Submitted by André Chamelete null (andre_ecco@hotmail.com) on 2016-02-12T14:02:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - FINAL.pdf: 663322 bytes, checksum: 5ca648d67a3a798d08f9c68653ac3ca2 (MD5) / Approved for entry into archive by Sandra Manzano de Almeida (smanzano@marilia.unesp.br) on 2016-02-12T17:20:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 chamelete_a_me_sjrp.pdf: 663322 bytes, checksum: 5ca648d67a3a798d08f9c68653ac3ca2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-12T17:20:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 chamelete_a_me_sjrp.pdf: 663322 bytes, checksum: 5ca648d67a3a798d08f9c68653ac3ca2 (MD5) Previous issue date: 2016-01-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O BaP é um contaminante ambiental capaz de causar inflamação e desregulação de vias celulares. Pela ação da CYP1a1 e CYP1b1, é convertido a metabólitos mais reativos. A literatura mostra que o BaP aumenta a expressão de algumas citocinas próinflamatórias, como a IL-1, porém, são bem contraditórios os relatos sobre o efeito do BaP no cFOS, o qual apresenta papel importante na proliferação, na formação de tumores e, possivelmente, na inflamação. O objetivo deste estudo foi de elucidar a participação do receptor purinérgico P2X7 sobre a expressão dos genes IL-1 e cFOS, durante exposição ao BaP. Foi empregado as técnicas de qPCR para quantificação de expressão gênica, e testes de correlação e regressão entre IL-1 e cFOS. A exposição ao BaP induziu a expressão dos dois genes, além das enzimas do seu metabolismo. Quando bloqueado o receptor P2X7, além de uma menor indução das CYPs, os níveis de IL-1 e cFOS caíram abaixo dos níveis controle, sugerindo a participação do P2X7. Os testes de correlação e regressão mostraram uma relação forte direta entre IL-1 e cFOS, reforçando o papel do cFOS na inflamação. / BaP is an environmental contaminant capable to cause inflammation and impair cellular pathways. CYP1a1 and CYP1b1 convert it to more reactive metabolites. Studies show that BaP enhances some proinflammatory citokines expression, like IL-1, yet reports about BaP affecting cFOS, which plays important role in proliferation, tumor formation and inflammation, are controversial. This work aimed to elucidate whether P2X7 purinergic receptor plays a role in IL-1 and cFOS expression during BaP exposure. We applied qPCR techniques to quantify gene expression, correlation and regression assays. Our results showed that BaP raised both IL-1 and cFOS genes expression, besides CYPs ones. Morevoer, when blocking P2X7 receptor, IL-1 and cFOS expression dropped under normal levels, which suggest P2X7 participation, in addition to a smaller enzymes induction. Correlation and regression assays exhibited a strong straight relationship between IL-1 and cFOS expression, reinforcing the role of cFOS in inflammation.

Os organismos chamados de algas apresentam uma grande diversidade de espécies e ocupam uma grande variedade de nichos ecológicos. Fundamentais para a manutenção das condições que permitem a vida no planeta, inclusive porque constituem a base de cadeias tróficas de ecossistemas aquáticos, as algas vêm sofrendo com o descarte contínuo de resíduos resultantes das mais variadas atividades humanas. Por outro lado, as algas, ao serem expostas aos poluentes, podem indicar a presença dos mesmos em seus habitats por meio de seus biomarcadores. Neste sentido, este trabalho preocupou-se em caracterizar as bases moleculares da toxicidade do hidrocarboneto policíclico aromático (HPA) benzo(a)pireno (BaP), presente no petróleo cru e derivado da combustão parcial de matéria orgânica, sobre a macroalga vermelha Gracilaria birdiae, uma Rhodophyta marinha nativa. Para avaliar a agressividade do poluente, a alga foi exposta a diferentes concentrações do HPA em água do mar, tanto em situações de exposição aguda (24 e 96h) quanto crônica (7 e 15 dias). Após estes períodos de exposição, alguns biomarcadores bioquímicos e fisiológicos da alga tiveram seus comportamentos analisados. Foram eles: taxas de crescimento (TC); duas defesas antioxidantes: os níveis do tripeptídeo de baixo peso molecular glutationa (GSH) e a atividade da enzima superóxido dismutase (SOD); os níveis do dímero de glutationa GSSG; a fotossíntese da macroalga; e seu aspecto de pigmentação geral. Foi possível observar que BaP é tóxico para a macroalga G. birdiae. Aumentos da concentração do HPA nos meios de cultura das algas provocaram menores TC. A partir destes dados de TC foi possível determinar uma curva de inibição do crescimento da alga e a 7 respectiva IC50 de BaP para um período de exposição de 15 dias, com valor de 69 ng do HPA para cada mL de água do mar. Após diferentes exposições a BaP, incluindo em IC50, algas expostas a BaP apresentaram níveis reduzidos do antioxidante GSH, o mesmo efeito que fora observado para GSSG (com exceção da exposição de 96h). O desempenho fotossintético, a atividade de SOD e a pigmentação de G. birdiae mostraram ser sistemas menos sensíveis à presença de BaP, e foram prejudicados em concentrações mais elevadas do poluente, em torno de 10 a 20 µg/mL. Nestas situações, a despigmentação severa da macroalga foi acompanhada de decaimentos expressivos de alguns parâmetros fotossintéticos (i.e., rETR, RQE, Ik, β) da alga. Numa outra abordagem, alguns experimentos foram feitos com o intuito de descobrir se a alga era capaz de eliminar e biorremediar BaP presente na água do mar. Aparentemente, a alga não apresenta tal capacidade; porém, uma cinética mais detalhada se faz necessária para a confirmação desta observação. Concluindo, os resultados do trabalho corroboram outros dados da literatura a respeito da toxicidade de BaP sobre sistemas vivos. Ainda, apesar de a sensibilidade de G. birdiae a BaP não ter sido alta, foi possível apontar alguns sistemas bioquímicos da alga capazes de desempenhar papel como biomarcadores de exposição ao poluente estudado, o que pode auxiliar na tomada de medidas para o manejo e a conservação de áreas impactadas / Algae show a great biodiversity and occupy many different ecological niches. Besides being essential for the maintenance that allow life on Earth, algae are on the basis of aquatic food chains and they suffer with continuous residue discharge that comes from different human activities. However, once algae are exposed to pollutants, biomarkers can indicate its presence on the environment. The aim of this work was on the characterization of benzo(a)pyrene (BaP; a polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) derived from crude oil and from incomplete combustion of organic matter) toxicity against the red macroalga Gracilaria birdiae, a marine brazillian Rhodophyta. BaP toxicity in marine water was investigated under different exposure concentrations after acute (24 and 96h) and chronic (7 and 15 days) conditions. At the end of the exposures time, some of the algae`s biochemical and physiological biomarkers were analyzed: growth rate (GR); two antioxidant defenses: the low molecular weight peptide glutathione (GSH) and superoxide dismutase (SOD) enzyme activity; glutathione disulfide (GSSG) levels; the macroalga photosynthetic capacity; and the general colour aspect. Increased BaP concentrations led to a decrease of GR values. From GR data it was possible to obtain an inhibition growth curve and the respective BaP IC50 for a 15-day exposure time period with value of 69 ng/mL. After different BaP exposure conditions, including IC50, exposed algae presented decreased GSH levels, the same effects observed for GSSG (except for 96h exposure). The photosynthetic yield, SOD activity and colour aspect of G. birdiae appeared to be more resistant systems against BaP, and were affected only in higher BaP concentrations (10 to 20 µg/mL). In such situations, G. birdiae lost its red colour, which was accompanied by considerable photosynthetic parameters (i.e., rETR, RQE, Ik, β) decay. In a different approach, some experiments were done in order to discover any BaP clean-up and bioremediation played by G. birdiae. Preliminary results suggests that the alga has low remediation efficiency, although more investigations need to be done to confirm this. In summary, the results presented here show similar tendencies with literature data in respect of BaP toxicity against living organisms. Even though G. birdiae presented reasonable resistance to BaP, it was possible to identify some of the alga`s biochemical systems as BaP exposure biomarkers. This situation can be useful for impacted areas assessment and management.

Orientador: Marcelo Campos / Banca: Claudiana Lameu Gomes / Banca: Camila Nomura Boscolo / Resumo: O BaP é um contaminante ambiental capaz de causar inflamação e desregulação de vias celulares. Pela ação da CYP1a1 e CYP1b1, é convertido a metabólitos mais reativos. A literatura mostra que o BaP aumenta a expressão de algumas citocinas próinflamatórias, como a IL-1, porém, são bem contraditórios os relatos sobre o efeito do BaP no cFOS, o qual apresenta papel importante na proliferação, na formação de tumores e, possivelmente, na inflamação. O objetivo deste estudo foi de elucidar a participação do receptor purinérgico P2X7 sobre a expressão dos genes IL- 1 e cFOS, durante exposição ao BaP. Foi empregado as técnicas de qPCR para quantificação de expressão gênica, e testes de correlação e regressão entre IL-1 e cFOS. A exposição ao BaP induziu a expressão dos dois genes, além das enzimas do seu metabolismo. Quando bloqueado o receptor P2X7, além de uma menor indução das CYPs, os níveis de IL- 1e cFOS caíram abaixo dos níveis controle, sugerindo a participação do P2X7. Os testes de correlação e regressão mostraram uma relação forte direta entre IL-1e cFOS, reforçando o papel do cFOS na inflamação / Abstract: BaP is an environmental contaminant capable to cause inflammation and impair cellular pathways. CYP1a1 and CYP1b1 convert it to more reactive metabolites. Studies show that BaP enhances some proinflammatory citokines expression, like IL-1, yet reports about BaP affecting cFOS, which plays important role in proliferation, tumor formation and inflammation, are controversial. This work aimed to elucidate whether P2X7 purinergic receptor plays a role in IL-1 and cFOS expression during BaP exposure. We applied qPCR techniques to quantify gene expression, correlation and regression assays. Our results showed that BaP raised both IL-1 and cFOS genes expression, besides CYPs ones. Morevoer, when blocking P2X7 receptor, IL-1 and cFOS expression dropped under normal levels, which suggest P2X7 participation, in addition to a smaller enzymes induction. Correlation and regression assays exhibited a strong straight relationship between IL-1 and cFOS expression, reinforcing the role of cFOS in inflammation / Mestre

Orientador: Arielle Cristina Arena / Resumo: Entre as substâncias com potencial de desregulação endócrina, destaca-se o Benzo(a)pireno (BaP), um poluente orgânico persistente e amplamente difundido no ambiente. É gerado pela combustão incompleta de compostos orgânicos e está presente na fumaça de cigarro, na exaustão de automóveis, em alimentos e água contaminados. Estudos demonstram que o BaP se acumula em órgãos vitais e reprodutores, incluindo o testículo, e pode interferir no processo de esteroidogênese, através da interação com a proteína StAR. Sabe-se que substâncias que atuam como desreguladores endócrinos (DEs) podem gerar prejuízos não somente no indivíduo exposto, mas também nas gerações subsequentes, via células germinativas. A exposição aos DEs torna-se mais relevante em períodos hormônio-dependentes, como a gestação, a infância e a peripuberdade, denominados de janelas críticas do desenvolvimento. Assim, torna-se fundamental a investigação da exposição ao BaP durante uma janela crítica do desenvolvimento (juvenil e peripuberdade) e avaliar quais são as repercussões disto na vida reprodutiva, bem como os possíveis impactos no desenvolvimento e reprodução da prole, via paterna. Para tal, 40 ratos machos Wistar no período juvenil (23 dias de idade) foram distribuídos em quatro grupos experimentais, sendo um controle (óleo de milho + DMSO); e três grupos que receberam diferentes doses de BaP: 0,1, 1,0 ou 10 μg/kg/dia. A exposição ao poluente ocorreu durante 31 dias consecutivos, do dia pós-natal (DPN) 23 ao 53,... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Among substances with potential for endocrine disruptor, benzo(a)pyrene (BaP), a persistent organic pollutant widely distributed in the environment, stands out. It is generated by the incomplete combustion of organic compounds and is present in cigarette smoke, exhaust from cars, contaminated food and water. Studies have shown that BaP accumulates in vital and reproductive organs, including the testis; and may interfere with the steroidogenesis process through interaction with the StAR protein. It is known that substances that act as endocrine-disrupting chemicals (EDCs) can generate damages not only in the exposed individual, but also in subsequent generations by germ cells. Exposure to EDCs becomes more relevant in hormone-dependent periods, such as gestation, childhood and peripuberty, called critical windows of development. Thus, it is essential to investigate exposure to BaP during the critical development window (juvenile and peripuberty) and to investigate the repercussions of this on reproductive life and the possible impacts on the development and reproduction of the offspring, paternal way. For this, 40 male Wistar rats were used in the juvenile period (23 days of age) and distributed into four experimental groups, one control (corn oil + DMSO); and three groups receiving different doses of BaP: 0.1, 1.0 or 10 μg/kg/ day. The exposure to pollutant occurred during 31 consecutive days, from the postnatal day (PND) 23 to 53, via oral (gavage). During the treatment, cli... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Benzo[a]pireno (BaP) é um contaminante ambiental formado durante a combustão incompleta ou pirólise de material orgânico. O papel do BaP como um potente agente mutagênico e carcinogênico está bem definido, no entanto, poucos estudos foram publicados relacionados aos efeitos neurotóxicos provocados por este composto. Devido a presença de BaP como contaminante de alimentos e água, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da administração subcrônica oral de BaP, nas concentrações de 1 mg/kg e 2 mg/kg, em ratos machos e fêmeas sobre parâmetros comportamentais (atividade locomotora e memória de reconhecimento de objetos), dano ao DNA através do ensaio cometa, medida do conteúdo e secreção da proteína S100B, medida de GFAP e alterações na via das MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). As duas doses utilizadas neste estudo são equivalentes aos níveis de contaminação em fumantes, consumidores de grandes quantidades de produtos como carne defumada, grelhados e peixes, ou mesmo em indivíduos com alta exposição ocupacional. Como resultados, encontramos, que a atividade locomotora aumentou nos animais tratados com BaP, tanto os machos como as fêmeas. No teste de reconhecimento de objetos, os machos apresentaram um déficit na memória de curta duração, memória esta não testada no grupo das fêmeas. O dano ao DNA foi significativamente maior nos animais tratados com BaP, onde foi observado danos de classe três e quatro, os mais graves. No imunoconteúdo de GFAP os animais tratados com BaP apresentaram uma tendência de aumento de astrogliose hipocampal, que provavelmente poderá ser confirmada se aumentarmos o tempo de administração. A secreção de S100B apresentou-se alterada tanto no líquor quanto no soro, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas ou patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas. Foi observado também alteração na via das MAPKs, onde o tratamento com BaP diminuiu a fosforilação da ERK2 hipocampal, não alterando as demais testadas. O BaP foi capaz de induzir danos ao DNA, alterar a atividade locomotora, prejudicar a memória e alterar parâmetros neuroquímicos dos animais, mesmo em uma concentração encontrada como contaminante de alimentos e água, apontando para a necessidade de uma legislação mais eficiente para este composto, visto que pode acarretar sérios problemas à saúde. / Benzo[a]pyrene (BaP) is an environmental contaminant formed during incomplete combustion or pyrolysis of organic material. The role of the BaP as a potent mutagenic and carcinogenic agent is well defined; however, few studies have been published related to the neurotoxic effects of BaP. Due to the presence of BaP as a contaminant of food and water, the objective of this study was to investigate the effects of subchronic oral administration of BaP, concentrations of 1mg/kg and 2mg/kg, in male and female rats on behavioral parameters (locomotor activity and object recognition memory), DNA damage through comet assay, as the content and secretion of S100B, measure of GFAP and changes in the pathway of MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). The two doses used in this study are equivalent to the contamination levels in smokers, consumers of large quantities of products such as smoked meat, grilled meats and fish, or even in individuals with high occupational exposure. As a result, there was an increased locomotor activity in both males and females treated with BaP. In the object recognition test, males showed a deficit in short-term memory. This parameter was not tested in the group of females. The DNA damage index, evaluated by the nucleus fragment migration (DNA grade 1-4) was significantly increased in animals treated with BaP, due to the nigher presence of grade 3-4 of DNA tail lengh. In immunocontent GFAP, animals treated with BaP showed a trend of increased astrogliosis hippocampal, which can probably be confirmed if we increase the time of administration. The secretion of S100B showed changed both in serum and cerebrospinal fluid, which can act in neuron-astrocyte signaling in physiological or pathological conditions, and in various neurodegenerative diseases. It was also observed changes in the MAPK pathway, whereas treatment with BaP decreased the phosphorylation of ERK2 hippocampal, without altering the others tested. BaP was able to induce DNA damage, alteration of locomotor activity, impair memory, and changes neurochemical parameters of the animals, even at a concentration found as a contaminant of food and water, pointing to the need for legislation more efficient for this compound, since it can cause serious health problems.

Orientador: Classius de Oliveira / Coorientador: Cláudia Regina Bonini Domingos / Banca: Antonio Sebben / Banca: Luciana de Souza Ondei / Resumo: Os anfíbios sofrem influência de diversos contamiantes que podem afetar o seu ciclo de vida. O benzo[α]pireno (BaP) é um composto biocumulativo encontrado na atmosfera, água e solo. Para mensurar como o BaP interfe nos anuros Physalaemus cuvieri e Leptodactylus fuscus utilizamos alguns biomarcadores de contaminação, como: os melanomacrófagos hepáticos, que são células com função de detoxificação; mastócitos, com função de proteção em respostas inflamatórias; micronúcleos (MN), fragmentos de DNA resultantes de exposição a agentes tóxicos e também os glóbulos brancos, pois alteração do padrão dos leucócitos indica que o animal não está nas suas condições normais (está sob influência de estresse, poluentes). A princípio foi feita a descrição do fígado das espécies com microscopia de luz e eletrônica de transmissão. Notou-se que o tecido hepático é semelhante entre elas, especialmente a disposição dos hepatócitos em cordão duplo. Para o estudo com o BaP utilizou-se 36 animais de cada espécie divididos em 6 tratamentos. Injetou-se por via cutânea 2mg/kg de BaP diluído em óleo mineral e nos controles apenas óleo mineral (mesma via). Seguiram-se os processos para análise hepática e sanguínea. Com 7d de tratamento, a área de melanina reduziu nas duas espécies e em 13d aumentou em L. fuscus. A diminuição pode estar relacionada ao efeito citotóxico do composto e o aumento, com o ajuste fisiológico. Houve aumento da densidade de mastócitos nas duas espécies e em todos os tratamentos. Essa resposta está relacionada com a função de proteção em respostas inflamatórias. Não houve alteração na frequência dos MN em nenhuma espécie, provavelmente porque as células mais danificadas sofreram morte celular ou perderam a capacidade de entrar em mitose. L. fuscus, em 13d, teve aumento dos neutrófilos devido à sua função em... / Abstract: Amphibians are influenced by several pollutants that may affect their life cycle. Benzo[α]pyrene (BaP) is a bioaccumulative contaminant found in the atmosphere, water and soil. In order to measure how this pollutant acts in the species Physalaemus cuvieri and Leptodactylus fuscus, specific biomarkers were utilized, such as hepatic melanomacrophages, which displays detoxification functions; mast cells, which are protective cells during inflammatory response; micronuclei (MN), DNA fragments resulting from the exposure to toxic agents; white blood cells, due to leukocytes patterns alterations indicating that the organism is not in its normal conditions. Initially, the description of the species liver (6 animals of each species) was performed by means of light and transmission electron microscopy. It was observed that the hepatic tissue is very similar between species. For the BaP study, 36 animals of each species were used, divided in 6 treatments. The treated ones received a subcutaneous injection (2 mg/kg) of BaP, diluted in mineral oil, while control animals received only mineral oil. The following processes were performed for blood and light microscopy analysis: with 7d of treatment, melanin area were reduced in both species, followed by an increased in 13d for the species L. fuscus. This decline may be related to the cytotoxic effect of the compound or the organism physiological adjustment. Mast cells displayed increased density in both species and in all treated groups. This response is linked to the cells' protection function on inflammatory responses. No changes in MN frequency were found for both species, probably because most damaged cells underwent apoptosis or lost the capacity of initializing mitosis. After 13d of treatment, an increase in neutrophils was observed, given its function in inflammatory responses, such as a decrease in eosinophils, due to immune ... / Mestre

Benzo[a]pireno (BaP) é um contaminante ambiental formado durante a combustão incompleta ou pirólise de material orgânico. O papel do BaP como um potente agente mutagênico e carcinogênico está bem definido, no entanto, poucos estudos foram publicados relacionados aos efeitos neurotóxicos provocados por este composto. Devido a presença de BaP como contaminante de alimentos e água, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da administração subcrônica oral de BaP, nas concentrações de 1 mg/kg e 2 mg/kg, em ratos machos e fêmeas sobre parâmetros comportamentais (atividade locomotora e memória de reconhecimento de objetos), dano ao DNA através do ensaio cometa, medida do conteúdo e secreção da proteína S100B, medida de GFAP e alterações na via das MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). As duas doses utilizadas neste estudo são equivalentes aos níveis de contaminação em fumantes, consumidores de grandes quantidades de produtos como carne defumada, grelhados e peixes, ou mesmo em indivíduos com alta exposição ocupacional. Como resultados, encontramos, que a atividade locomotora aumentou nos animais tratados com BaP, tanto os machos como as fêmeas. No teste de reconhecimento de objetos, os machos apresentaram um déficit na memória de curta duração, memória esta não testada no grupo das fêmeas. O dano ao DNA foi significativamente maior nos animais tratados com BaP, onde foi observado danos de classe três e quatro, os mais graves. No imunoconteúdo de GFAP os animais tratados com BaP apresentaram uma tendência de aumento de astrogliose hipocampal, que provavelmente poderá ser confirmada se aumentarmos o tempo de administração. A secreção de S100B apresentou-se alterada tanto no líquor quanto no soro, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas ou patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas. Foi observado também alteração na via das MAPKs, onde o tratamento com BaP diminuiu a fosforilação da ERK2 hipocampal, não alterando as demais testadas. O BaP foi capaz de induzir danos ao DNA, alterar a atividade locomotora, prejudicar a memória e alterar parâmetros neuroquímicos dos animais, mesmo em uma concentração encontrada como contaminante de alimentos e água, apontando para a necessidade de uma legislação mais eficiente para este composto, visto que pode acarretar sérios problemas à saúde. / Benzo[a]pyrene (BaP) is an environmental contaminant formed during incomplete combustion or pyrolysis of organic material. The role of the BaP as a potent mutagenic and carcinogenic agent is well defined; however, few studies have been published related to the neurotoxic effects of BaP. Due to the presence of BaP as a contaminant of food and water, the objective of this study was to investigate the effects of subchronic oral administration of BaP, concentrations of 1mg/kg and 2mg/kg, in male and female rats on behavioral parameters (locomotor activity and object recognition memory), DNA damage through comet assay, as the content and secretion of S100B, measure of GFAP and changes in the pathway of MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). The two doses used in this study are equivalent to the contamination levels in smokers, consumers of large quantities of products such as smoked meat, grilled meats and fish, or even in individuals with high occupational exposure. As a result, there was an increased locomotor activity in both males and females treated with BaP. In the object recognition test, males showed a deficit in short-term memory. This parameter was not tested in the group of females. The DNA damage index, evaluated by the nucleus fragment migration (DNA grade 1-4) was significantly increased in animals treated with BaP, due to the nigher presence of grade 3-4 of DNA tail lengh. In immunocontent GFAP, animals treated with BaP showed a trend of increased astrogliosis hippocampal, which can probably be confirmed if we increase the time of administration. The secretion of S100B showed changed both in serum and cerebrospinal fluid, which can act in neuron-astrocyte signaling in physiological or pathological conditions, and in various neurodegenerative diseases. It was also observed changes in the MAPK pathway, whereas treatment with BaP decreased the phosphorylation of ERK2 hippocampal, without altering the others tested. BaP was able to induce DNA damage, alteration of locomotor activity, impair memory, and changes neurochemical parameters of the animals, even at a concentration found as a contaminant of food and water, pointing to the need for legislation more efficient for this compound, since it can cause serious health problems.

Benzo[a]pireno (BaP) é um contaminante ambiental formado durante a combustão incompleta ou pirólise de material orgânico. O papel do BaP como um potente agente mutagênico e carcinogênico está bem definido, no entanto, poucos estudos foram publicados relacionados aos efeitos neurotóxicos provocados por este composto. Devido a presença de BaP como contaminante de alimentos e água, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da administração subcrônica oral de BaP, nas concentrações de 1 mg/kg e 2 mg/kg, em ratos machos e fêmeas sobre parâmetros comportamentais (atividade locomotora e memória de reconhecimento de objetos), dano ao DNA através do ensaio cometa, medida do conteúdo e secreção da proteína S100B, medida de GFAP e alterações na via das MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). As duas doses utilizadas neste estudo são equivalentes aos níveis de contaminação em fumantes, consumidores de grandes quantidades de produtos como carne defumada, grelhados e peixes, ou mesmo em indivíduos com alta exposição ocupacional. Como resultados, encontramos, que a atividade locomotora aumentou nos animais tratados com BaP, tanto os machos como as fêmeas. No teste de reconhecimento de objetos, os machos apresentaram um déficit na memória de curta duração, memória esta não testada no grupo das fêmeas. O dano ao DNA foi significativamente maior nos animais tratados com BaP, onde foi observado danos de classe três e quatro, os mais graves. No imunoconteúdo de GFAP os animais tratados com BaP apresentaram uma tendência de aumento de astrogliose hipocampal, que provavelmente poderá ser confirmada se aumentarmos o tempo de administração. A secreção de S100B apresentou-se alterada tanto no líquor quanto no soro, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas ou patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas. Foi observado também alteração na via das MAPKs, onde o tratamento com BaP diminuiu a fosforilação da ERK2 hipocampal, não alterando as demais testadas. O BaP foi capaz de induzir danos ao DNA, alterar a atividade locomotora, prejudicar a memória e alterar parâmetros neuroquímicos dos animais, mesmo em uma concentração encontrada como contaminante de alimentos e água, apontando para a necessidade de uma legislação mais eficiente para este composto, visto que pode acarretar sérios problemas à saúde. / Benzo[a]pyrene (BaP) is an environmental contaminant formed during incomplete combustion or pyrolysis of organic material. The role of the BaP as a potent mutagenic and carcinogenic agent is well defined; however, few studies have been published related to the neurotoxic effects of BaP. Due to the presence of BaP as a contaminant of food and water, the objective of this study was to investigate the effects of subchronic oral administration of BaP, concentrations of 1mg/kg and 2mg/kg, in male and female rats on behavioral parameters (locomotor activity and object recognition memory), DNA damage through comet assay, as the content and secretion of S100B, measure of GFAP and changes in the pathway of MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). The two doses used in this study are equivalent to the contamination levels in smokers, consumers of large quantities of products such as smoked meat, grilled meats and fish, or even in individuals with high occupational exposure. As a result, there was an increased locomotor activity in both males and females treated with BaP. In the object recognition test, males showed a deficit in short-term memory. This parameter was not tested in the group of females. The DNA damage index, evaluated by the nucleus fragment migration (DNA grade 1-4) was significantly increased in animals treated with BaP, due to the nigher presence of grade 3-4 of DNA tail lengh. In immunocontent GFAP, animals treated with BaP showed a trend of increased astrogliosis hippocampal, which can probably be confirmed if we increase the time of administration. The secretion of S100B showed changed both in serum and cerebrospinal fluid, which can act in neuron-astrocyte signaling in physiological or pathological conditions, and in various neurodegenerative diseases. It was also observed changes in the MAPK pathway, whereas treatment with BaP decreased the phosphorylation of ERK2 hippocampal, without altering the others tested. BaP was able to induce DNA damage, alteration of locomotor activity, impair memory, and changes neurochemical parameters of the animals, even at a concentration found as a contaminant of food and water, pointing to the need for legislation more efficient for this compound, since it can cause serious health problems.

Os organismos chamados de algas apresentam uma grande diversidade de espécies e ocupam uma grande variedade de nichos ecológicos. Fundamentais para a manutenção das condições que permitem a vida no planeta, inclusive porque constituem a base de cadeias tróficas de ecossistemas aquáticos, as algas vêm sofrendo com o descarte contínuo de resíduos resultantes das mais variadas atividades humanas. Por outro lado, as algas, ao serem expostas aos poluentes, podem indicar a presença dos mesmos em seus habitats por meio de seus biomarcadores. Neste sentido, este trabalho preocupou-se em caracterizar as bases moleculares da toxicidade do hidrocarboneto policíclico aromático (HPA) benzo(a)pireno (BaP), presente no petróleo cru e derivado da combustão parcial de matéria orgânica, sobre a macroalga vermelha Gracilaria birdiae, uma Rhodophyta marinha nativa. Para avaliar a agressividade do poluente, a alga foi exposta a diferentes concentrações do HPA em água do mar, tanto em situações de exposição aguda (24 e 96h) quanto crônica (7 e 15 dias). Após estes períodos de exposição, alguns biomarcadores bioquímicos e fisiológicos da alga tiveram seus comportamentos analisados. Foram eles: taxas de crescimento (TC); duas defesas antioxidantes: os níveis do tripeptídeo de baixo peso molecular glutationa (GSH) e a atividade da enzima superóxido dismutase (SOD); os níveis do dímero de glutationa GSSG; a fotossíntese da macroalga; e seu aspecto de pigmentação geral. Foi possível observar que BaP é tóxico para a macroalga G. birdiae. Aumentos da concentração do HPA nos meios de cultura das algas provocaram menores TC. A partir destes dados de TC foi possível determinar uma curva de inibição do crescimento da alga e a 7 respectiva IC50 de BaP para um período de exposição de 15 dias, com valor de 69 ng do HPA para cada mL de água do mar. Após diferentes exposições a BaP, incluindo em IC50, algas expostas a BaP apresentaram níveis reduzidos do antioxidante GSH, o mesmo efeito que fora observado para GSSG (com exceção da exposição de 96h). O desempenho fotossintético, a atividade de SOD e a pigmentação de G. birdiae mostraram ser sistemas menos sensíveis à presença de BaP, e foram prejudicados em concentrações mais elevadas do poluente, em torno de 10 a 20 µg/mL. Nestas situações, a despigmentação severa da macroalga foi acompanhada de decaimentos expressivos de alguns parâmetros fotossintéticos (i.e., rETR, RQE, Ik, β) da alga. Numa outra abordagem, alguns experimentos foram feitos com o intuito de descobrir se a alga era capaz de eliminar e biorremediar BaP presente na água do mar. Aparentemente, a alga não apresenta tal capacidade; porém, uma cinética mais detalhada se faz necessária para a confirmação desta observação. Concluindo, os resultados do trabalho corroboram outros dados da literatura a respeito da toxicidade de BaP sobre sistemas vivos. Ainda, apesar de a sensibilidade de G. birdiae a BaP não ter sido alta, foi possível apontar alguns sistemas bioquímicos da alga capazes de desempenhar papel como biomarcadores de exposição ao poluente estudado, o que pode auxiliar na tomada de medidas para o manejo e a conservação de áreas impactadas / Algae show a great biodiversity and occupy many different ecological niches. Besides being essential for the maintenance that allow life on Earth, algae are on the basis of aquatic food chains and they suffer with continuous residue discharge that comes from different human activities. However, once algae are exposed to pollutants, biomarkers can indicate its presence on the environment. The aim of this work was on the characterization of benzo(a)pyrene (BaP; a polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) derived from crude oil and from incomplete combustion of organic matter) toxicity against the red macroalga Gracilaria birdiae, a marine brazillian Rhodophyta. BaP toxicity in marine water was investigated under different exposure concentrations after acute (24 and 96h) and chronic (7 and 15 days) conditions. At the end of the exposures time, some of the algae`s biochemical and physiological biomarkers were analyzed: growth rate (GR); two antioxidant defenses: the low molecular weight peptide glutathione (GSH) and superoxide dismutase (SOD) enzyme activity; glutathione disulfide (GSSG) levels; the macroalga photosynthetic capacity; and the general colour aspect. Increased BaP concentrations led to a decrease of GR values. From GR data it was possible to obtain an inhibition growth curve and the respective BaP IC50 for a 15-day exposure time period with value of 69 ng/mL. After different BaP exposure conditions, including IC50, exposed algae presented decreased GSH levels, the same effects observed for GSSG (except for 96h exposure). The photosynthetic yield, SOD activity and colour aspect of G. birdiae appeared to be more resistant systems against BaP, and were affected only in higher BaP concentrations (10 to 20 µg/mL). In such situations, G. birdiae lost its red colour, which was accompanied by considerable photosynthetic parameters (i.e., rETR, RQE, Ik, β) decay. In a different approach, some experiments were done in order to discover any BaP clean-up and bioremediation played by G. birdiae. Preliminary results suggests that the alga has low remediation efficiency, although more investigations need to be done to confirm this. In summary, the results presented here show similar tendencies with literature data in respect of BaP toxicity against living organisms. Even though G. birdiae presented reasonable resistance to BaP, it was possible to identify some of the alga`s biochemical systems as BaP exposure biomarkers. This situation can be useful for impacted areas assessment and management.

A exposição dos peixes a poluentes provoca danos nos organismos que podem ser identificados precocemente através de respostas biológicas. O presente estudo visou avaliar os efeitos do naftaleno e benzo(a)pireno em pampos da espécie Trachinotus carolinus. Foram avaliados os efeitos citogenotóxicos, histopatológicos e bioquímicos após exposições às concentrações de 0,9 M; 2,7 M e 8,1 M de NAP e BAP por períodos de 12, 24, 48 e 96 horas. O NAP causa quebra no DNA de eritrócitos de pampos em concentrações de 8,1 M e a partir de 12 horas de exposição. O BAP revelou ser genotóxico a partir da menor concentração e de 24 horas. A mutagenicidade de ambos os poluentes, avaliada através da indução de formação de micronúcleos e anormalidades nucleares eritrocitárias, também ocorre a partir de curtos períodos de exposição e freqüências de MN e ANE estão relacionadas com a duração da exposição. O período de exposição aos HPAs foi determinante na intensidade e severidade das lesões observadas nos tecidos dos peixes. A especificidade de CYP1A, observada segundo análise imunohistoquímica, ocorreu de maneira dose-dependente e evidenciada principalmente nos maiores períodos experimentais. Os poluentes orgânicos, nas condições experimentais utilizadas, não provocaram alteração significativa na atividade das enzimas catalase e GST da espécie. Os biomarcadores, citogenotóxicos e histopatológicos utilizados neste estudo, demonstraram ser ferramentas eficientes para aferir a toxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade de NAP e BAP como também sua relação dose-resposta na espécie T. carolinus. / Effects of exposure of fish to pollutants can be identified through stress responses. The present study aims to evaluate the effects of naphthalene and benzo(a)pyrene in Florida pompanos, Trachinotus carolinus. Evidences from citogenotoxical, histopathological and biochemical studies showed that alterations caused by exposures to 0.9 M, 2.7 M and 8.1 M of NAP and BAP occurred within 12 to 96 hours. NAP at 8.1 M induced erythrocyte DNA strand breaks in pompanos since early periods of exposure. Genotoxic effects of BAP at the lowest concentration were documented soon after 24 hours of exposure. Mutagenotoxicity of both pollutants, as seen by the induction of MN and ENA, was revealed since early periods and their frequencies are related to the duration of exposure. Exposures to these PAHs, for longer periods, resulted in increased frequency and severity of lesions observed in fish tissues. Specificity of CYP1A, observed through immunohistochemical analyses, was related to the dose of the pollutants and mainly at longer periods of exposure. These organic pollutants, under the experimental conditions, did not interfere with the activity of liver catalase and GST of the species. The citogenotoxic and histopathologic biomarkers used in this study proved to be efficient tools to ascertain the toxicity, genotoxicity and mutagenesis of NAP and BAP, as well as their dose related response, in the species T. carolinus.