad, el recuento y la producción diaria de espermatozoides y aumento de la proporción de vivos/muertos) se acompañó de estrés oxidativo testicular (disminución del nivel de glutatión reducido, actividades de glutatión-S-transferasa, superóxido dismutasa y catalasa y aumento del nivel de malondialdehído). Además, ATR-MET indujo toxicidad cardiovascular (aumento de los niveles plasmáticos de colesterol total, HDL-colesterol, LDL-colesterol y triglicéridos) con inducción concomitante de toxicidad renal (aumento de los niveles plasmáticos de creatinina y urea) y hepatotoxicidad (aumento de la bilirrubina plasmática, niveles alcalinos). fosfatasa, fosfatasa ácida, alanina aminotransferasa y aspartato aminotransferasa). La energía de unión y las interacciones de aminoácidos del estudio in silico revelaron que MET poseía capacidad de alteración endocrina. En conclusión, la exposición a la atrazina-metolacloro podría promover el deterioro cardiovascular, renal, hepático y reproductivo en ratas albinas macho experimentales.

The types and mechanisms of atrazine-metolachlor toxicity, an herbicide composed of atrazine (ATR) and metolachlor (MET), need to be further investigated. This study evaluated the toxic actions of ATR-MET by in vivo and in silico methods. Here, varying doses of ATR-MET were orally administered to rats once daily for twenty-one days using normal saline as control. Molecular docking was used to characterize the binding of ATR and MET with androgen receptor (AR) to predict their potential endocrine-disrupting effects, using testosterone as benchmark. ATR-MET-induced-testicular toxicity (reduced sperm motility, count, and daily sperm production and increased live/dead ratio) was accompanied with testicular oxidative stress (diminished level of reduced glutathione, activities of glutathione-S-transferase, superoxide dismutase and catalase and increased level of malondialdehyde). Furthermore, ATR-MET induced cardiovascular toxicity (increased levels of plasma total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, and triglycerides) with concomitant induction of renal toxicity (increased plasma creatinine and urea levels), and hepatotoxicity (increased plasma bilirubin, alkaline phosphatase, acid phosphatase, alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase). Binding energy and amino acid interactions from in silico study revealed that MET possessed endocrine-disrupting capacity. In conclusion, exposure to atrazine-metolachlor could promote cardiovascular, renal, hepatic, as well as reproductive impairment in experimental male albino rats.

La atrazina (ATZ) es un herbicida utilizado en la producción agrícola y se ha detectado en aguas superficiales debido a su uso generalizado en todo el mundo. Esto puede suponer una amenaza para la salud de los animales acuáticos. Para explorar el trastorno del metabolismo hepático inducido por ATZ, se expuso al pez cebra macho a 300 y 1000 μg/L ATZ durante 21 días, respectivamente. Los resultados revelaron que la exposición a ATZ redujo significativamente los niveles de triglicéridos (TG) hepáticos, mientras que aumentó significativamente (p < 0,05) los niveles de piruvato (PYR) y colesterol total (TC). Además, la muestra de hígado del grupo tratado con 1000 μg/L ATZ se utilizó para el análisis metabolómico GC/MS. El modelo de análisis de componentes principales (PCA) mostró una separación significativa del grupo de ATZ de 1000 μg/L del grupo de control, lo que indica que la exposición a ATZ alteró el metabolismo hepático en el pez cebra adulto macho. Se observaron e identificaron un total de 29 metabolitos significativamente diferentes (p < 0,05) en el grupo tratado con ATZ. Además, las vías más perturbadas por ATZ fueron las vías metabólicas de la arginina y la prolina, seguidas por la vía metabólica del glutatión. Tres y dos metabolitos se alteraron significativamente en las vías metabólicas de la arginina y la prolina y en la vía metabólica del glutatión, respectivamente. Con base en estos resultados, sugerimos que ATZ era capaz de alterar el metabolismo hepático en el pez cebra y que no se puede ignorar su riesgo ecológico para los organismos acuáticos.

Atrazine (ATZ) is a herbicide used in agricultural production and has been detected in surface water due to its widespread use worldwide. This may pose a threat to the health of aquatic animals. To explore the ATZ-induced hepatic metabolism disorder, male zebrafish were exposed to 300 and 1000 μg/L ATZ for 21 days, respectively. The results revealed that ATZ exposure significantly reduced hepatic triglyceride (TG) levels, while significantly (p < 0.05) increased pyruvate (PYR) and total cholesterol (TC) levels. In addition, the liver sample from the 1000 μg/L ATZ-treated group was used for GC/MS metabolomic analysis. The principal component analysis (PCA) model showed significant separation of the 1000 μg/L ATZ group from the control group, indicating that ATZ exposure altered hepatic metabolism in male adult zebrafish. A total of 29 significantly (p < 0.05) different metabolites were observed and identified in the ATZ-treated group. Moreover, the most disturbed pathways by ATZ were the arginine and proline metabolic pathways, followed by the glutathione metabolic pathway. Three and two metabolites were significantly altered in the arginine and proline metabolic pathways and glutathione metabolic pathway, respectively. Based on these results, we suggested that ATZ was capable of altering liver metabolism in zebrafish and that its ecological risk to aquatic organisms cannot be ignored.

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.

El pesticida atrazina representa una amenaza potencial para la salud de las ranas que viven en áreas de cultivo. La concentración de exposición en los experimentos tradicionales con plaguicidas suele ser constante, mientras que la contaminación por plaguicidas en el agua real puede fluctuar debido a la aplicación periódica o estacional. Examinamos los efectos de diferentes concentraciones de atrazina (50, 100 y 500 μg/L) durante una exposición de 14 días y una recuperación de 7 días sobre la histología intestinal, la composición bacteriana y los metabolitos intestinales de Pelophylax nigromaculatus macho. La tinción HE reveló que después de una exposición de atrazina de 14 días, los grupos de 100 μg/L y 500 μg/L mostraron quistes evidentes y una disminución significativa de la profundidad de las criptas intestinales y la altura de las vellosidades. Después de una recuperación de 7 días, el intestino dañado en el grupo de 100 μg/L se recuperó parcialmente, mientras que en el grupo de exposición de 500 μg/L no hubo mejoría. El análisis del gen 16S rRNA de bacterias intestinales mostró que la exposición a 500 μg/L de atrazina causó una disminución persistente en la diversidad bacteriana α. En comparación con el control y otros grupos expuestos a atrazina, el grupo de 500 μg/L mostró cambios significativos en la abundancia relativa de bacterias predominantes. Además, la mayoría de las bacterias dominantes en el grupo de recuperación de 500 μg/L mostraron diferencias significativas con los grupos de recuperación de 50 μg/L y 100 μg/L. El perfil de metabolómica no dirigido basado en el análisis UPLC/MS mostró que la exposición a la atrazina y la recuperación indujeron cambios en el perfil metabólico intestinal. Los cambios en los metabolitos se relacionaron principalmente con el metabolismo de las purinas/pirimidinas, el metabolismo de la glicina, la serina y la treonina, y el metabolismo de la arginina y la prolina. En general, estas vías estaban estrechamente relacionadas con el metabolismo energético y el metabolismo de aminoácidos. Estos resultados sugieren que la exposición a corto plazo a 500 μg/L de atrazina causa un daño persistente a la salud intestinal. Este estudio es un paso importante hacia una mejor comprensión de los efectos tóxicos de la exposición a la atrazina y la recuperación en los intestinos de las ranas.

The pesticide atrazine poses a potential threat to the health of frogs living in farmland areas. The exposure concentration in traditional pesticide experiments is usually constant, while pesticide pollution in actual water may fluctuate due to periodic or seasonal application. We examined the effects of different concentrations of atrazine (50, 100 and 500 μg/L) over a 14-day exposure and a 7-day recovery on intestinal histology, bacterial composition and intestinal metabolites of male Pelophylax nigromaculatus. HE staining revealed that after a 14-day atrazine exposure, the 100 μg/L and 500 μg/L groups showed obvious cysts and significantly decreased intestinal crypt depth and villus height. After a 7-day recovery, the damaged intestine in the 100 μg/L group was partially recovered, while in the 500 μg/L exposure group there was no improvement. 16S rRNA gene analysis of intestinal bacteria showed that 500 μg/L atrazine exposure significantly caused a persistent decrease in bacterial α diversity. Compared to the control and other atrazine exposure groups, the 500 μg/L group showed significant changes in the relative abundance of predominant bacteria. In addition, most dominant bacteria in the 500 μg/L recovery group showed significant differences with the 50 μg/L and 100 μg/L recovery groups. Nontargeted metabolomics profiling based on UPLC/MS analysis showed that atrazine exposure and recovery induced changes in the intestinal metabolic profile. The changes in metabolites were mainly related to purine/pyrimidine metabolism, glycine, serine and threonine metabolism, and arginine and proline metabolism. In general, these pathways were closely related to energy metabolism and amino acid metabolism. These results suggest that the short-term exposure to 500 μg/L atrazine causes persistent harm to intestinal health. This study is an important step toward a better understanding of the toxic effects of atrazine exposure and recovery in frog intestines

En vista de las aplicaciones recurrentes de plaguicidas en los países productores agrícolas, la mayor presencia de estas sustancias en el medio ambiente plantea una demanda para la evaluación de efectos adversos en organismos no objetivo. Este estudio evalúa el impacto de la exposición a cinco plaguicidas sospechosos de ser disruptores endocrinos (atrazina, ácido 2,4-diclorofenoxiacético, mancozeb, clorpirifos y cipermetrina) en el desarrollo reproductivo del nematodo Caenorhabditis elegans. Para ello, se expusieron nematodos en estado larvario L4 a diferentes concentraciones de plaguicidas durante 24 h y se midieron las consecuencias sobre el tamaño de cría, porcentaje de nematodos grávidos, expresión de genes relacionados con la reproducción y tráfico de vitelogenina y endocitosis. Además, el 17β-estradiol se utilizó como control estrogénico para los compuestos disruptores endocrinos a lo largo del trabajo. Los resultados mostraron que todos los pesticidas alteraron en cierta medida uno o más de los puntos finales evaluados. Sorprendentemente, encontramos que la atrazina, el ácido 2,4-diclorofenoxiacético y el clorpirifos produjeron respuestas comparables al 17β-estradiol, lo que sugiere que estos pesticidas pueden tener una actividad de alteración endocrina similar a la del estrógeno. La atrazina y el 17β-estradiol, así como el ácido 2,4-diclorofenoxiacético y el clorpirifos en menor medida, redujeron el tamaño de la cría, afectaron el tráfico de vitelogenina y la endocitosis, y cambiaron la expresión de varios genes relacionados con la reproducción. Por el contrario, mancozeb y cipermetrina tuvieron el menor impacto en el criterio de valoración evaluado. La cipermetrina afectó el tamaño de la cría en la concentración más alta probada y el mancozeb alteró la distribución de la vitelogenina solo en aproximadamente el 10 % de la población. Sin embargo, ambos productos sobreexpresaron los genes hus-1 y vit-2, lo que indica que una inducción de estrés podría interferir con el desarrollo normal del nematodo. En conclusión, nuestro trabajo demostró que C. elegans es un modelo biológico útil para identificar los efectos de los compuestos disruptores endocrinos similares a los estrógenos, y los puntos finales subletales propuestos pueden servir como una contribución importante en la evaluación de los contaminantes ambientales.

In view of the recurrent applications of pesticides in agricultural producing countries, the increased presence of these substances in the environment raise a demand for the evaluation of adverse effects on non-target organisms. This study assesses the impact of exposure to five pesticides suspected of being endocrine disruptors (atrazine, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, mancozeb, chlorpyrifos and cypermethrin) on the reproductive development of the nematode Caenorhabditis elegans. To this end, nematodes in the L4 larval stage were exposed to different concentrations of pesticides for 24 h and the consequences on brood size, percentage of gravid nematodes, expression of reproductive-related genes and vitellogenin trafficking and endocytosis were measured. Moreover, 17β-estradiol was used as an estrogenic control for endocrine disrupting compounds throughout the work. The results showed that all the pesticides disturbed to some extent one or more of the evaluated endpoints. Remarkably, we found that atrazine, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and chlorpyrifos produced comparable responses to 17β-estradiol suggesting that these pesticides may have estrogen-like endocrine disrupting activity. Atrazine and 17β-estradiol, as well as 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and chlorpyrifos to a lesser extent, decreased the brood size, affected vitellogenin trafficking and endocytosis, and changed the expression of several reproductive-related genes. Conversely, mancozeb and cypermethrin had the least impact on the evaluated endpoint. Cypermethrin affected the brood size at the highest concentration tested and mancozeb altered the distribution of vitellogenin only in approximately 10% of the population. However, both products overexpressed hus-1 and vit-2 genes, indicating that an induction of stress could interfere with the normal development of the nematode. In conclusion, our work proved that C. elegans is a useful biological model to identify the effects of estrogen-like endocrine disruptor compounds, and the sublethal endpoints proposed may serve as an important contribution on evaluating environmental pollutants.