Dentre os vários xenobióticos que as atividades humanas têm produzido nas últimas décadas, os desreguladores endócrinos (EDs), incluindo os hormônios, vêm chamando a atenção de pesquisadores devido aos efeitos que eles causam em animais. Esses efeitos podem resultar em características hermafroditas nos peixes e em anfíbios, inibição do crescimento testicular, inibição da espermatogênese, decrescimento da capacidade de fertilização dos ovos e alteração no comportamento reprodutivo dos seres vivos. Concentrações de apenas 10 ng L-1 de hormônio no meio aquático já são capazes de causar efeito endócrino nos organismos. Neste estudo determinou-se o hormônio natural 17β-estradiol e os hormônios sintéticos levonorgestrel e 17α-etinilestradiol na água da Represa Municipal de São José do Rio Preto (SP). A primeira etapa deste estudo foi a validação dos métodos segundo a Resolução-RE 899 da ANVISA. Os limites de detecção, de quantificação e inferior de quantificação do método para a determinação do 17α-etinilestradiol foram, respectivamente, 25, 100 e 100 ng L-1. A linearidade, desvio-padrão relativo, exatidão e recuperação média para o 17α-etinilestradiol foram, respectivamente, R de 0,98, 3,23%, 100,53% e 89,95%. Os limites de detecção, de quantificação e inferior de quantificação do método para a determinação do 17β-estradiol foram, respectivamente, de 100, 150 e 150 ng L-1. A linearidade, desvio-padrão relativo, exatidão e recuperação média do 17β-estradiol foram, respectivamente, R de 0,99, 3,43%, 106,16% e 89,05%. Para o levonorgestrel, os limites de detecção, de quantificação e inferior de quantificação foram, respectivamente, 50, 150 e 150 ng L-1. A linearidade, desvio-padrão relativo, exatidão e recuperação média do método para a determinação do levonorgestrel foi respectivamente, R de 0,98, 3,48%, 105,15% e 86,45%. Na segunda etapa desta pesquisa analisaram-se amostras de água coletadas na Represa Municipal de São José do Rio Preto (SP) quanto à presença de hormônios. Como método de extração dos hormônios, usou-se a SPE e, como técnica analítica HPLC/FLU/DAD. Os resultados não indicaram a presença dos hormônios estudados até o limite de detecção do método empregado. Foi feita também a análise de vitelogenina (VTG) em plasma sanguíneo de peixes das espécies Geophagus brasiliensis (cará), Satanoperca pappaterra (zoiúdo) e Tilapia rendalli (tilápia rendali) capturados na referida represa. Observou-se que os peixes machos continham concentração de VTG na faixa de 152,4 a 2.841,8 ng mL-1. Isto indica que há substâncias de efeito endócrino na água da represa, mas não se pode afirmar que sejam os hormônios estudados. / Among the several xenobiotics that human activities have produced in the last decades, endocrine disruptors (EDs), including hormones, have been drawing the attention of researches due to the effects they can cause in animals. Those effects may result in hermaphrodite characteristics in fishes and amphibians, testicular growth inhibition, spermatogenesis inhibition, eggs fertilization capacity decrease, and changes in the reproductive behavior of living beings. Concentrations of only 10 ng L-1 of hormones in the aquatic medium are capable of causing endocrine effects in organisms. In this study, the natural hormone 17β-estradiol and the synthetic ones levonorgestrel and 17α-ethinylestradiol were determined in the waters of the São José do Rio Preto (SP) dam. The first step of this study was the validation of the methods according to ANVISA\'s Resolution 899. The detection, quantification, and lower quantification limits of the method for determining 17α-ethinylestradiol were, respectively, 25, 100, and 100 ng L-1. The linearity, relative standard deviation, accuracy, and average recovery of the method for determining 17α-ethinylestradiol were, respectively, R equal to 0.98, 3.23%, 100.53%, and 89.95%. The detection, quantification, and lower quantification limits of the method for determining 17β-estradiol were, respectively, 100, 150, and 150 ng L-1. The linearity, relative standard deviation, accuracy, and average recovery of the method for determining 17β-estradiol were, respectively, R equal to 0.99, 3.43%, 106.16%, and 89.05%. For levonorgestrel, the detection, quantification, and lower quantification limits of the method were, respectively, 50, 150, and 150 ng L-1. The linearity, relative standard deviation, accuracy, and average recovery of the method for determining levonorgestrel were, respectively, R equal to 0.98, 3.48%, 105.15%, and 86.45%. In the second step of this research, samples collected in the São José do Rio Preto (SP) dam were analyzed regarding the presence of hormones. For extracting the hormones, SPE cartridges were used followed by HPLC/FLU/DAD. The results indicated the absence of the studied hormones down to the detection limits of the methods employed. Vitellogenin (VTG) analyses were performed in the blood plasma of fishes captured in the beforementioned dam, of the species Geophagus brasiliensis (pearl cichlid or pearl eartheater), Satanoperca pappaterra (Pantanal eartheater or Paraguay River eartheater), and Tilapia rendalli (redbreast tilapia). It was observed that male fishes had VTG concentrations between 152.4 and 2,841.8 ng mL-1. That indicates that there are substances with endocrine effect in the dam water, although one cannot say the studied hormones are among them.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monalisa Santos.pdf: 2681672 bytes, checksum: c32e0b48f967016b011a1aa3693a3b59 (MD5) Previous issue date: 2014-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a study for preparation of thin films obtained with a natural and synthetic polyelectrolyte, such as humic acid (HA) and by the hybrid prepared by encapsulation of platinum nanoparticles in the matrix of chloride 3-n- propylpyridinium silsesquioxane (Pt-SiPy+Cl-). Even when dealing with molecules of complex nature, the film deposition occurred regardless of the type of substrate. It was found that there was growth of films by alternate deposition of polyelectrolytes HA and Pt-SiPy+Cl-, governed largely by electrostatic interactions between functional groups COOH, OH-phenolic of HA with pyridinium ring of SiPy+Cl-. The presence of polyelectrolytes in LbL films built on molecular architectures (HA/Pt-SiPy+Cl-)n and (Pt-SiPy+Cl-/HA)n, was obtained by spectroscopic measurements. From the shifts of the bands in the absorption spectra in the UV-Vis region of LbL films in relation to the precursor solutions, it was inferred on the interactions between these molecules. Measurements of absorption spectroscopy FTIR and Raman scattering of the LbL film were observed by displacement or disappearance of absorption bands due to the presence of precursors of Pt-NPs cavities of SiPy+Cl-. It was found that bands were more intense and defined in the spectra of the film (HA/Pt-SiPy+Cl-)30 in relation to the (Pt-SiPy+Cl-/HA)30 film. This observation corroborates the results of UV-Vis showing that from 12 bilayers no linear growth of absorbance as a function of number of bilayers (Pt-SiPy+Cl-/HA)12. The AFM images showed a linear increase when the film (HA/Pt-SiPy+Cl-)30 was obtained with a thickness of 2.6 nm per bilayer, confirming the nanostructured nature provided by the molecular organization of polyelectrolytes. Morphological characterization showed that the homogeneity of the surface in function of the amount of deposited materials influence of surface phenomena, such as the number of active sites, as evidenced by electrochemical action of the hormone 17α - ethinylestradiol (EE2). From the diferential pulse voltammetric response of the investigated in the presence of EE2 6.25 x 10-5 mol L-1, it was found that the film (HA/Pt-SiPy+Cl-)3 showed high peak current (Ipa = 17.26 μA) and minor oxidation potential (Epa = 0,74 V vs Ag/AgCl) in relation to no modified electrode (FTO) (Ipa = 8,97 μA e Epa = 1,1 V). Under these conditions , the electrode (HA/Pt-SiPy+Cl-)3 obtained a linear response in the concentration range of 1.37 x 10-6 to 2.14 x 10-5 mol L- 1, yielding a sensitivity 0.68 mmol L-1 and limits of detection ( LOD) and quantification (LOQ ) equal to 1.06 x 10-6 and 3.52 x 10-6 mol L-1 . These values are close to those reported in the literature for electrodes modified with metals nanoparticles. Finally, the technique of electrochemical impedance spectroscopy confirmed that the sequence of deposition, the number of bilayers, as well as the nature of the nanostructured films LbL affect the charge transfer resistance. Therefore, the presence of HA in the architecture of the film decreases the charge transfer resistance of the fact that this macromolecule consist of large number of functional groups , which provide a greater number of sites occur for interactions with the pyridinium group SiPy+Cl- and consequently higher amounts of Pt-Np on the electrode surface. / Este trabalho apresenta um estudo para a obtenção de filmes finos obtidos com um polieletrólito natural e sintético, tal como o ácido húmico (AH) e o híbrido formado pela encapsulação de nanopartículas de platina na matriz de cloreto de 3-n-propilpiridínio silsesquioxano (Pt-SiPy+Cl-). Mesmo se tratando de moléculas de natureza complexas, a deposição do filme ocorreu independente do tipo do substrato. Verificou-se que houve crescimento dos filmes pela deposição alternada dos polieletrólitos AH e Pt-SiPy+Cl-, governadas em grande parte por interações eletrostáticas entre os grupos funcionais COOH, OH-fenólicos e enólicos do AH com o anel piridínio do SiPy+Cl-. A presença dos polieletrólitos nos filmes LbL construídos nas arquiteturas moleculares (AH/Pt-SiPy+Cl-)n e (Pt-SiPy+Cl-/AH)n, foi obtida por medidas espectroscópicas. A partir dos deslocamentos das bandas nos espectros de absorção na região do UV-Vis dos filmes LbL em relação às soluções precursoras, inferiu-se sobre as interações entre estas moléculas. Por medidas de espectroscopia de absorção na região do FTIR e espalhamento Raman dos filmes LbL observou-se deslocamento ou desaparecimento de bandas de absorção dos precursores devido à presença de NPs-Pt nas cavidades do SiPy+Cl-. Verificou-se que as bandas são mais intensas e definidas nos espectros do filme (AH/Pt-SiPy+Cl-)30 em relação ao filme (Pt-SiPy+Cl-/AH)30. Esta observação corrobora com resultados de UV-Vis mostrando que a partir de 12 bicamadas não há crescimento linear da absorbância em função do número de bicamadas (Pt-SiPy+Cl-/AH)n. As imagens de AFM revelaram um crescimento linear quando o filme (AH/Pt-SiPy+Cl-)30 foi obtido, com espessura de 2,6 nm por bicamada, confirmando a natureza nanoestruturada propiciada pela organização molecular dos polieletrólitos. A caracterização morfológica demonstrou que a homogeneidade da superfície em função da quantidade de material depositada influencia os fenômenos de superfície, como a quantidade de sítios ativos, fato constatado por medidas eletroquímicas do hormônio 17α-etinilestradiol (EE2). A partir das respostas voltamétricas por pulso diferencial dos sensores investigados na presença de EE2 6,25 x 10-5 mol L-1, verificou-se que o filme (AH/Pt-SiPy+Cl-)3 apresentou valores de corrente de oxidação mais intensos (Ipa = 17,26 μA) e menor potencial de oxidação (Epa = 0,74 V vs Ag/AgCl) em relação ao eletrodo não modificado (FTO) (Ipa = 8,97 μA e Epa = 1,1 V). Nestas condições, o eletrodo (AH/Pt-SiPy+Cl-)3 obteve uma resposta linear na faixa de concentração de 1,37 x 10-6 a 2,14 x 10-5 mol L-1, obtendo-se uma sensibilidade de 0,68 μmol L-1 e com limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) iguais a 1,06 x 10-6 e 3,52 x 10-6 mol L-1. Estes valores estão próximos aos relatados na literatura para eletrodos modificados com nanopartículas metálicas. Por fim, a técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica confirmou que a sequência de deposição, o número de bicamadas, bem como a natureza nanoestruturada dos filmes LbL afetam a resistência de transferência de carga. Portanto, a presença do AH na arquitetura do filme diminui a resistência de transferência de carga pelo fato desta macromolécula ser constituída por grande quantidade de grupos funcionais, os quais disponibilizam maior número de sítios para interações com o grupo piridínio do SiPy+Cl-, e consequentemente disponibilizam maior quantidade de Np-Pt na superfície do eletrodo.

Os desreguladores endócrinos são compostos micropoluentes de ação deletéria que causam efeitos aos animais e aos seres humanos. Estes vêm trazendo a várias décadas, problemas relacionados à má formação ou ainda infertilidade de várias espécies. A presença destes compostos na ordem de ng L-1 já é capaz de gerar efeitos nocivos ao sistema endócrino. Este trabalho visou à determinação da presença e quantidade de alguns destes compostos como 17α-etinilestradiol, bisfenol A e estrona entre outros, nas águas do rio Arroio Fundo, localizado em Jacarepaguá no RJ que possui um índice de qualidade de água ruim. A primeira etapa deste trabalho foi a implementação e validação de metodologia para determinação do 17α-etinilestradiol por cromatografia líquida acoplada a detector de fluorescência onde foram estabelecido limite de detecção, de quantificação e linearidade conforme orientação do Inmetro (2010). Além da avaliação das amostras ambientais através da metodologia estabelecida. Na etapa subsequente foram realizados os experimentos relativos à determinação dos desreguladores endócrinos através da espectrometria de massas por detector tipo tandem quadrupolo, onde também foram realizados os procedimentos de validação e determinação dos compostos bisfenol A e estrona que não foram suscetíveis a efeito de matriz durante a ionização, que acabou impedindo a determinação de outros desreguladores endócrinos. Os resultados indicam que não há redução da presença dos desreguladores endócrinos detectados, e de outros compostos orgânicos também detectados, mas não identificados, entre os pontos a montante e a jusante da Unidade de Tratamento do Rio Arroio Fundo. Todavia em função do grande efeito de matriz oriundo do fato da amostra ser de extrema complexidade, não foi possível realizar uma identificação e quantificação de todos os compostos alvos. / Endocrine disrupters are compounds micropollutants of deleterious effects that cause effects to animals and humans has brought these problems to several decades related to poor training or infertility of various species. The presence of these compounds in the ng L-1 order is already capable of generating negative effects on the endocrine system. This work aimed at determining the presence and amount of some of these compounds as 17α-ethinylestradiol, bisphenol A and estrone among others, in the waters of the river Arroio Fundo, located in Jacarepaguá in Rio de Janeiro that has a bad water quality index. The first stage of this work was the implementation and validation of a method for determination of 17α-ethinylestradiol by liquid chromatography-fluorescence detection which were established limit of detection, quantification and linearity as directed by Inmetro (2010). Besides the evaluation of the samples through the established methodology. In subsequent step were carried out experiments on the determination of endocrine disruptors by tandem quadrupole mass spectrometry detector, were being performed validation procedures and determination of the compounds bisphenol A and estrone, which were not susceptible to matrix effect during ionization, which prevented the determination of other endocrine disrupters. The results indicate that there is no reduction of the presence of detected endocrine disruptors and other organic compounds, also detected but not identified, between the points upstream and downstream of Arroio Fundo treatment plant. However due to the large matrix effect originating from the fact that the sample be extremely complex, could not perform an identification and quantification of all target compounds.

Os desreguladores endócrinos são compostos micropoluentes de ação deletéria que causam efeitos aos animais e aos seres humanos. Estes vêm trazendo a várias décadas, problemas relacionados à má formação ou ainda infertilidade de várias espécies. A presença destes compostos na ordem de ng L-1 já é capaz de gerar efeitos nocivos ao sistema endócrino. Este trabalho visou à determinação da presença e quantidade de alguns destes compostos como 17α-etinilestradiol, bisfenol A e estrona entre outros, nas águas do rio Arroio Fundo, localizado em Jacarepaguá no RJ que possui um índice de qualidade de água ruim. A primeira etapa deste trabalho foi a implementação e validação de metodologia para determinação do 17α-etinilestradiol por cromatografia líquida acoplada a detector de fluorescência onde foram estabelecido limite de detecção, de quantificação e linearidade conforme orientação do Inmetro (2010). Além da avaliação das amostras ambientais através da metodologia estabelecida. Na etapa subsequente foram realizados os experimentos relativos à determinação dos desreguladores endócrinos através da espectrometria de massas por detector tipo tandem quadrupolo, onde também foram realizados os procedimentos de validação e determinação dos compostos bisfenol A e estrona que não foram suscetíveis a efeito de matriz durante a ionização, que acabou impedindo a determinação de outros desreguladores endócrinos. Os resultados indicam que não há redução da presença dos desreguladores endócrinos detectados, e de outros compostos orgânicos também detectados, mas não identificados, entre os pontos a montante e a jusante da Unidade de Tratamento do Rio Arroio Fundo. Todavia em função do grande efeito de matriz oriundo do fato da amostra ser de extrema complexidade, não foi possível realizar uma identificação e quantificação de todos os compostos alvos. / Endocrine disrupters are compounds micropollutants of deleterious effects that cause effects to animals and humans has brought these problems to several decades related to poor training or infertility of various species. The presence of these compounds in the ng L-1 order is already capable of generating negative effects on the endocrine system. This work aimed at determining the presence and amount of some of these compounds as 17α-ethinylestradiol, bisphenol A and estrone among others, in the waters of the river Arroio Fundo, located in Jacarepaguá in Rio de Janeiro that has a bad water quality index. The first stage of this work was the implementation and validation of a method for determination of 17α-ethinylestradiol by liquid chromatography-fluorescence detection which were established limit of detection, quantification and linearity as directed by Inmetro (2010). Besides the evaluation of the samples through the established methodology. In subsequent step were carried out experiments on the determination of endocrine disruptors by tandem quadrupole mass spectrometry detector, were being performed validation procedures and determination of the compounds bisphenol A and estrone, which were not susceptible to matrix effect during ionization, which prevented the determination of other endocrine disrupters. The results indicate that there is no reduction of the presence of detected endocrine disruptors and other organic compounds, also detected but not identified, between the points upstream and downstream of Arroio Fundo treatment plant. However due to the large matrix effect originating from the fact that the sample be extremely complex, could not perform an identification and quantification of all target compounds.

Dentre os vários xenobióticos que as atividades humanas têm produzido nas últimas décadas, os desreguladores endócrinos (EDs), incluindo os hormônios, vêm chamando a atenção de pesquisadores devido aos efeitos que eles causam em animais. Esses efeitos podem resultar em características hermafroditas nos peixes e em anfíbios, inibição do crescimento testicular, inibição da espermatogênese, decrescimento da capacidade de fertilização dos ovos e alteração no comportamento reprodutivo dos seres vivos. Concentrações de apenas 10 ng L-1 de hormônio no meio aquático já são capazes de causar efeito endócrino nos organismos. Neste estudo determinou-se o hormônio natural 17β-estradiol e os hormônios sintéticos levonorgestrel e 17α-etinilestradiol na água da Represa Municipal de São José do Rio Preto (SP). A primeira etapa deste estudo foi a validação dos métodos segundo a Resolução-RE 899 da ANVISA. Os limites de detecção, de quantificação e inferior de quantificação do método para a determinação do 17α-etinilestradiol foram, respectivamente, 25, 100 e 100 ng L-1. A linearidade, desvio-padrão relativo, exatidão e recuperação média para o 17α-etinilestradiol foram, respectivamente, R de 0,98, 3,23%, 100,53% e 89,95%. Os limites de detecção, de quantificação e inferior de quantificação do método para a determinação do 17β-estradiol foram, respectivamente, de 100, 150 e 150 ng L-1. A linearidade, desvio-padrão relativo, exatidão e recuperação média do 17β-estradiol foram, respectivamente, R de 0,99, 3,43%, 106,16% e 89,05%. Para o levonorgestrel, os limites de detecção, de quantificação e inferior de quantificação foram, respectivamente, 50, 150 e 150 ng L-1. A linearidade, desvio-padrão relativo, exatidão e recuperação média do método para a determinação do levonorgestrel foi respectivamente, R de 0,98, 3,48%, 105,15% e 86,45%. Na segunda etapa desta pesquisa analisaram-se amostras de água coletadas na Represa Municipal de São José do Rio Preto (SP) quanto à presença de hormônios. Como método de extração dos hormônios, usou-se a SPE e, como técnica analítica HPLC/FLU/DAD. Os resultados não indicaram a presença dos hormônios estudados até o limite de detecção do método empregado. Foi feita também a análise de vitelogenina (VTG) em plasma sanguíneo de peixes das espécies Geophagus brasiliensis (cará), Satanoperca pappaterra (zoiúdo) e Tilapia rendalli (tilápia rendali) capturados na referida represa. Observou-se que os peixes machos continham concentração de VTG na faixa de 152,4 a 2.841,8 ng mL-1. Isto indica que há substâncias de efeito endócrino na água da represa, mas não se pode afirmar que sejam os hormônios estudados. / Among the several xenobiotics that human activities have produced in the last decades, endocrine disruptors (EDs), including hormones, have been drawing the attention of researches due to the effects they can cause in animals. Those effects may result in hermaphrodite characteristics in fishes and amphibians, testicular growth inhibition, spermatogenesis inhibition, eggs fertilization capacity decrease, and changes in the reproductive behavior of living beings. Concentrations of only 10 ng L-1 of hormones in the aquatic medium are capable of causing endocrine effects in organisms. In this study, the natural hormone 17β-estradiol and the synthetic ones levonorgestrel and 17α-ethinylestradiol were determined in the waters of the São José do Rio Preto (SP) dam. The first step of this study was the validation of the methods according to ANVISA\'s Resolution 899. The detection, quantification, and lower quantification limits of the method for determining 17α-ethinylestradiol were, respectively, 25, 100, and 100 ng L-1. The linearity, relative standard deviation, accuracy, and average recovery of the method for determining 17α-ethinylestradiol were, respectively, R equal to 0.98, 3.23%, 100.53%, and 89.95%. The detection, quantification, and lower quantification limits of the method for determining 17β-estradiol were, respectively, 100, 150, and 150 ng L-1. The linearity, relative standard deviation, accuracy, and average recovery of the method for determining 17β-estradiol were, respectively, R equal to 0.99, 3.43%, 106.16%, and 89.05%. For levonorgestrel, the detection, quantification, and lower quantification limits of the method were, respectively, 50, 150, and 150 ng L-1. The linearity, relative standard deviation, accuracy, and average recovery of the method for determining levonorgestrel were, respectively, R equal to 0.98, 3.48%, 105.15%, and 86.45%. In the second step of this research, samples collected in the São José do Rio Preto (SP) dam were analyzed regarding the presence of hormones. For extracting the hormones, SPE cartridges were used followed by HPLC/FLU/DAD. The results indicated the absence of the studied hormones down to the detection limits of the methods employed. Vitellogenin (VTG) analyses were performed in the blood plasma of fishes captured in the beforementioned dam, of the species Geophagus brasiliensis (pearl cichlid or pearl eartheater), Satanoperca pappaterra (Pantanal eartheater or Paraguay River eartheater), and Tilapia rendalli (redbreast tilapia). It was observed that male fishes had VTG concentrations between 152.4 and 2,841.8 ng mL-1. That indicates that there are substances with endocrine effect in the dam water, although one cannot say the studied hormones are among them.

A synthetic estrogen 17α-ethinylestradiol (EE2) is the main active component of the hormonal contraceptive pills. The rise of consumption of hormonal contraceptives has increased the risk of the back negative effects of EE2 to aquatic organisms. EE2 belongs to the endocrine disruptive compounds known for mimicking natural hormones. A more detailed examination of the transformation of this compound in vivo and in vitro can contribute to a better understanding of its negative effects. This master thesis is therefore devoted to the study of the metabolism of EE2 in two selected model organisms. The ligninolytic fungus Pleurotus ostreatus is the type of fungi with promising biodegradation ability to a lot of pollutants. These properties have led to numerous studies of the degradation potential of P. ostreatus towards EE2, with the possibility of removing this compound from the environment. EE2 has been degraded by the fungus P. ostreatus in vivo resulting in one hydroxylated metabolite, which estrogenic activity is in need for further study. In vitro studies were carried out with a microsomal fraction isolated from the mycelium of this fungus. The conversion of EE2 in vitro via CYPs dependent on NADPH has not been demonstrated, however using KHP as a cofactor, there was one metabolite of EE2 found,...

Die Europäische Wasserrahmenrichtlinie schuf einen rechtlichen Rahmen, der die Mitgliedsstaaten zum Schutz der Wasserressourcen verpflichtete. Das Ziel ist das Erreichen eines guten ökologischen und chemischen Zustandes der europäischen Gewässer. Ein besonderes Augenmerk fiel in jüngerer Zeit auf die Rolle von Arzneimitteln als unerwünschte Chemikalien in der Umwelt. Arzneimittelwirkstoffe und ihre Rückstände konnten in vielen europäischen Gewässern nachgewiesen werden. Über die Auswirkung einer chronischen Exposition von Wasserorganismen auf Arzneimittelwirkstoffen ist nur wenig bekannt. Das künstliche Östrogen 17a-Ethinylestradiol (EE2) sorgt für Kontroversen, da es zur Aufnahme in die Liste der prioritären Stoffe der Wasserrahmenrichtlinie vorgeschlagen wurde. Der dazugehörige vorgeschlagene Grenzwert für Oberflächengewässer beträgt 35 pg/L als Jahresdurchschnitts-Umweltqualitätsnorm (JD-UQN). Einerseits gibt es Zweifel, ob der Grenzwert eingehalten werden kann und andererseits ist die Analytik bisher nicht in der Lage, EE2-Konzentrationen in dieser Größenordnung verlässlich messen zu können. Da keine Messwerte zur Gewässerbelastung durch EE2 existieren, hatte meine Arbeit das Ziel, den Einfluss der Abflussvarianz auf die EE2-Konzentration im Wasser zu untersuchen und zu prüfen, ob die Einhaltung des Grenzwerts möglich ist. Der Eintrag und Verbleib von EE2 wurde mittels des räumlich expliziten Modellsystems GREAT-ER in den deutschen Einzugsgebieten Ruhr und Main modelliert. Die damit berechneten EE2-Frachten im Gewässer wurden benutzt, um an ausgewählten Messstellen eine Simulation der Variabilität der EE2-Konzentrationen zu ermöglichen. Dazu wurde die Abflussvariabilität an den Messstellen anhand von langjährigen Pegeldatenreihen geschätzt. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere in den Hauptläufen der Flüsse mit deutlichen Überschreitungen der JD-UQN in den Monaten von Mai bis Oktober zu rechnen ist. Mittels Monte Carlo-Simulation wurde das Risiko quantifiziert, wie häufig die JD-UQN im Jahresmittel überschritten würde. Für die Messstellen im Hauptlauf des Mains und im Unterlauf der Ruhr wurde ermittelt, dass dort mit hoher Sicherheit die JD-UQN nicht eingehalten werden kann. Auch an Messstellen, die im Jahresmittel den Grenzwert nicht überschritten, konnten häufige Überschreitungen des Grenzwerts in den Sommermonaten beobachtet werden. Die Zeiträume waren dabei lang genug, um relevant für chronische Effekte auf Wasserorganismen zu sein. Die durch die Oberflächengewässerverordnung vorgegebene Überwachung der JD-UQN erscheint daher für EE2 nicht sinnvoll. In Deutschland werden große Mengen von jodhaltigen Röntgenkontrastmitteln (JRKM) verbraucht (rund 370 Tonnen in 2009), die unverändert und in gesamter Menge über das kommunale Abwasser in Oberflächengewässer gelangten. JRKM sind nach Stand der Forschung toxikologisch unbedenklich, stellen aber aufgrund der teilweise hohen Konzentrationen im Bereich von ug/L eine Gefahr für die Trinkwasserversorgung dar. Trotz der hohen Verbrauchsmenge war bisher wenig über Emissionsmuster und Verbrauch von JRKM bekannt. Ziel der Arbeit war es daher, Informationen über den Verbrauch in medizinischen Einrichtungen zu sammeln und ein geeignetes Modell zu identifizieren, mit dem der Eintrag von JRKM in die Umwelt modelliert werden kann. Zu diesem Zweck wurden Modellansätze aus der Literatur als auch ein selbstentwickelter Ansatz im Modellsystem GREAT-ER implementiert und in den Einzugsgebieten Main und Ruhr simuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anzahl der Computertomographen als Proxygrößen zur räumlichen Aufteilung von JRKM-Emissionen verwendet werden kann. Rund zwei Drittel der jährlichen in Deutschland verbrauchten JRKM entfallen dabei nach eigenen Abschätzungen auf Krankenhäuser. Außerdem wurde gezeigt, dass der Nachweis von JRKM mittels Stichprobenmessungen in Gewässern und Kläranlagen in vielen Fällen keine belastbaren Aussagen liefert, da der Eintrag von wenig genutzten JRKM stark ereignisgetriebenen ist. Darüber hinaus konnten regionale Unterschiede in den Verbrauchsmengen identifiziert werden, die vermutlich auf lokal vorherrschende Präferenzen für einzelne JRKM zurück zu führen sind.

Die weltweit mehr als 7500 Amphibienarten sind durch anthropogene Ursachen wie Habitatzerstörung, Krankheitsverbreitung, Klimawandel und Umweltverschmutzung in ihrem Bestand bedroht. Einige der Ursachen sind kaum erforscht, so die Verschmutzung aquatischer Ökosysteme durch endokrine Disruptoren (EDs), Substanzen, die mit dem Hormonsystem interagieren. Ausgehend von neuen molekularen Markern, welche die Ermittlung des genetischen Geschlechts erstmals bei einigen Hyliden und Bufoniden erlauben, wurde in der vorliegenden Arbeit auf die Wirkung des synthetischen Östrogens 17α- Ethinylestradiol (EE2)und des Weichmachers Bisphenol A (BPA) fokussiert. Für drei Bufonidenarten wurde zunächst die Geschlechtsgebundenheit von Mikrosatelliten getestet und ein XX/XY-System nachgewiesen. Diese und bereits etablierte Marker wurden anschließend in ein neu entwickeltes Versuchsdesign für ED-Studien integriert: Nach gleichzeitiger Aufzucht von Modell- (Xenopus laevis) und Nicht-Modell-Arten (Hyla arborea, Bufo viridis) unter EE2- bzw. BPA- Exposition wurde das genetische Geschlecht bestimmt und mit dem anatomisch und histologisch ermittelten phänotypischen Geschlecht erglichen. Die drei Anuren zeigten starke Empfindlichkeitsunterschiede gegenüber beiden EDs. Umweltrelevante Konzentrationen beeinflussten die somatische Entwicklung und führten zu artspezifischen Gonaden-Fehlbildungen. EE2 bewirkte zahlreiche partielle und komplette Geschlechtsumwandlungen, mit stärkeren Effekten bei X. laevis. Diese Arbeit zeigt somit, dass bereits niedrige EE2- und BPA-Konzentrationen zu starken Schädigungen führen können und die Substanzen aufgrund ihrer erheblichen aquatischen Präsenz als ernstzunehmende Faktoren der Amphibienkrise anzusehen sind. Die Ermittlung des genetischen Geschlechts wird als wichtig eingestuft, um verlässliche Aussagen über ED-Effekte zu treffen. Zudem sollten an der Modell-Art X. laevis gewonnene Erkenntnisse nicht vorbehaltlos auf andere Amphibienarten extrapoliert werden. / The more than 7500 known amphibian species are globally threatened, mainly due to anthropogenic causes like habitat destruction, dispersing diseases, climate change and environmental pollution. Some of the causes are barely investigated, e.g. the pollution of aquatic ecosystems with endocrine disrupting compounds (EDCs), substances that interfere with the hormone system. Based on new molecular markers, for the first time allowing genetic sexing in some hylids and bufonids, this thesis focused on the effects of the synthetic estrogen 7α-ethinylestradiol(EE2) and the plasticizer bisphenol A (BPA). Initially, several microsatellite markers were tested for sex-linkage in three bufonid species, and an XX/XY system could be revealed. Subsequently, these and other established markers were integrated into a newly developed experimental design for EDC-research: after simultaneous exposure of model (Xenopus laevis) and non-model species (Hyla arborea, Bufo viridis) to EE2 or BPA, metamorphs were genetically sexed. Anatomically and histologically determined phenotypic sexes were directly compared with the genetic sex of each individual. The three anurans showed striking differences in their susceptibilities in both EDCexperiments. Environmentally relevant concentrations affected the somatic development and led to species-specific gonadal anomalies. In addition, EE2 provoked high numbers of mixed sex and completely sex-reversed individuals, with more pronounced effects in X. laevis than in the two non-model species. This work shows that low concentrations of EE2 and BPA lead to severe damages. Due to their widespread presence in the aquatic environment, these substances might contribute to the worldwide amphibian crisis. To produce reliable results in EDC-studies, genetic sexing is considered important. Furthermore, findings gained with the model species X. laevis should not unreservedly be extrapolated to other amphibian species.

This diploma thesis is oriented to analysis of physiological effect of synthetic estrogen ethinylestradiol (EE), which represents the main component of steroid-based substance used in hormonal contraception. From wide range of physiologically important protein molecules, which might be effected by this steroid, thesis focuses to the study of the sodium plus potassium activated, magnesium dependent adenosinetriphosphatase (Na+, K+ - ATPase), which is selectively inhibited by cardiac glycosides such as ouabain (g strophantine). Na+, K+ - ATPase represents an important plasma membrane bound enzyme, which catalyzes the active transport of sodium and potassium across plasma membrane. In the first part of this work, Na+, K+ - ATPase was determined by binding of radioactively labeled selective inhibitor of this enzyme [3H]ouabain, used for this purpose. In the second part of this work, plasma membrane fluidity was analyzed by steady-state fluorescence anisotropy of DPH. The effect of EE on [3H]ouabain binding was studied first under in vitro conditions by using human embryonic kidney cells (HEK293) which were cultivated for 24 hours in the presence of EE in tissue culture medium. Second, the effect of EE was also studied under in vivo conditions, by subcutaneous application of EE to the female rats of Wistar...

Made available in DSpace on 2017-07-20T13:41:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vitor da Silveira Freitas.pdf: 1933649 bytes, checksum: a5cfbb4c538352e89ea78bce140383ec (MD5) Previous issue date: 2015-02-03 / Endocrine disrupters (EDs) are substances that simulate, mimic or block the action of natural hormones in humans and other animals. Its presence in surface water and wastewater generates harmful effects that is proven in some fish species, but studies about effects in humans are still controversial. Among the EDs is the 17α-ethinylestradiol (EE2), a synthetic hormone used contraceptives and hormone replacement treatments. This work evaluated the removal of EE2 in water prepared in laboratory, by the conventional treatment in bench scale (CT), CT with addition of powdered activated carbon (CT + PAC) and CT with a subsequent step of heterogeneous photocatalysis using TiO2 (CT + TiO2). The study water was prepared by adding kaolin to raise the turbidity up to 100 ± 10 NTU and, EE2 to a final concentration of 40 mg L-1. The CT was constituited by coagulation using aluminum sulfate (12 mg L-1), followed by flocculation, sedimentation and filtration. The CT + PAC differed by the addition of powdered activated carbon at concentrations of 5 mg L-1 and 7.5 mg L-1 before the coagulation step. The CT + TiO2 step was made of the way after the completion of the CT, 1 L of sample was stored and treated by the heterogeneous photocatalysis. The CT showed removal of EE2 41,75% and 44,33%. The treatment that added activated carbon proved to be more effective removing EE2 (59.63% and 62.25%), and the removal percentage increased with increasing the concentration of powdered activated carbon. The CT + TiO2 also proved an effective treatment, removing 52,5 to 56,4% of EE2. / Interferentes endócrinos (IEs) são substâncias que simulam, bloqueiam ou memetizam a ação de hormônios naturais em humanos e outros animais. Sua presença em águas superficiais e residuárias gera efeitos nocivos já comprovados em espécies de peixes, porém estudos sobre efeitos causados em seres humanos ainda são controversos. Entre os IEs, está o 17α-etinilestradiol (EE2), hormônio sintético utilizado em pílulas anticoncepcionais e tratamentos de reposição hormonal. Neste trabalho foi avaliada a remoção do EE2 em água preparada para estudo utilizando tratamento convencional (TC), TC com adição de carvão ativado em pó (TC + CAP) e TC com posterior etapa de fotocatálise heterogênea utilizando TiO2 (TC + TiO2). Os ensaios foram realizados em equipamento de jarteste, com sulfato de alumínio como coagulante. A água de estudo foi preparada adicionando-se caulinita para elevar a turbidez até 100 ± 10 uT e EE2 (Sigma-Aldrich®) até concentração final de 40 mg L-1. O TC foi constituído de coagulação com dosagem de sulfato de alumínio de 12 mg L-1 seguida de floculação, sedimentação e filtração. O TC + CA diferenciou-se pela adição de carvão ativado em pó nas concentrações de 5 mg L-1 e 7,5 mg L-1 antes da etapa de coagulação. O TC + TiO2 foi realizado com 1 L de amostra após TC, a qual foi armazenada e efetuada a etapa de fotocatálise heterogênea. O TC apresentou remoção de EE2, na ordem de 41,8% e 44,3%. O TC + CAP apresentou melhor eficiência de remoção do EE2 (59,6% e 62,3%), e sua porcentagem de remoção aumentou com aumento da concentração de carvão ativado em pó. Com TC + TiO2 obteve-se eficiência de remoção de EE2 de 52,5 a 56,4% nos ensaios realizados.