Pesquisadores do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo (CENA-USP) identificaram diversas classes de antibióticos no rio Piracicaba, importante curso de água do estado de São Paulo, Brasil. Suas descobertas, publicadas em Ciências Ambientais da Europamostram que essas substâncias não estão presentes apenas na água, mas também se acumulam nos peixes. A equipe também examinou se uma planta aquática comum na região, Salvinia orelhudapode ajudar a reduzir esta poluição.
A pesquisa foi orientada por Patricia Alexander Evangelista com apoio da FAPESP. Ele combinou diversas abordagens, incluindo monitoramento ambiental, estudos de como os poluentes se acumulam nos organismos, análise de danos genéticos em organismos aquáticos e experimentos utilizando plantas para remover poluentes. Esta ampla estratégia permitiu à equipa compreender melhor a escala do problema e as possíveis formas de combater a contaminação proveniente do uso de medicamentos humanos e veterinários.
Fontes de poluição e padrões sazonais
As amostras foram coletadas próximo à represa Santa María da Serra, próximo ao reservatório de Barra Bonita, onde normalmente são coletados poluentes de toda a bacia hidrográfica. A região recebe águas residuais tratadas, águas residuais domésticas, aquicultura, suinocultura e escoamento agrícola.
Os pesquisadores analisaram água, sedimentos e peixes durante as estações chuvosa e seca. Eles monitoraram 12 antibióticos comumente usados de grupos como tetraciclinas, fluoroquinolonas, sulfonamidas e fenóis. “Os resultados mostraram uma sazonalidade clara. Durante o período chuvoso, a maioria dos antibióticos apresentou concentrações abaixo dos limites de detecção. Porém, no período seco, quando o volume de água diminui e os poluentes se concentram, vários compostos foram detectados”, diz Evangelista.
Os níveis medidos variaram de nanogramas por litro na água a microgramas por quilograma na chuva. Alguns antibióticos, incluindo a enrafloxacina e algumas sulfonamidas, foram encontrados no sedimento em níveis mais elevados do que os relatados em estudos semelhantes em todo o mundo. Como o sedimento é rico em matéria orgânica e nutrientes como fósforo, cálcio e magnésio, ele pode armazenar esses compostos e potencialmente liberá-los de volta ao meio ambiente ao longo do tempo.
Antibiótico proibido encontrado em peixes
“Uma das descobertas mais significativas do estudo foi a detecção de cloranfenicol em peixes lambari (Astyanax sp.) coletados por pescadores locais na região de Barra Bonita. O cloranfenicol é um antibiótico cujo uso na pecuária é proibido no Brasil justamente pelo risco associado à sua toxicidade”, afirma o pesquisador.
Essa substância apareceu apenas na estação seca, na quantidade de dezenas de microgramas por quilograma. Como o peixe lambari é muito consumido na região, existe a preocupação com a possível exposição a antibióticos através da alimentação.
Evangelista explica que o cloranfenicol e a enrafloxacina foram escolhidos para experimentos laboratoriais detalhados devido à sua importância tanto para o meio ambiente quanto para a saúde humana. “A enrafloxacina é amplamente utilizada na pecuária, incluindo a aquicultura, bem como na medicina humana. Por outro lado, o cloranfenicol ainda é usado em humanos, apesar de ter sido proibido para alimentação animal e serve como um marcador histórico de infecção persistente”, explica ela.
As plantas aquáticas podem remover os antibióticos?
A equipe também examinou se Salvinia orelhudaa planta flutuante, muitas vezes considerada invasiva, pode ajudar a limpar a água poluída.
Em experimentos controlados, a planta foi exposta tanto a concentrações ambientais típicas quanto a níveis 100 vezes maiores de enrafloxacina e cloranfenicol. Compostos marcados com carbono-14 foram usados para rastrear com precisão como os antibióticos se moviam na água, nas plantas e nos peixes.
“Os resultados mostraram uma alta eficiência da salvínia na remoção da enrafloxacina. No tratamento com maior biomassa vegetal, mais de 95% do antibiótico foi removido da água em poucos dias. o que indica maior persistência do composto no ambiente”, relata o pesquisador.
As técnicas de imagem mostraram que os antibióticos se acumularam principalmente nas raízes da planta, sugerindo que a absorção e a filtração pelas raízes desempenham um papel fundamental.
Efeitos complexos em peixes
Uma das descobertas mais desafiadoras envolveu como esses antibióticos se comportam dentro dos peixes. Experiências demonstraram que a redução da quantidade de antibióticos na água nem sempre reduz a quantidade absorvida pelos peixes.
A enrafloxacina geralmente permaneceu dissolvida em água e foi excretada de forma relativamente rápida pela solha, com meia-vida de cerca de 21 dias e baixo acúmulo nos tecidos. O cloranfenicol se comportou de maneira bem diferente. Persistiu nos peixes por muito mais tempo, com meia-vida superior a 90 dias e forte tendência a se acumular nos tecidos.
Disponibilidade Salvinia orelhuda mudou essa dinâmica. Embora a planta reduzisse o nível de antibióticos na água, às vezes aumentava a taxa de absorção pelos peixes. Uma possível explicação é que a planta altera a forma química dos antibióticos, facilitando a absorção dos peixes.
“Isso sugere que usar plantas como ‘esponjas’ para a poluição não é uma questão trivial. A presença de uma macrófita altera todo o sistema, inclusive a forma como o corpo entra em contato com os poluentes”, observa Evangelista.
Danos no DNA em peixes e proteção potencial
O estudo também analisou danos genéticos em peixes. O cloranfenicol aumentou significativamente os danos ao DNA, medidos por alterações nas células sanguíneas, como micronúcleos e outras anormalidades. No entanto, quando Salvinia orelhuda estava presente, esse dano foi reduzido e aproximou-se do nível observado nos grupos controle. Para a enrafloxacina, a planta não reduz significativamente os efeitos genéticos.
“Nossa interpretação proposta é que, no caso do cloranfenicol, a planta pode produzir menos subprodutos genotóxicos ou liberar compostos antioxidantes na rizosfera, reduzindo o estresse oxidativo nos peixes. Por outro lado, a enrafloxacina é quimicamente mais estável e pode produzir metabólitos persistentes e potencialmente tóxicos que não são neutralizados pelas macrófitas”, comenta o pesquisador.
Perspectivas e limitações das soluções baseadas na natureza
Evangelista enfatiza isso Salvinia orelhuda esta não é uma solução simples para a contaminação por antibióticos. Embora mostre potencial, existem limitações importantes. Uma preocupação é como lidar com a planta depois de ela ter absorvido os poluentes. Se a biomassa não for removida e tratada adequadamente, ela poderá liberar antibióticos de volta ao meio ambiente.
Mesmo assim, as plantas aquáticas podem oferecer uma opção natural de baixo custo para a redução da poluição, especialmente em locais onde métodos de tratamento avançados, como a ozonização ou outros processos oxidativos, são proibitivamente caros.
“A investigação mostra que o problema é real, mensurável e complexo. E qualquer estratégia para o resolver deve ter em conta não só a remoção do poluente, mas também as suas consequências biológicas e ecológicas”, conclui o investigador.
Os problemas de proteção ambiental e de proteção da saúde estão aumentando
“A descoberta de resíduos de antibióticos nas águas, sedimentos e peixes do rio Piracicaba mostra o quão nocivas podem ser as atividades humanas. A resistência dos microrganismos aos antibióticos pode levar ao aparecimento de superbactérias no meio ambiente. O estudo produziu resultados positivos utilizando soluções ambientais de baixo custo e permitiu uma melhor compreensão do complexo funcionamento dos ecossistemas aquáticos e a utilização de métodos naturais eficazes para mitigação”, acrescenta Waldemar Luis Torniciello, chefe da pesquisa de Evangelista e coautor do artigo.
As moléculas radiomarcadas utilizadas no estudo foram fornecidas pela Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA).
