O Ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) é um herbicida amplamente utilizado na agricultura, promovendo a eliminação de plantas daninhas ou indesejadas. Segundo a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) este herbicida faz parte da Classe I de toxicidade, sendo considerado extremamente tóxico. Até o presente momento nenhum estudo avaliou os efeitos deste herbicida sobre o sistema nervoso entérico (SNE) de peixes da espécie Rhamdia quelen (R. quelen). Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos tóxicos da exposição aguda e subcrônica através da via hídrica ao herbicida 2,4-D sobre o SNE da espécie nativa R. quelen, por tempos de 24 e 192 horas, nas concentrações de 0 e  60 μg/L, através de análises quantitativas e morfométricas dos neurônios mioentéricos. Foram utilizados 60 animais machos. Em relação à organização morfológica, os neurônios foram encontrados na túnica muscular externa como já observado para outras espécies, com o plexo mioentérico formado por gânglios compostos por poucos neurônios e que também ocorrem muitos neurônios isolados. Através da mensuração foi possível observar que os animais expostos há 192 horas apresentaram maior proporção de neurônios grandes. A análise quantitativa não revelou morte neuronal, mas sugeriu que o 2,4-D pode induzir ao aumento na síntese proteica neuronal. Os resultados sugerem que o 2,4-D afeta o plexo mioentérico levando a alterações manifestadas pela redução na proporção de neurônios pequenos, aumento na proporção de neurônios grandes e aumento na densidade de neurônios mioentéricos em alta atividade de síntese proteica.