Compostos dinucleares de cobre(II) com ligantes diimínicos hidroxilados, do tipo quelato, macrocíclico e macroacíclico, foram preparados visando um estudo comparativo de suas características estruturais e de sua correlação com a atividade catalítica. Os compostos foram caracterizados através de diferentes técnicas espectroscópicas (UV/Vis, IR e EPR), além de propriedades magnéticas, condutimetria e análise elementar. Uma espécie mononuclear com ligantes quelantes simples também foi isolada. A atividade catalítica desses complexos frente à oxidação de substratos, como 2,6-di-terc-butilfenol e 3,4-di-hidroxifenilalanina (L-dopa), pelo oxigênio molecular foi então verificada, mostrando que em geral são bons miméticos das proteínas tirosinases, dependentes de cobre, apresentando atividades cresolase e catecolase. Os complexos com ligantes macrocíclicos mostraram-se mais eficientes como catalisadores do que os demais compostos dinucleares, cujos ligantes não eram macrocíclicos. A formação da respectiva quinona foi monitorada espectrofotometricamente e a lei de velocidade determinada exibiu uma dependência de pseudoprimeira ordem com relação à concentração do substrato e do complexo. Os resultados obtidos indicaram que as características estruturais destes complexos (natureza dos ligantes, fatores estéricos e aspectos geométricos) parecem ser determinantes de suas atividades como catalisadores de oxidação. / New dinuclear copper(II) complexes involving hydroxylated diimine ligands, macrocyclic and macroacyclic, were prepared, with the aim of comparing their structural features. One mononuclear species with simple holder ligand was too isolated. Different techniques were used in characterization of these complexes: UV/Vis, IR and EPR spectroscopies, conductimetry, elemental analyses and magnetic proprieties). The catalytic activity these complexes towards of substrate oxidation, such as 2,6-di-tert-butylphenol e 3,4-di-hydroxyphenylalanina (L-Dopa), by molecular oxygen was verified, showing in general are goods as mimetics of the tyrosinases proteins, copper depends, presenting phenolase and catecholase activity. Complexes with macrocyclic ligands showed more efficient as catalysts than another dinuclear compounds, with macroacyclic ligands. The growth of correspondent quinone was spectrophotometrically monitored and the velocity law established show a pseudo-first order dependence in relation the substrate and complex concentration. The results obtained indicate that structural characteristics these complexes (kind of ligands, hindrance factor and geometric aspects) are determiner of the their activity as catalyst in oxidation reaction.

Compostos dinucleares de cobre(II) com ligantes diimínicos hidroxilados, do tipo quelato, macrocíclico e macroacíclico, foram preparados visando um estudo comparativo de suas características estruturais e de sua correlação com a atividade catalítica. Os compostos foram caracterizados através de diferentes técnicas espectroscópicas (UV/Vis, IR e EPR), além de propriedades magnéticas, condutimetria e análise elementar. Uma espécie mononuclear com ligantes quelantes simples também foi isolada. A atividade catalítica desses complexos frente à oxidação de substratos, como 2,6-di-terc-butilfenol e 3,4-di-hidroxifenilalanina (L-dopa), pelo oxigênio molecular foi então verificada, mostrando que em geral são bons miméticos das proteínas tirosinases, dependentes de cobre, apresentando atividades cresolase e catecolase. Os complexos com ligantes macrocíclicos mostraram-se mais eficientes como catalisadores do que os demais compostos dinucleares, cujos ligantes não eram macrocíclicos. A formação da respectiva quinona foi monitorada espectrofotometricamente e a lei de velocidade determinada exibiu uma dependência de pseudoprimeira ordem com relação à concentração do substrato e do complexo. Os resultados obtidos indicaram que as características estruturais destes complexos (natureza dos ligantes, fatores estéricos e aspectos geométricos) parecem ser determinantes de suas atividades como catalisadores de oxidação. / New dinuclear copper(II) complexes involving hydroxylated diimine ligands, macrocyclic and macroacyclic, were prepared, with the aim of comparing their structural features. One mononuclear species with simple holder ligand was too isolated. Different techniques were used in characterization of these complexes: UV/Vis, IR and EPR spectroscopies, conductimetry, elemental analyses and magnetic proprieties). The catalytic activity these complexes towards of substrate oxidation, such as 2,6-di-tert-butylphenol e 3,4-di-hydroxyphenylalanina (L-Dopa), by molecular oxygen was verified, showing in general are goods as mimetics of the tyrosinases proteins, copper depends, presenting phenolase and catecholase activity. Complexes with macrocyclic ligands showed more efficient as catalysts than another dinuclear compounds, with macroacyclic ligands. The growth of correspondent quinone was spectrophotometrically monitored and the velocity law established show a pseudo-first order dependence in relation the substrate and complex concentration. The results obtained indicate that structural characteristics these complexes (kind of ligands, hindrance factor and geometric aspects) are determiner of the their activity as catalyst in oxidation reaction.

O manganês (Mn) é um elemento essencial, porém pode ser tóxico em concentrações acima do requerido fisiologicamente. Assim, motivado pelo aumento nos teores desse metal na bacia hidrográfica Alto do Paranapanema (ALPA) e o crescente número de estudos internacionais relacionando desordens neurológicas ao excesso de Mn em águas superficiais, o presente trabalho foi conduzido para avaliar o perfil geoquímico e neurotoxicológico do Mn nos organismos em desenvolvimento em função da especiação química do metal. Desta maneira, no período de agosto/2006 a abril/2007, foram realizadas quatro coletas de amostras de águas superficiais e de sedimentos, nos rios Paranapanema e Itapetininga e no reservatório Jurumirim, localizados na bacia hidrográfica Alto do Paranapanema (ALPA, SP). Os estudos de fracionamento químico demonstraram que na bacia ALPA o Mn ocorre basicamente nos sedimentos (Mn ligado a hidr(óxidos) de Fe e Mn > Mn ligado a carbonatos ≈ Mn intercambiável ≈ Mn ligado a silicatos > Mn ligado a matéria orgânica) porém em constante troca com a coluna líquida, onde o Mn ocorre como metal particulado e em menor proporção como metal lábil. Acredita-se que esse padrão de distribuição esteja governado pelas características oxidantes e alcalinas desses sistemas aquáticos. Adicionalmente, foi verificado que a origem do Mn nesses sistemas é de caráter natural, porém com ~ 30 % de riscos ecotoxicológicos. Neste sentido, estudos in vitro (modelos de neurônios) e in vivo (embriões de paulistinha, Danio rerio) com as espécies MnCl2, Mn(II)Cit, Mn(III)Cit, Mn(III)PPi (Cit: Citrato, PPi: Pirofosfato) sugeriram que o Mn(II) é mais tóxico do que o Mn(III). Contudo, independentemente da especiação química, o Mn foi mais tóxico para neurônios glutamatérgicos do cerebelo em diferenciação, e para o paulistinha no período embrio-larval, pós-eclosão (> 72 horas pós-fertilização), no qual foram verificados danos neuromusculares. No entanto, a espécie mais tóxica para embriões expostos por 48 h foi o MnCl2 e por 120 h o Mn(II)Cit, sugerindo que o citrato está mediando essa toxicidade, o que é uma exceção ao “Free Ion Activity Model”. Conforme esses resultados foram verificados inibição do metabolismo do lactato e do ascorbato in vitro. Estudos de expressão gênica no paulistinha, mediante RT-PCR qualitativo e quantitativo permitiram verificar alterações no gene mitocondrial mt-co1, que pode ser compensada pela superexpressão do gene hspb11. Esses resultados sugerem que os danos induzidos pelas espécies de Mn devem estar associados à disfunção mitocondrial e do metabolismo energético, seguido da indução de estresse oxi-redutivo, o qual pode ser parcialmente revertido pela administração exógena de lactato e/ou ascorbato, sendo propostos os prováveis mecanismos. A probabilidade de que esses eventos toxicológicos aconteçam em outras espécies, incluindo os seres humanos, é sustentada principalmente pelos estudos tóxico-genômicos, dado que em outras espécies podem ser encontrados ortologos para esses genes, e especialmente para mt-co1, que poderia ser um biomarcador da toxicidade do Mn. Finalmente, sugere-se que os valores de referência de Mn em sedimentos sejam revistos em função das contribuições de frações biodisponíveis, e que esses resultados sejam considerados pelas agências ambientais do Estado em seus programas de avaliação e gerenciamentos de riscos / Manganese (Mn) is an essential element, however it may be toxic in higher than recquired physiological levels. The present work was motivated by the increased levels of this metal in the Alto do Paranapanema (ALPA, São Paulo state) hydrographic basin and to the growing amount of international evidence relating neurological disorders to excess Mn in superficial waters. Therefore, experiments were conducted in order to evaluate Mn both geochemical and neurotoxicological profiles on the developmental stages of aquatic organisms and mammaliam models as a function of metal speciation. During August 2006 to April 2007, four expeditions to ALPA were performed to collect water and sediment samples from rivers Paranapanema and Itapetininga, as well as from Jurumirim reservoir. Chemical fractioning studies showed that Mn occurs mainly in sediments (Mn bound to Fe, Mn (hydr)oxides > Mn bound to carbonates ≈ Interchangeable Mn ≈ Mn bound to silicates > Mn bound to organic matter) but in constant exchange with the liquid column, where Mn occurs as particulated metal and, in lesser amounts, as a labile metal. This distribution pattern is thought to be governed by the oxidant and alkaline conditions of this aquatic system. Also, Mn was found to be of natural origin, however posing ~ 30% of ecotoxicological risks. In vitro (neuronal cells) and in vivo (zebrafish, Danio rerio embryos) studies with the species MnCl2, Mn(II)Cit, Mn(III)Cit, Mn(III)PPi (Cit: Citrate, PPi: Pyrophosphate) suggest that Mn(II) is more toxic than Mn(III). However, independently of chemical speciation, Mn was more toxic to cerebellar glutamatergic neurons during differentiation and to zebrafish in the embryo- larval period (> 72 hours pos-fertilization), to which neuromuscular damage was observed. The most toxic species for embryos exposed for 48 h was MnCl2, but in the 120 h exposition experiment Mn(II)Cit was more toxic, suggesting that citrate mediates the toxicity, in an exception to the Free Ion Activity Model. According to these results, it was observed inhibition in the metabolism of lactate and ascorbate in vitro. Gene expression studies of zebrafish were performed by both qualitative and quantitative RT-PCR, displaying changes in the expression of the mithocondrial gene mt-co1 which may be compensated by an overexpression of hspb11 gene. These results suggest that the damage induced by Mn species may be related to mitochondrial and energy metabolism disfunction followed by induction of oxi-reductive stress, which can be partially reverted by the exogenous administration of lactate and/or ascorbate. The putative mechanisms are proposed. The possibility that these toxic events might be important to other species, humans included, is substantiated mainly by the toxicogenomics studies, since ortologs for both genes are widespread. This is especially true to mt-co1, which may be a biomarker for Mn toxicity. Finally, it is suggested that the reference values of Mn in sediments should be revised to accomodate the contributions of bioavailable fractions, and that results should be considered by official environment control agencies during their evaluation and risk management programs

Diferentes complexos de cobre(II) contendo um ligante tridentado do tipo imínico e um grupo imidazol foram preparados, na forma de sais perclorato, e caracterizados através de diferentes técnicas espectroscópicas (UV/Vis, IR, Raman e EPR). Em solução aquosa, estes compostos estão em equilíbrio com as correspondentes espécies dinucleares, onde os centros de cobre estão ligados através de uma ponte imidazolato. Em meio alcalino, estes compostos dinucleares e uma espécie tetranuclear foram também isolados e caracterizados. Medidas espectroscópicas e por eletroforese capilar, a diferentes pHs, permitiram estimar o valor da constante de equilíbrio num dos casos. A atividade catalítica desses complexos frente ao peróxido de hidrogênio e ao oxigênio molecular foi então comparada. A maioria dos compostos dinucleares e o tetranuclear mostraram ser eficientes catalisadores para a oxidação aeróbica de substratos fenólicos, com formação da correspondente difenoquinona, monitorada espectrofotometricamente, exibindo uma dependência de primeira ordem da velocidade de reação com a concentração do fenol e do complexo. Por outro lado, o estudo cinético da decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio, monitorada manometricamente através do oxigênio liberado, indicou uma apreciável atividade dos compostos mononucleares, dependendo do pH. Neste caso, espécies reativas de oxigênio foram detectadas por EPR, utilizando o método do captador de spin. Parâmetros espectroscópicos e características estruturais destes complexos mostraram ser determinantes para sua reatividade frente a ambos os oxidantes biológicos estudados. / Different copper(II) complexes containing an imidazole ligand, in addition to a discrete tridentate imine, were prepared as perchlorate salts, and characterized by spectroscopic techniques (UV/Vis, IR, Raman and EPR). In aqueous solution, these compounds are in equilibrium with the corresponding binuclear species, where the copper centres are bridged by an imidazolate ligand. In alkaline solutions, these binuclear species and a tetranuclear were also isolated, and characterised. Evidence of these equilibria in aqueous solution was obtained by spectroscopic measurements and capillary electrophoresis, at different pH. An equilibrium constant involving the mono- and binuclear species was estimated for one of the ligands. The catalytic activity of the obtained complexes toward the usual biological oxidants, hydrogen peroxide and molecular oxygen, were then compared. Most of the binuclear and tetranuclear compounds showed to be efficient catalysts of the aerobic oxidation of phenolic substrates to the corresponding quinones or diphenoquinones, followed spectrophotometrically. Kinetic results indicated a first-order dependence of the reaction rate on both the complex and the phenol concentrations. On the other hand, an appreciable activity of the mononuclear compounds was verified on the catalytic decomposition of hydrogen peroxide. This reaction was monitored manometrically by the oxygen released, and was shown to be very dependent on the pH. Additionally, in this case, very reactive oxygen radicals were detected at the first stages of the reaction, by spin trapping EPR. Spectroscopic parameters and structural features in these complexes seem to be determinant of their reactivity toward the studied biological oxidants.

No presente trabalho foram realizados estudos para verificar a estabilização de derivados porfirínicos, através de sua incorporação em lipossomos fosfolipídicos ou sintéticos, para possível aplicação em terapia fotodinâmica. A terapia fotodinâmica ocorre através da interação de luz de comprimento de onda adequado com um fotosensitizador (porfirina) e oxigênio, o que pode gerar espécies reativas capazes de induzir a inviabilização de células. Foi avaliada a incorporação da benzoporfirina (BPD) e da meso-tetrafenilporfirina (TPP), em lipossomos aniônicos de asolecitina (ASO) e em vesículas catiônicas sintéticas de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB). Os efeitos de concentração da droga e dos lipídios, na estabilização das porfirinas também foram observados. A solubilização e a estabilidade da BPD e da TPP nas bicamadas lipossomais foram comparadas com sua solubilização e estabilidade nos seus respectivos solventes, o dimetilsulfóxido (DMSO) e a dimetilformamida. (DMF), respectivamente. Os estudos demonstraram uma boa solubilização da BPD, e ótima solubilização da TPP, incorporadas em soluções aquosas de vesículas catiônicas sintéticas de DODAB e nos lipossomos aniônicos de ASO, em toda a faixa de concentrações estudadas. Foram ainda verificados possíveis danos aos próprios lipossomos de ASO, através da formação de derivados carbonílicos (método TBARS e método da formação de hidrazonas), em vários tempos de irradiação. Resultados após tratamento fotoquímico foram comparados a resultados análogos, após tratamento térmico. Também foi verificado se os compostos estudados são capazes de gerar oxigênio singleto, que podem danificar membranas, visando possível aplicação oftalmológica dessas porfirinas. Os resultados obtidos mostraram que predominantemente a ação da TPP e da BPD deve ocorrer pelo mecanismo de formação de oxigênio singleto (mecanismo II). O mecanismo tipo I parece não ser ativo, já que os danos oxidativos observados através de radicais livres foram muito semelhantes tanto com tratamento fotoquímico, como térmico. / In this work, it was carried out studies in order to evaluate the estabilization of porphyrinics species by encapsulating them in liposomes or synthetics for application in photodynamic therapy (PDT). In PDT a monochromatic light at a suitable wavelenght interacts with photosensitizer (porphyrin) and oxygen yelding reactives species which induce cells killing. It was evaluated benzoporphyrin (BPD) and tetraphenilporphyrin (TPP) incorporation in the liposomes anionics of asolecithin (ASO) and vesicles cationics synthetics of dioctadecyldimethylammonium (DODAB). It was also noticed the drug and lipids concentration effects in the porphyrins estabilization. BPD and TPP their solubilization and estabilization in the in the liposomal bilayers were compared with the results obtained in their best solvents dimethylsulfoxide (DMSO) and dimethylformamide (DMF). TPP was better soluble than BPD when they were encapsulated in DODAB and ASO in all concentration range that was studied. It was characterized possible damages in the ASO by formation carbonyl groups (method TBARS and method to form hydrazones), when the samples irradiated in differents timeintervals. The results reached after photochemical treatment were compared to similar results found after thermal treatment. It was also evaluated if the studied compounds are able to generate singlet oxygen that can cause damages to the menbranes pursueing the possible application in ophthalmology. The results suggest that the TPP and BPD act mainly by singlet oxygen producting (mechanism type II). The type I mechanism seems not to be active, because the oxidative damages caused for free radicals were very similar by photochemical treatment or thermical treatment.

No presente trabalho foram realizados estudos para verificar a estabilização de derivados porfirínicos, através de sua incorporação em lipossomos fosfolipídicos ou sintéticos, para possível aplicação em terapia fotodinâmica. A terapia fotodinâmica ocorre através da interação de luz de comprimento de onda adequado com um fotosensitizador (porfirina) e oxigênio, o que pode gerar espécies reativas capazes de induzir a inviabilização de células. Foi avaliada a incorporação da benzoporfirina (BPD) e da meso-tetrafenilporfirina (TPP), em lipossomos aniônicos de asolecitina (ASO) e em vesículas catiônicas sintéticas de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB). Os efeitos de concentração da droga e dos lipídios, na estabilização das porfirinas também foram observados. A solubilização e a estabilidade da BPD e da TPP nas bicamadas lipossomais foram comparadas com sua solubilização e estabilidade nos seus respectivos solventes, o dimetilsulfóxido (DMSO) e a dimetilformamida. (DMF), respectivamente. Os estudos demonstraram uma boa solubilização da BPD, e ótima solubilização da TPP, incorporadas em soluções aquosas de vesículas catiônicas sintéticas de DODAB e nos lipossomos aniônicos de ASO, em toda a faixa de concentrações estudadas. Foram ainda verificados possíveis danos aos próprios lipossomos de ASO, através da formação de derivados carbonílicos (método TBARS e método da formação de hidrazonas), em vários tempos de irradiação. Resultados após tratamento fotoquímico foram comparados a resultados análogos, após tratamento térmico. Também foi verificado se os compostos estudados são capazes de gerar oxigênio singleto, que podem danificar membranas, visando possível aplicação oftalmológica dessas porfirinas. Os resultados obtidos mostraram que predominantemente a ação da TPP e da BPD deve ocorrer pelo mecanismo de formação de oxigênio singleto (mecanismo II). O mecanismo tipo I parece não ser ativo, já que os danos oxidativos observados através de radicais livres foram muito semelhantes tanto com tratamento fotoquímico, como térmico. / In this work, it was carried out studies in order to evaluate the estabilization of porphyrinics species by encapsulating them in liposomes or synthetics for application in photodynamic therapy (PDT). In PDT a monochromatic light at a suitable wavelenght interacts with photosensitizer (porphyrin) and oxygen yelding reactives species which induce cells killing. It was evaluated benzoporphyrin (BPD) and tetraphenilporphyrin (TPP) incorporation in the liposomes anionics of asolecithin (ASO) and vesicles cationics synthetics of dioctadecyldimethylammonium (DODAB). It was also noticed the drug and lipids concentration effects in the porphyrins estabilization. BPD and TPP their solubilization and estabilization in the in the liposomal bilayers were compared with the results obtained in their best solvents dimethylsulfoxide (DMSO) and dimethylformamide (DMF). TPP was better soluble than BPD when they were encapsulated in DODAB and ASO in all concentration range that was studied. It was characterized possible damages in the ASO by formation carbonyl groups (method TBARS and method to form hydrazones), when the samples irradiated in differents timeintervals. The results reached after photochemical treatment were compared to similar results found after thermal treatment. It was also evaluated if the studied compounds are able to generate singlet oxygen that can cause damages to the menbranes pursueing the possible application in ophthalmology. The results suggest that the TPP and BPD act mainly by singlet oxygen producting (mechanism type II). The type I mechanism seems not to be active, because the oxidative damages caused for free radicals were very similar by photochemical treatment or thermical treatment.

Diferentes complexos de cobre(II) contendo um ligante tridentado do tipo imínico e um grupo imidazol foram preparados, na forma de sais perclorato, e caracterizados através de diferentes técnicas espectroscópicas (UV/Vis, IR, Raman e EPR). Em solução aquosa, estes compostos estão em equilíbrio com as correspondentes espécies dinucleares, onde os centros de cobre estão ligados através de uma ponte imidazolato. Em meio alcalino, estes compostos dinucleares e uma espécie tetranuclear foram também isolados e caracterizados. Medidas espectroscópicas e por eletroforese capilar, a diferentes pHs, permitiram estimar o valor da constante de equilíbrio num dos casos. A atividade catalítica desses complexos frente ao peróxido de hidrogênio e ao oxigênio molecular foi então comparada. A maioria dos compostos dinucleares e o tetranuclear mostraram ser eficientes catalisadores para a oxidação aeróbica de substratos fenólicos, com formação da correspondente difenoquinona, monitorada espectrofotometricamente, exibindo uma dependência de primeira ordem da velocidade de reação com a concentração do fenol e do complexo. Por outro lado, o estudo cinético da decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio, monitorada manometricamente através do oxigênio liberado, indicou uma apreciável atividade dos compostos mononucleares, dependendo do pH. Neste caso, espécies reativas de oxigênio foram detectadas por EPR, utilizando o método do captador de spin. Parâmetros espectroscópicos e características estruturais destes complexos mostraram ser determinantes para sua reatividade frente a ambos os oxidantes biológicos estudados. / Different copper(II) complexes containing an imidazole ligand, in addition to a discrete tridentate imine, were prepared as perchlorate salts, and characterized by spectroscopic techniques (UV/Vis, IR, Raman and EPR). In aqueous solution, these compounds are in equilibrium with the corresponding binuclear species, where the copper centres are bridged by an imidazolate ligand. In alkaline solutions, these binuclear species and a tetranuclear were also isolated, and characterised. Evidence of these equilibria in aqueous solution was obtained by spectroscopic measurements and capillary electrophoresis, at different pH. An equilibrium constant involving the mono- and binuclear species was estimated for one of the ligands. The catalytic activity of the obtained complexes toward the usual biological oxidants, hydrogen peroxide and molecular oxygen, were then compared. Most of the binuclear and tetranuclear compounds showed to be efficient catalysts of the aerobic oxidation of phenolic substrates to the corresponding quinones or diphenoquinones, followed spectrophotometrically. Kinetic results indicated a first-order dependence of the reaction rate on both the complex and the phenol concentrations. On the other hand, an appreciable activity of the mononuclear compounds was verified on the catalytic decomposition of hydrogen peroxide. This reaction was monitored manometrically by the oxygen released, and was shown to be very dependent on the pH. Additionally, in this case, very reactive oxygen radicals were detected at the first stages of the reaction, by spin trapping EPR. Spectroscopic parameters and structural features in these complexes seem to be determinant of their reactivity toward the studied biological oxidants.

O manganês (Mn) é um elemento essencial, porém pode ser tóxico em concentrações acima do requerido fisiologicamente. Assim, motivado pelo aumento nos teores desse metal na bacia hidrográfica Alto do Paranapanema (ALPA) e o crescente número de estudos internacionais relacionando desordens neurológicas ao excesso de Mn em águas superficiais, o presente trabalho foi conduzido para avaliar o perfil geoquímico e neurotoxicológico do Mn nos organismos em desenvolvimento em função da especiação química do metal. Desta maneira, no período de agosto/2006 a abril/2007, foram realizadas quatro coletas de amostras de águas superficiais e de sedimentos, nos rios Paranapanema e Itapetininga e no reservatório Jurumirim, localizados na bacia hidrográfica Alto do Paranapanema (ALPA, SP). Os estudos de fracionamento químico demonstraram que na bacia ALPA o Mn ocorre basicamente nos sedimentos (Mn ligado a hidr(óxidos) de Fe e Mn > Mn ligado a carbonatos ≈ Mn intercambiável ≈ Mn ligado a silicatos > Mn ligado a matéria orgânica) porém em constante troca com a coluna líquida, onde o Mn ocorre como metal particulado e em menor proporção como metal lábil. Acredita-se que esse padrão de distribuição esteja governado pelas características oxidantes e alcalinas desses sistemas aquáticos. Adicionalmente, foi verificado que a origem do Mn nesses sistemas é de caráter natural, porém com ~ 30 % de riscos ecotoxicológicos. Neste sentido, estudos in vitro (modelos de neurônios) e in vivo (embriões de paulistinha, Danio rerio) com as espécies MnCl2, Mn(II)Cit, Mn(III)Cit, Mn(III)PPi (Cit: Citrato, PPi: Pirofosfato) sugeriram que o Mn(II) é mais tóxico do que o Mn(III). Contudo, independentemente da especiação química, o Mn foi mais tóxico para neurônios glutamatérgicos do cerebelo em diferenciação, e para o paulistinha no período embrio-larval, pós-eclosão (> 72 horas pós-fertilização), no qual foram verificados danos neuromusculares. No entanto, a espécie mais tóxica para embriões expostos por 48 h foi o MnCl2 e por 120 h o Mn(II)Cit, sugerindo que o citrato está mediando essa toxicidade, o que é uma exceção ao “Free Ion Activity Model”. Conforme esses resultados foram verificados inibição do metabolismo do lactato e do ascorbato in vitro. Estudos de expressão gênica no paulistinha, mediante RT-PCR qualitativo e quantitativo permitiram verificar alterações no gene mitocondrial mt-co1, que pode ser compensada pela superexpressão do gene hspb11. Esses resultados sugerem que os danos induzidos pelas espécies de Mn devem estar associados à disfunção mitocondrial e do metabolismo energético, seguido da indução de estresse oxi-redutivo, o qual pode ser parcialmente revertido pela administração exógena de lactato e/ou ascorbato, sendo propostos os prováveis mecanismos. A probabilidade de que esses eventos toxicológicos aconteçam em outras espécies, incluindo os seres humanos, é sustentada principalmente pelos estudos tóxico-genômicos, dado que em outras espécies podem ser encontrados ortologos para esses genes, e especialmente para mt-co1, que poderia ser um biomarcador da toxicidade do Mn. Finalmente, sugere-se que os valores de referência de Mn em sedimentos sejam revistos em função das contribuições de frações biodisponíveis, e que esses resultados sejam considerados pelas agências ambientais do Estado em seus programas de avaliação e gerenciamentos de riscos / Manganese (Mn) is an essential element, however it may be toxic in higher than recquired physiological levels. The present work was motivated by the increased levels of this metal in the Alto do Paranapanema (ALPA, São Paulo state) hydrographic basin and to the growing amount of international evidence relating neurological disorders to excess Mn in superficial waters. Therefore, experiments were conducted in order to evaluate Mn both geochemical and neurotoxicological profiles on the developmental stages of aquatic organisms and mammaliam models as a function of metal speciation. During August 2006 to April 2007, four expeditions to ALPA were performed to collect water and sediment samples from rivers Paranapanema and Itapetininga, as well as from Jurumirim reservoir. Chemical fractioning studies showed that Mn occurs mainly in sediments (Mn bound to Fe, Mn (hydr)oxides > Mn bound to carbonates ≈ Interchangeable Mn ≈ Mn bound to silicates > Mn bound to organic matter) but in constant exchange with the liquid column, where Mn occurs as particulated metal and, in lesser amounts, as a labile metal. This distribution pattern is thought to be governed by the oxidant and alkaline conditions of this aquatic system. Also, Mn was found to be of natural origin, however posing ~ 30% of ecotoxicological risks. In vitro (neuronal cells) and in vivo (zebrafish, Danio rerio embryos) studies with the species MnCl2, Mn(II)Cit, Mn(III)Cit, Mn(III)PPi (Cit: Citrate, PPi: Pyrophosphate) suggest that Mn(II) is more toxic than Mn(III). However, independently of chemical speciation, Mn was more toxic to cerebellar glutamatergic neurons during differentiation and to zebrafish in the embryo- larval period (> 72 hours pos-fertilization), to which neuromuscular damage was observed. The most toxic species for embryos exposed for 48 h was MnCl2, but in the 120 h exposition experiment Mn(II)Cit was more toxic, suggesting that citrate mediates the toxicity, in an exception to the Free Ion Activity Model. According to these results, it was observed inhibition in the metabolism of lactate and ascorbate in vitro. Gene expression studies of zebrafish were performed by both qualitative and quantitative RT-PCR, displaying changes in the expression of the mithocondrial gene mt-co1 which may be compensated by an overexpression of hspb11 gene. These results suggest that the damage induced by Mn species may be related to mitochondrial and energy metabolism disfunction followed by induction of oxi-reductive stress, which can be partially reverted by the exogenous administration of lactate and/or ascorbate. The putative mechanisms are proposed. The possibility that these toxic events might be important to other species, humans included, is substantiated mainly by the toxicogenomics studies, since ortologs for both genes are widespread. This is especially true to mt-co1, which may be a biomarker for Mn toxicity. Finally, it is suggested that the reference values of Mn in sediments should be revised to accomodate the contributions of bioavailable fractions, and that results should be considered by official environment control agencies during their evaluation and risk management programs

Três novas supermoléculas, aqui designadas por ZnTCP4+, MnTCP5+ e CoTCP5+, foram obtidas pela coordenação de quatro acetatos trinucleares assimétricos de rutênio, [Ru3O(CH3CO2)6(py)2(CH3OH)]+, aos resíduos piridínicos de meso-tetra(4-piridil)porfirinato de ZnII, MnIII e CoIII, respectivamente (ZnTPyP, MnTPyP e CoTPyP). A caracterização destas supermoléculas foi efetuada por espectroscopia de ressonância magnética nuclear e espectroscopia eletrônica. O comportamento eletroquímico foi investigado por voltametria cíclica e espectroeletroquímica. Os efeitos dos acetatos trinucleares periféricos sobre a reatividade do núcleo porfirínico foram analisados: (i) para ZnTCP4+, além da supressão da luminescência, verificou-se que as constantes de coordenação axial determinadas em diclorometano para piridina e imidazol, quando comparadas às respectivas constantes de ZnTPyP e de meso-tetra(fenil)porfirinato de zinco, indicaram um aumento significativo da acidez de Lewis do íon Zn2+; (ii) MnTCP5+ revelou-se um catalisador mais seletivo que MnTPyP na oxidação de ciclohexano em fase homogênea, utilizando-se iodosilbenzeno como doador de oxigênio; (iii) os eletrodos modificados por filmes de CoTCP5+ apresentaram uma eficiente atividade catalítica na redução tetra-eletrônica de dioxigênio a água, comportamento que contrasta com o descrito na literatura para filmes de CoTPyP. A redução tetra-eletrônica de dioxigênio catalisada pelos filmes de CoTCP5+ foi confirmada por voltametria cíclica, voltametria de eletrodo disco rotatório e voltametria de eletrodo de anel e disco rotatórios. / Three novel supermolecules designated as ZnTCP4+, MnTCP5+, and CoTCP5+ were obtained by coordination of four assymetric trinuclear ruthenium acetate species, [Ru3O(CH3CO2)6(py)2(CH3OH)]+ to pyridine residues of ZnII -, MnIII -, and CoIIITPyP, respectively (TPyP = meso-tetra(4-pyridil)porphyrinate). These new compounds were characterized by nuclear magnetic resonance spectroscopy and electronic spectroscopy. The electrochemical behavior was investigated by cyclic voltammetry, and spectroelectrochemistry. The influence of the peripheral trinuclear acetate on the porphyrin core reactivity was assayed: (i) for ZnTCP4+, besides the luminescence quenching, the calculated equilibrium constants for axial coordination of pyridine and imidazole in dichloromethane demonstrated a significant increase in the Zn2+ Lewis acidity in comparison with the respective constants from ZnTPyP and zinc meso-tetra(phenyl)porphyrinate; (ii) MnTCP5+ exhibited improved selectivity as catalyst for ciclohexane oxidation (homogeneous phase) in comparison with MnTPyP using iodosylbenzene as oxygen donor; (iii) modified electrodes by CoTCP5+ films showed an outstanding catalytic activity in the tetraelectronic reduction of dioxygen to water, in contrast with CoTPyP films described in the literature; the dioxygen tetraelectronic reduction was confirmed by cyclic voltammetry, rotating disk electrode voltammetry, and rotating ring and disk electrode voltammetry.

Radiossensibilizadores são definidos como agentes químicos que aumentam a sensibilidade das células hipóxicas à radiação, visando o aumento da eficácia da radioterapia no tratamento do câncer. Alguns Carboxilatos de Rh (II) e compostos nitroimidazólicos têm sido testados como radiossensibilizadores em doses elevadas de radiação, obtendo-se resultados significativos. Neste trabalho, foram sintetizados vários carboxilatos e um amidato de Rh (II): propionato, butirato, trifluoroacetato, citrato e trifluoroacetamidato, assim como os seus respectivos adutos com metronidazol, de fórmula geral: [Rh2(RCOO)4metro2] (R = CH3, C2H5, C3H7, C5 H7O5, e CF3) para o caso dos carboxilatos e [Rh2(CF3CONH) 4 metro2] para o aduto de trifluoroacetamidato. Os compostos foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia eletrônica, infravermelho e de ressonância magnética nuclear de próton. O resultado desta caracterização permitiu estabelecer as rotas de síntese confirmando a formação dos carboxilatos tipo ponte e a presença do metronidazol nas posições axiais, numa relação 1:2. O efeito radiossensibilizador desses complexos de Rh (II) foi testado in vitro, irradiando-se, em atmosfera hipóxica, células de ovário de hamster chinês (CHO k1), na presença dos complexos, utilizando-se raios gama provenientes de uma fonte de 60Co, com doses de 2,7 e 4,3 Gy. Foi realizado teste de citotoxicidade para determinar as concentrações atóxicas de cada composto, eliminando a possibilidade de morte celular devido ao efeito tóxico dos mesmos. Na dose 2,7 Gy não houve nenhum efeito interessante; já com a dose de 4,3 Gy o [Rh2(CH3 COO)4] mostrou uma atividade radiossensibilizadora maior do que nos demais complexos. Os resultados foram semelhantes aos obtidos na literatura com doses de radiação até 10 vezes maiores. Devido à ausência de mudanças significativas no efeito radiossensibilizador entre os carboxilatos e amidato e seus respectivos adutos com metronidazol, foi determinada a constante de formação destes últimos, demonstrando que os mesmos sofrem decomposição quando em solução aquosa diluída. / Radiosensitizers are chemical agents that enhance the radiation sensitivity of hipoxic tumor cells aiming to better radiotherapy efficacy in the treatment of cancer. Some Rhodium (II) carboxylates and its adducts with nitroimidazole derivatives, have been tested as radiosensitizers in high doses of radiation, being obtained significant results. In this work, several Rhodium carboxylates and one Rhodium amidate previously described were synthesized: propionate, trifluoroacetate, citrate and , trifluoroacetamidate, as well as their respective adducts with nitroimidazole of general formula [Rh2(RCOO)4metro2] for the carboxylates and [Rh2(CF3CONH)4metro2] for the trifluoroacetamidate adduct. The compositions where characterized by elementary analysis, electronic and infrared spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance. The results of that characterization allowed us to establish the synthesis routes and confirm the bridge type structure of the Rodhium compounds, beyond the presence of the metronidazole at the axial positions in the proportions of 1:2. The radiosensitizing effects of these Rh (II) complexes were tested in vitro by irradiation of Chinese hamster (CHO k1) cells under hipoxic atmosphere in the presence of the complexes, using gamma rays from a 60Co source and doses of 2,7 and 4,3 Gy. A cytotoxicity test has been performed to determinate the non-toxic concentrations of these compounds, in order to rule out the possibility of cellular death induced by the complexe´s cytotoxicity. A 2,7 Gy dose showed no interesting effects but under a 4,3 Gy dose, the complex Rh2(CH3 COO)4 showed a higher radiosensitizing effect than the order compounds and close to previously reported effects which required high radiation doses. As there was not a significant change in the radiosensitizing effect between the carboxylate and the amidate and their respective metronidazole adducts it was performed the measurement of the formation constant of that adducts. The results of that measurements gave evidence of adduct decomposition when in dilute aqueous solution.