Orientador: Eduardo Alves de Almeida / Banca: Camilo Dias Seabra Pereira / Banca: Gustavo O. Bonilla Rodriguez / Resumo: A utilização do praguicida Diuron na agricultura e a sua metabolização no ambiente em compostos potencialmente tóxicos pode comprometer a saúde dos ecossistemas aquáticos e de organismos não alvo ali presentes. O objetivo principal deste estudo avaliou se os metabólitos 3-(3,4-diclorofenil)-3-metilureia (DCPMU), o 3,4-diclorofenilureia (DCPU) e o 3,4- dicloroanilina (DCA) gerados a partir da biotransformação do diuron, geram mais ou menos efeitos que o próprio diuron em parâmetros genotóxicos e bioquímicos em peixes Astyanax sp. Foram realizados testes de toxicidade com o diuron e os metabólitos a fim de obter a CL50 de cada composto. Foi visto que o diuron e o DCA possuem semelhante toxicidade a lambaris, uma vez que seus valores de CL50 foram muito próximos (0,75 e 0,89 mg/L, respectivamente). O valor de CL50 para o DCPMU foi duas vezes maior (1,42 mg/L) e para o DCPU foi de três vezes maior que a do diuron (>3,0 mg/L), o que indica ser o metabólito de menor potencial tóxico. A partir do valor de CL50, realizou-se a exposição dos lambaris a concentrações subletais (CL1= 0,015 mg/L e CL10=0,15 mg/L do diuron) por dois e sete dias para avaliar os parâmetros bioquímicos e genotóxicos desses compostos. A genotoxicidade foi avaliada pelo método do cometa e foi visto que a metabolização do diuron não minimiza os efeitos genotóxicos em lambaris uma vez que os metabólitos DCA, DCPMU e DCPU são capazes de causar lesões no DNA dos peixes. Parâmetros bioquímicos foram avaliados pela medida da atividade de enzimas de biotransformação (EROD e GST), de defesa antioxidante (SOD, GPx e CAT) e ocorrência de peroxidação lipídica (MDA). A atividade da EROD aumentou pela exposição dos lambaris aos três metabólitos em brânquias e fígados. A GST foi inibida pela exposição ao DCA, nas brânquias e pela exposição ao DCPMU e DCPU em brânquias e fígado. A atividade da GST aumentou no fígado de lambaris expostos ao ... / Abstract: Diuron is a pesticide used in the agriculture and its transformation in potential toxic compounds can be harmful to aquatic ecosystem and animals. This work had as main objective discover if the metabolites 3-(3,4-dichlorophenyl)-3-methylurea (DCPMU), 3,4- dichlorofhenylurea (DCPU) and 3,4-dichloroaniline (DCA) produced in the diuron degradation may cause more or less effects than the pesticide in genotoxic and biochemistry parameters in fish. Toxicity tests were performed with the diuron and its metabolites to obtain the LC50. We observed that the diuron and the DCA have similar toxicity to fish observed by the low values of LC50. The DCPMU LC50 is twice higher and DCPU is three times higher than diuron and DCA. It indicating that these metabolites can be less toxic than the others compounds. From LC50 values, fish exposures were performed at LC1 (0.015 mg/L) and LC10 (0.15 mg/L) of diuron concentration by two and seven days. The genotoxicity was measured by comet assay and we observed that the degradation of diuron increase the genotoxic effects, whereas the DCA, DCPMU and DCPU are able to promote DNA damage. Biochemistry parameters were measured by analysis of biotransformation enzymes (EROD and GST), antioxidant defenses (SOD, GPx and CAT) and lipid peroxidation (MDA). EROD activity is increased after all metabolites exposure in both tissues. GST activity is inhibited after DCA gill exposure and DCPMU and DCPU gill and liver exposures. GST activity also is increased after DCA exposure in liver. SOD is induced in all metabolites treatment and GPx to DCPMU and DCPU exposure. CAT activity is increased after DCA exposure and it is inhibited after DCPMU and DCPU exposures in both tissues. CAT is also inhibited after diuron exposure in the liver. The exposure of diuron and its three main metabolites can change biochemistry parameters indicators of oxidative stress in Astyanax sp. in the conditions tested in this study. In general, the ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-21Bitstream added on 2014-06-13T18:53:43Z : No. of bitstreams: 1 maioli_ma_me_araca.pdf: 632437 bytes, checksum: d05e4a92f3dceafab2048112e9537174 (MD5) / Abamectina (ABA), pertencente à família das avermectinas é utilizada mundialmente como parasiticida, porém a intoxicação por ABA pode prejudicar o funcionamento hepático. Existem substâncias que quando metabolizadas exercem atividade tóxica, afetando a função de importantes organelas como a mitocôndria, responsável por uma variedade de processos bioquímicos, como a produção de ATP e morte celular. O objetivo desse estudo foi caracterizar o mecanismo de toxicidade da ABA em hepatócitos isolados de ratos e avaliar se esse efeito é dependente do seu metabolismo. A toxicidade da ABA foi avaliada monitorando o consumo de oxigênio e o potencial de membrana mitocondrial, concentração intracelular de ATP, viabilidade celular por meio da liberação das enzimas ALT e AST, homeostase intracelular Ca2+, liberação de citocromo c, atividade da caspase 3 e morte celular por necrose. A ABA reduz a respiração celular, tanto em células energizadas com glutamato mais malato quanto com succinato. O metabolismo da ABA reduz sua toxicidade, uma vez que hepatócitos previamente incubados com proadifen apresentam maior sensibilidade ao composto, sendo isto observado pelo rápido decréscimo da formação do potencial de membrana mitocondrial acompanhado pelas reduções das concentrações de ATP, viabilidade celular e ruptura da homeostase intracelular de Ca2+ com estabelecimento de necrose. Nossos resultados indicam que a toxicidade da ABA diminui com a sua biotransformação, e sua ação tóxica está relacionada com a inibição da atividade mitocondrial, levando à diminuição da síntese de ATP seguida pela morte da célula / Abamectin (ABA), which belongs to the family of avermectinas, used worldwide as a parasiticide, but the ABA poisoning can impair the functioning liver. There are substances which exert toxic activity when metabolized, thus affecting the function of important organelles such as mitochondria, responsible for a variety of biochemical processes, such as ATP production and cell death. The aim of this study was to characterize the mechanism of toxicity of ABA in isolated rat hepatocytes and to evaluate whether this effect is dependent on your metabolism. The toxicity of ABA was assessed by monitoring oxygen consumption and mitochondrial membrane potential, intracellular concentration of ATP, cell viability by releasing enzymes ALT and AST, homeostasis intracellular Ca2+, release of cytochrome c, activity of caspase 3 and cell death necrosis. The ABA reduces cellular respiration, both in cells energized with glutamate and succinate over malate. The metabolism of ABA reduces its toxicity, since hepatocytes pre-incubated with proadifen are more sensitive to the compound, this being observed by the formation of rapidly decreasing mitochondrial membrane potential accompanied by reductions in concentrations of ATP, cell viability and rupture of the intracellular homeostasis Ca2+ with the establishment of necrosis. Our results indicate that the toxicity decreases as the ABA its biotransformed and its toxic action is related to the inhibition of mitochondrial activity, leading to decreased synthesis of ATP followed by cell death

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4413.pdf: 14486486 bytes, checksum: b1db822e0c1f598c763487b5331706a6 (MD5) Previous issue date: 2012-03-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / Identification and study of the fungus Mucor circinelloides isolated from the trunk of Pinus taeda, with emphasis on the carvone biotransformation. Fungi associated with plants have been studied ripping seeking the discovery of new substances and the understanding of the ecological interactions between plants and microorganisms. This study aimed to identify a fungus associated with the trunk of Pinus taeda using morphological analysis with images obtained by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM), genetic sequencing of the 18S ribosomal region, and proteome analysis by MALDI-TOF. The fungus was identified as Mucor circinelloides and its metabolism was studied. A mixture of 3-epiergosterol and ergosterol, glucosilceramidas mixture, and 3-glucopyranosyl-sitosterol were identified. The emphasis of this work was on the biotransformation of carvone, which is one of the main monoterpenes found in nature and one of the most commercialized. From the biotransformation experiment it was possible to isolate two trihydroxylated products and also dihydrocarvona, dihydrocarveol and neo-dihydrocarveol identified by GC-MS. The biotransformation products were identified by GC-MS and were proposed a pathway biotransformation. After that was performed also an estimative of production for some products and consumption estimated of (4R) - and (4S)-carvone, which is consumed in less than four hours of the experiment, showing a very rapid metabolism as reported in several genera of Mucor. / Identificação e estudo do fungo Mucor circinelloides isolado do tronco de Pinus taeda, com ênfase em biotransformação da carvona. Fungos associados a plantas tem sido intensamente estudados buscando a descoberta de novas substancias e o entendimento das interacoes ecologicas entre plantas e microorganismos. Este trabalho visou a identificacao de um fungo associado ao tronco do Pinus taeda utilizando para isso a identificacao morfologica com imagens de microscopia optica e microscopia eletronica de varredura (MEV), identificacao por sequenciamento genetico da regiao 18S ribossomal, e identificacao por perfil proteomico usando MALDI-TOF. O fungo foi identificado como Mucor circinelloides e seu metabolismo foi estudado, sendo identificadas uma mistura de ergosterol e 3-epiergosterol, mistura de glucosilceramidas, e o 3-glucopiranosil sitosterol. A enfase do trabalho foi a biotransformacao da carvona, que e um dos principais monoterpenos encontrados na natureza e um dos mais comercializados. Com o experimento de biotransformacao foi possivel isolar dois produtos trihidroxilados como tambem identificar alguns outros como dihidrocarvona, dihidrocarveol e neo-dihidrocarveol por GC-MS. A partir dos produtos identificados foi proposto um caminho de biotransformacao como tambem uma estimativa de producao para alguns produtos e estimativa de consumo da (4R)- e (4S)-carvona, que e consumida em menos de 4 horas de experimento, mostrando um metabolismo muito acelerado conforme e relatado em diversos generos de Mucor.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-03. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:02Z : No. of bitstreams: 1 000843974.pdf: 2232932 bytes, checksum: d71102c081901322bd4ba52e2d8d373f (MD5) / O fipronil é um inseticida de amplo-espectro de ação utilizado extensivamente para o controle de pragas. Existem relatos descritos na literatura de intoxicação em animais e humanos provocada pelo composto, causando até a morte. Assim, torna-se bastante relevante elucidar os mecanismos de hepatotoxicidade do inseticida para o auxílio no tratamento em caso de intoxicação por parte dos mamíferos. O objetivo desse estudo foi caracterizar o mecanismo de toxicidade do fipronil em hepatócitos isolados de rato e o efeito da biotransformação sobre o seu potencial toxicológico. As concentração do fipronil utilizada foi de 5, 10, 15 e 25 μM em células permeabilizadas com digitonina e de 25, 50, 75 e 100 μM nas não permeabilizadas. A toxicidade do fipronil aos hepatócitos foi avaliada pelo consumo de oxigênio, potencial de membrana mitocondrial, concentração intracelular de ATP hepatócitos isolados de ratos normais ou previamente tratados com proadifen, homeostase intracelular do Ca 2+ e viabilidade celular. A viabilidade celular foi avaliada por meio da exclusão do azul de tripan em hepatócitos isolados de ratos normais e atividade das enzimas alanina transaminase (ALT) e aspartato transaminase (AST) em hepatócitos isolados de ratos normais ou previamente tratados com proadifen, um inibidor do citocromo P450. O fipronil reduziu a respiração mitocondrial em células energizadas com glutamato mais malato de maneira dose dependente, e diminuiu o potencial de membrana mitocondrial e esses efeitos foram acompanhados pela redução da concentração celular de ATP e pelo rompimento da homeostase intracelular do Ca 2+ . A viabilidade celular foi afetada pelo fipronil com maior potência nos hepatócitos isolados de ratos normais, indicando que os metabólitos do inseticida aumenta seu potencial toxicológico. Os resultados deste estudo indicam que a toxicidade do fipronil aos hepatócitos está... / Fipronil is an insecticide of broad-spectrum action used extensively for pest control. There are reports in the literature of animals and humans poisoning caused by the compound, ocacioning. Thus, it becomes quite important to elucidate the mechanisms of hepatotoxicity of the insecticide for treatment in case of intoxication by mammals. The aim of this study was to characterize the mechanism of toxicity of fipronil in isolated rat hepatocytes and the effect of biotransformation on its toxicological potential. The toxicity of fipronil was assessed by monitoring oxygen consumption and mitochondrial membrane potential, intracellular ATP concentration, Ca 2+ homeostasis and cell viability. The cell viability was evaluated by the tripan blue exclusion in hepatocytes isolated from normal rats and the activity of the enzyme alanine transaminase (ALT) and aspartate transaminase (AST) in hepatocytes isolated from normal rats or rats pretreated with proadifen, a cytochrome P450 inhibitor. Fipronil reduced mitochondrial respiration in cells energized with glutamate plus malate in a dose- dependent manner, and dissipated the mitochondrial membrane potential accompanied by reductions in ATP concentration and a disruption of intracellular Ca 2+ homeostasis. Cell viability was affected by fipronil with higher potency in hepatocytes isolated from normal rats, indicating that the metabolism of insecticide increases its toxicological potential. The results of this study indicate that the toxicity of fipronil to the hepatocytes is related to the inhibition of mitochondrial activity, leading to a decreased ATP synthesis and consequent alteration in intracellular Ca 2+ homeostasis, resulting in cell death

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-03Bitstream added on 2014-11-10T11:57:26Z : No. of bitstreams: 1 000791226.pdf: 1902973 bytes, checksum: 9927a38cc35b88c72a4837a5f9faedd4 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A utilização do praguicida Diuron na agricultura e a sua metabolização no ambiente em compostos potencialmente tóxicos pode comprometer a saúde dos ecossistemas aquáticos e de organismos não alvo ali presentes. O objetivo principal deste estudo avaliou se os metabólitos 3-(3,4-diclorofenil)-3-metilureia (DCPMU), o 3,4-diclorofenilureia (DCPU) e o 3,4- dicloroanilina (DCA) gerados a partir da biotransformação do diuron, geram mais ou menos efeitos que o próprio diuron em parâmetros genotóxicos e bioquímicos em peixes Astyanax sp. Foram realizados testes de toxicidade com o diuron e os metabólitos a fim de obter a CL50 de cada composto. Foi visto que o diuron e o DCA possuem semelhante toxicidade a lambaris, uma vez que seus valores de CL50 foram muito próximos (0,75 e 0,89 mg/L, respectivamente). O valor de CL50 para o DCPMU foi duas vezes maior (1,42 mg/L) e para o DCPU foi de três vezes maior que a do diuron (>3,0 mg/L), o que indica ser o metabólito de menor potencial tóxico. A partir do valor de CL50, realizou-se a exposição dos lambaris a concentrações subletais (CL1= 0,015 mg/L e CL10=0,15 mg/L do diuron) por dois e sete dias para avaliar os parâmetros bioquímicos e genotóxicos desses compostos. A genotoxicidade foi avaliada pelo método do cometa e foi visto que a metabolização do diuron não minimiza os efeitos genotóxicos em lambaris uma vez que os metabólitos DCA, DCPMU e DCPU são capazes de causar lesões no DNA dos peixes. Parâmetros bioquímicos foram avaliados pela medida da atividade de enzimas de biotransformação (EROD e GST), de defesa antioxidante (SOD, GPx e CAT) e ocorrência de peroxidação lipídica (MDA). A atividade da EROD aumentou pela exposição dos lambaris aos três metabólitos em brânquias e fígados. A GST foi inibida pela exposição ao DCA, nas brânquias e pela exposição ao DCPMU e DCPU em brânquias e fígado. A atividade da GST aumentou no fígado de lambaris expostos ao ... / Diuron is a pesticide used in the agriculture and its transformation in potential toxic compounds can be harmful to aquatic ecosystem and animals. This work had as main objective discover if the metabolites 3-(3,4-dichlorophenyl)-3-methylurea (DCPMU), 3,4- dichlorofhenylurea (DCPU) and 3,4-dichloroaniline (DCA) produced in the diuron degradation may cause more or less effects than the pesticide in genotoxic and biochemistry parameters in fish. Toxicity tests were performed with the diuron and its metabolites to obtain the LC50. We observed that the diuron and the DCA have similar toxicity to fish observed by the low values of LC50. The DCPMU LC50 is twice higher and DCPU is three times higher than diuron and DCA. It indicating that these metabolites can be less toxic than the others compounds. From LC50 values, fish exposures were performed at LC1 (0.015 mg/L) and LC10 (0.15 mg/L) of diuron concentration by two and seven days. The genotoxicity was measured by comet assay and we observed that the degradation of diuron increase the genotoxic effects, whereas the DCA, DCPMU and DCPU are able to promote DNA damage. Biochemistry parameters were measured by analysis of biotransformation enzymes (EROD and GST), antioxidant defenses (SOD, GPx and CAT) and lipid peroxidation (MDA). EROD activity is increased after all metabolites exposure in both tissues. GST activity is inhibited after DCA gill exposure and DCPMU and DCPU gill and liver exposures. GST activity also is increased after DCA exposure in liver. SOD is induced in all metabolites treatment and GPx to DCPMU and DCPU exposure. CAT activity is increased after DCA exposure and it is inhibited after DCPMU and DCPU exposures in both tissues. CAT is also inhibited after diuron exposure in the liver. The exposure of diuron and its three main metabolites can change biochemistry parameters indicators of oxidative stress in Astyanax sp. in the conditions tested in this study. In general, the ...

Orientador: Fábio Erminio Mingatto / Banca: Flavia Thomas Verechia Pereira / Banca: Ana Angélica Henrique Fernandes / Resumo: O fipronil é um inseticida de amplo-espectro de ação utilizado extensivamente para o controle de pragas. Existem relatos descritos na literatura de intoxicação em animais e humanos provocada pelo composto, causando até a morte. Assim, torna-se bastante relevante elucidar os mecanismos de hepatotoxicidade do inseticida para o auxílio no tratamento em caso de intoxicação por parte dos mamíferos. O objetivo desse estudo foi caracterizar o mecanismo de toxicidade do fipronil em hepatócitos isolados de rato e o efeito da biotransformação sobre o seu potencial toxicológico. As concentração do fipronil utilizada foi de 5, 10, 15 e 25 μM em células permeabilizadas com digitonina e de 25, 50, 75 e 100 μM nas não permeabilizadas. A toxicidade do fipronil aos hepatócitos foi avaliada pelo consumo de oxigênio, potencial de membrana mitocondrial, concentração intracelular de ATP hepatócitos isolados de ratos normais ou previamente tratados com proadifen, homeostase intracelular do Ca 2+ e viabilidade celular. A viabilidade celular foi avaliada por meio da exclusão do azul de tripan em hepatócitos isolados de ratos normais e atividade das enzimas alanina transaminase (ALT) e aspartato transaminase (AST) em hepatócitos isolados de ratos normais ou previamente tratados com proadifen, um inibidor do citocromo P450. O fipronil reduziu a respiração mitocondrial em células energizadas com glutamato mais malato de maneira dose dependente, e diminuiu o potencial de membrana mitocondrial e esses efeitos foram acompanhados pela redução da concentração celular de ATP e pelo rompimento da homeostase intracelular do Ca 2+ . A viabilidade celular foi afetada pelo fipronil com maior potência nos hepatócitos isolados de ratos normais, indicando que os metabólitos do inseticida aumenta seu potencial toxicológico. Os resultados deste estudo indicam que a toxicidade do fipronil aos hepatócitos está... / Abstract: Fipronil is an insecticide of broad-spectrum action used extensively for pest control. There are reports in the literature of animals and humans poisoning caused by the compound, ocacioning. Thus, it becomes quite important to elucidate the mechanisms of hepatotoxicity of the insecticide for treatment in case of intoxication by mammals. The aim of this study was to characterize the mechanism of toxicity of fipronil in isolated rat hepatocytes and the effect of biotransformation on its toxicological potential. The toxicity of fipronil was assessed by monitoring oxygen consumption and mitochondrial membrane potential, intracellular ATP concentration, Ca 2+ homeostasis and cell viability. The cell viability was evaluated by the tripan blue exclusion in hepatocytes isolated from normal rats and the activity of the enzyme alanine transaminase (ALT) and aspartate transaminase (AST) in hepatocytes isolated from normal rats or rats pretreated with proadifen, a cytochrome P450 inhibitor. Fipronil reduced mitochondrial respiration in cells energized with glutamate plus malate in a dose- dependent manner, and dissipated the mitochondrial membrane potential accompanied by reductions in ATP concentration and a disruption of intracellular Ca 2+ homeostasis. Cell viability was affected by fipronil with higher potency in hepatocytes isolated from normal rats, indicating that the metabolism of insecticide increases its toxicological potential. The results of this study indicate that the toxicity of fipronil to the hepatocytes is related to the inhibition of mitochondrial activity, leading to a decreased ATP synthesis and consequent alteration in intracellular Ca 2+ homeostasis, resulting in cell death / Mestre

Submitted by PAULO FRANCISCO VEIGA BIZERRA null (paulo_veiga22@hotmail.com) on 2018-03-10T16:15:00Z No. of bitstreams: 1 003-2018-Paulo Francisco Veiga Bizerra2.pdf: 2018178 bytes, checksum: a64e6835d0947709c560109bd815c3e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Fabio Sampaio Rosas null (fabio@dracena.unesp.br) on 2018-03-14T11:58:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bizerra_pfv_me_dra.pdf: 2018178 bytes, checksum: a64e6835d0947709c560109bd815c3e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T11:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bizerra_pfv_me_dra.pdf: 2018178 bytes, checksum: a64e6835d0947709c560109bd815c3e7 (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O imidacloprido (IMD) é um inseticida neonicotinóide largamente utilizado em diversas culturas agrícolas e em animais para o controle de pragas. O IMD é rapidamente absorvido pelo trato gastrointestinal e por contato, sendo rápida e uniformemente distribuído nos órgãos e tecidos. Dados da literatura mostram que as concentrações mais elevadas foram observadas nos órgãos de eliminação: fígado e rins. O fígado é o principal órgão envolvido na biotransformação de substâncias exógenas (xenobióticos), convertendo compostos hidrofóbicos em hidrossolúveis, mais facilmente eliminados pelo organismo. Vários estudos vêm sendo conduzidos sobre os efeitos tóxicos do IMD em animais, causando danos ao fígado. Nesse sentido, o objetivo desse estudo foi avaliar os mecanismos envolvidos na toxicidade do IMD sobre a bioenergética de mitocôndrias e hepatócitos isolados de rato e ações do IMD sobre o metabolismo de carboidratos e proteínas em fígado de rato em perfusão. Em mitocôndrias isoladas, o IMD promoveu uma diminuição dose-dependente no estado 3 da respiração e na produção de ATP, sem afetar o potencial de membrana mitocondrial. Experimentos subsequentes medindo o consumo de oxigênio mostraram que o IMD não afeta a cadeia respiratória e que seu efeito é semelhante ao da oligomicina (inibidora da FoF1-ATP sintase) e/ou ao do atractilosídeo (inibidor do translocador de nucleotídeos de adenina, ANT). IMD inibiu a atividade da FoF1-ATP sintase em mitocôndrias rompidas e inibiu parcialmente a despolarização do potencial de membrana induzida pelo ADP. Esses resultados indicam que o IMD afeta a bioenergética mitocondrial por meio da inibição da FoF1-ATP sintase. Em Experimentos com hepatócitos isolados de rato os resultados da respiração foram semelhantes aos encontrados nas mitocôndrias isoladas, porém o IMD afetou a produção intracelular de ATP e induziu a morte celular somente nos hepatócitos isolados de ratos previamente tratados com dexametasona, um ativador do citocromo P450. No fígado de rato em perfusão o IMD também inibiu a produção de glicose por meio da gliconeogênese. Esses resultados sugerem que a toxicidade do IMD pode estar associada a alterações no metabolismo energético celular sendo a enzima FoF1-ATP sintase o principal alvo da ação tóxica deste inseticida, e que os metabólitos formados na biotransformação do IMD podem ser mais tóxicos do que o próprio IMD. / Imidacloprid (IMD) is a neonicotinoid insecticide widely used in various crops and animals for pest control. IMD is rapidly absorbed by the gastrointestinal tract, being rapidly and evenly distributed in the organs and tissues. The highest concentrations were observed in the elimination organs: liver and kidneys. The liver is the main organ involved in the biotransformation of exogenous substances (xenobiotics), with the capacity to convert hydrophobic compounds into water soluble metabolites, which are more easily eliminated by the organism. Studies have been conducted on the toxic effects of IMD on animals, causing damage to the liver. In this sense, the objective of this study was to evaluate the mechanisms involved in the toxicity of IMD on the bioenergetics of mitochondria and isolated hepatocytes of rats and its actions on the metabolism of carbohydrates and proteins in liver of rats in perfusion. In isolated mitochondria, IMD promoted a dose-dependent decrease in the state 3 of mitochondrial respiration and ATP levels, without affecting mitochondrial membrane potential. Subsequent experiments measuring oxygen consumption have shown that IMD does not affect the electron transport chain and that its effect is similar to that of oligomycin (FoF1-ATP synthase inhibitor) and/or atracytoside (ANT adenine nucleotide translocator inhibitor). In the perfusion rat liver IMD inhibited the activity of FoF1-ATP synthase in freeze/thaw-disrupted mitochondria and partially inhibited the depolarization of the membrane potential induced by ADP. These results indicate that IMD affects in mitochondrial bioenergetics by inhibiting FoF1-ATP synthase. In experiments with isolated hepatocytes respiration results were similar to those found in isolated mitochondria, but IMD affected the intracellular production of ATP and induced cell death only in hepatocytes isolated from rats previously treated with dexamethasone, a cytochrome P450 activator. IMD also inhibited the production of glucose by gluconeogenesis. These results suggest that IMD toxicity may be associated with changes in cellular energy metabolism with the enzyme FoF1-ATP synthase being the main target of the toxic action of this insecticide, and that the metabolites formed in the biotransformation of the IMD may be more toxic than the IMD itself. / FAPESP: 2015/19549-8

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-07-31T12:59:34Z No. of bitstreams: 1 Marcilio Wagner Fontes Silva.pdf: 3581343 bytes, checksum: 7797bd8054b105e56b0b7ff8b8877197 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-31T12:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcilio Wagner Fontes Silva.pdf: 3581343 bytes, checksum: 7797bd8054b105e56b0b7ff8b8877197 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / The fossil record of the first insects, dating to half of the Carboniferous Period, indicate that these were saprofagus and not herbivorous. The habit of feeding on green plants arose during the coevolution of insects and plants. In response to change in saprophic habit of insects, plants have developed chemical defenses against them by the accumulation of toxic compounds known as secondary metabolites. In an attempt to overcome plant chemical defense, insects developed strategies that allowed them to have a plant tissue diet. So far it is not completely elucidated how this process occurred, but there is evidence that insects have developed the ability to use the biotransformation mechanism to detoxify these plant defense substances. In order to contribute to the understanding of chemical specificity between insects and plants, the present work was directed to elucidate the possible biotransformations of secondary metabolites of Piper species by insects, considering that Piper leaves accumulate compounds as amides and phenylpropanoides, which have allelochemical properties. Leaves of the species Piper aduncum, P. marginatum, P. tuberculatum and P. caldense, which accumulate phenylpropanoids, amides / phenylpropanoids, amides and benzoic acids prenylated were added to the diet of lepidopteran species. The results obtained showed that the piplartin amide, abundant in leaves of P. tuberculatum and known due to its biological potential, including insecticidal activity, was biotransformation during the digestive process of the caterpillars Heraclides brasilienses and Gonodonta sp1 in the respective ester 3,4,5 trimethoxycinnamate. In relation to the phenylpropanoid dilapiol, a potent natural insecticide, found in abundance in P. aduncum, there was no biotransformation during the digestive process of lepidopteran larvae Quadrus u-lucida and Gonodonta fulvidens. As for the major phenylpropanoids Easarone, Z-asarone and dilapiol present in leaves of P. marginatum, no evidence of biotransformation was also found during its metabolism by the Q. u-lucida, H. brasilienses and ENI 1 caterpillars. The same was observed for 3-geranyl-geranyl-4-hydroxybenzoic acid, found in leaves of P. caldense, where no evidence of biotransformation was found during metabolism by the Gonodonta sp2 caterpillar. The results obtained contribute to increase the knowledge about the metabolism of compounds with insecticidal properties of Piper in insects, main object of the systematic study of our research group. / Os primeiros insetos no registro fóssil, datados da metade do período Carbonífero, indicam que estes eram saprófagos e não herbívoros. O hábito de se alimentar de plantas verdes surgiu durante a co-evolução de insetos e plantas. Em resposta à mudança no hábito saprófago dos insetos, plantas desenvolveram defesas químicas contra eles pela acumulação de compostos tóxicos conhecidos como metabólitos secundários. Na tentativa de superar a defesa química de plantas, os insetos desenvolveram estratégias que permitiram ter uma dieta de tecidos de plantas. Até o momento, não é completamente elucidado como este processo ocorre, mas há evidências de que os insetos desenvolveram a capacidade de usar o mecanismo de biotransformação para desintoxicar essas substâncias de defesa das plantas. No intuito de contribuir para o entendimento de especificidade química entre insetos e plantas, o presente trabalho foi direcionado para investigar as possíveis biotransformações de metabólitos secundários de espécies de Piper por insetos, considerando que folhas de Piper acumulam compostos como amidas e fenilpropanoides, que possuem propriedades aleloquímicas. As folhas das espécies de Piper aduncum, P. marginatum, P. tuberculatum e P. caldense, que contém fenilpropanoides, amidas/fenilpropanoides, amidas e ácidos benzoicos prenilados foram adicionadas a dieta de espécies de lepidópteros. Os resultados obtidos mostrou que a amida (E)-piplartina, abundante em folhas de P. tuberculatum e conhecida devido a seu potencial biológico, incluindo atividade inseticida, sofreu biotransformação durante o processo digestivo das lagartas Heraclides brasilienses e Gonodonta sp1, no respectivo (E)-3,4,5-trimetoxicinamato de metila. Em relação ao fenilpropanoide dilapiol, um potente inseticida natural, encontrado em abundância em P. aduncum, não houve biotransformação durante o processo digestivo das larvas de lepidópteras Quadrus u-lucida e Gonodonta fulvidens. No que se refere aos fenilpropanoides majoritários E-asarona, Z-asarona e apiol presentes nas folhas de P. marginatum, também não foram encontrados indícios de biotransformação durante seu metabolismo pelas lagartas Q. u-lucida, H. brasilienses e ENI 1. O mesmo foi observado em relação ao ácido 3-geranilgeranila-4-hidroxibenzoico, encontrado nas folhas de P. caldense, onde não foram encontradas evidências de biotransformação durante o metabolismo pela lagarta Gonodonta sp2. Os resultados obtidos contribuiram para ampliar o conhecimento sobre o metabolismo de compostos com propriedades inseticidas de Piper em insetos, principal objeto do estudo sistemático do nosso grupo de pesquisa.

Orientador: Gláucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:42:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dionisio_AnaPaula_D.pdf: 1301675 bytes, checksum: 2a24cee538b10a80523c9d76b57eb295 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A biotransformação de carotenóides é um campo de crescente interesse para a indústria de aromas, uma vez que podem ser obtidos compostos considerados como ¿naturais¿, de grande aplicabilidade industrial e que podem apresentar, em muitos casos, propriedades biológicas interessantes. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi efetuar um estudo de biotransformação de carotenóides seguida de uma otimização do processo, avaliar o uso de sub-produtos industriais para barateamento do processo, realizar a biotransformação de outros substratos terpênicos para formação de compostos voláteis e por fim, estudar as propriedades biológicas dos produtos voláteis derivados de carotenóides. O capítulo 1 apresenta uma revisão bilbiográfica sobre bio-oxidação de terpenos, focando especialmente no uso monoterpenos e b-caroteno como substrato. O capítulo 2 trata do isolamento de micro-organismos a partir de fontes naturais ricas em b-caroteno. Das mais de 400 linhagens avaliadas, cerca de 60 apresentaram um potencial para biotransformação de carotenóides, evidenciado por um halo de degradação característico formado ao redor da colônia inoculada em uma placa contendo b-caroteno. Em seguida, a técnica de microextração em fase sólida (SPME) foi usada para extração e concentração dos compostos voláteis formados na biotransformação pelas linhagens selecionadas, e os compostos foram identificados por CG-DIC e CG-EM. O estudo das variáveis envolvidas no processo de biotransformação de b-caroteno pela linhagem LB398APD é reportada no Capítulo 3. Para isso, um Placket-Burman (PB16) foi realizado inicialmente para seleção de variáveis, e seguindo o processo de planejamento experimental, um fatorial 22 com os parâmetros significativos do PB foi realizado. Em posse dos resultados da otimização, o Capítulo 4 retrata o uso de meios alternativos para o desenvolvimento de biomassa pela linhagem LB398APD. O micro-organismo possuiu um desenvolvimento em meio manipueira superior ao meio convencional, com condições ótimas do sistema alcançadas usando 60 % de manipueira, 30 °C e 300 rpm (produção de biomassa em 24h = 4,6g.L-1). Entretanto, quando glicerol foi usado como fonte de carbono, o desenvolvimento de biomassa não foi obtido com sucesso. Além dos ensaios usando b-caroteno como substrato, outros terpenos também foram avaliados com algumas linhagens fúngicas isoladas, e essa biotransformação é reportada no Capítulo 5. Carvona e carveol foram obtidos quando o limoneno foi usado como única fonte de carbono, e o uso de Paecilomyces sp. parece ser a primeira vez onde esse micro-organismo é reportado na literatura para ensaios e biotransformação. Por fim, o Capítulo 6 trata de alguns estudos ¿in vitro¿ com compostos de aromas derivados de carotenóides. Os resultados alcançados geram a possibilidade para esses compostos seres utilizados industrialmente como ¿aromas funcionais¿, pois apresentaram resultados extremamente interessantes quando esses terpenos foram usados em 12 células tumorais, representando resultados muitas vezes superiores ao controle positivo (doxorrubicina) / Abstract: The biotransformation of carotenoids is a field of growing interest to the flavor industry, once the compounds obtained can be labeled as "natural", with high industrial applicability and that may present, in many cases, interesting biological properties. Chapter 1 reviews a variety of techniques developed till the present days for the oxidation of terpenes, especially monoterpenes and ß-carotene, to volatile compounds. In sequence, Chapter 2 deals with the screening of microorganisms from natural sources rich in ß-carotene. Among more than 400 strains evaluated, 60 exhibited a potential for biotransformation of carotenoids, as evidenced by a characteristic degradation halo formed around the colonies inoculated on a plate containing ß-carotene. Afterwards, the solid phase microextraction technique (SPME) was used to extrain and concontrate the aroma compounds produced by the selected strains, and the analysis were conduced by GC-FID and GC-MS. The study of the variables involved in the biotransformation of ß- carotene by the LB398APD strain is reported in Chapter 3. For this, a Placket-Burman (PB16) was initially performed for the screening of the variables, and following the experimental design process, a 22 factor with the significant parameters selected in the PB was performed. In sequence, Chapter 4 shows the use of alternative culture media for the biomass development by the LB398APD strain. The microorganism demonstrated a development in the cassava wastewater media higher than in the conventional media, and the optimum system conditions were achieved by using 60 % of cassava wastewater, 30 °C and 300 rpm (biomass production in 24 hours = 4.6 gL-1). In addition to the tests using ß-carotene as substrate, other terpenes were also tested with some fungal strains, and this biotransformation is reported in Chapter 5. Carvone and carveol were obtained when limonene was used as the sole carbon source. The use of Paecilomyces sp. seems to be the first report in literature for biotransformation assays. Finally, Chapter 6 deals with some in vitro studies with carotenoids derived aroma compounds. The promising results create the possibility for such compounds to be used as "functional flavors" / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Gláucia Maria Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:25:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Molina_Gustavo_M.pdf: 3663264 bytes, checksum: 94506067795fea82250b3e7365a128c0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo do presente trabalho foi efetuar estudos de biotransformação de monoterpenos para a obtenção de compostos de aromas naturais, ou bioaromas, enfatizando os processos bioquímicos envolvidos nos procedimentos empregados para possíveis aplicações industriais. Assim, o estudo se iniciou com 70 linhagens, isoladas em uma planta de processamento de suco de laranja e selecionadas em um estudo prévio pois mostraramse capazes de utilizar este R-(+)-limoneno como única fonte de carbono. Estes microorganismos foram testados quanto a sua capacidade de biotransformar este monoterpeno em compostos de aroma. Dentre todas as linhagens potencialmente degradantes do R- (+)-limoneno, apenas a linhagem LB285JLB mostrou acúmulo significativo de metabólito de interesse em concentração que justifique estudos de otimização. A seguir, o método de Superfície de Resposta foi empregado para otimizar os principais parâmetros do processo de produção de biomassa desta linhagem, utilizando glicerol como fonte de carbono. Dentre os parâmetros analisados, três (concentração de substrato, temperatura e agitação) influenciaram significativamente (p < 0,10) a produção de biomassa da linhagem LB285JLB, dentro das faixas estudadas. A otimização dessas variáveis por um Delineamento Composto Central Rotacional revelou que as condições ótimas para a fermentação foram 6-9 g.L-1 de glicerol, temperatura entre 35-40 °C e agitação de 230 a 300 rpm. Finalmente, estudos preliminares de prospecção do potencial dos microorganismos endofíticos isolados do Baru (Dipteryx alata Vog.), visando o desenvolvimento de processos biotecnológicos de interesse industrial. Até o presente momento os trabalhos conduzidos demonstraram que as linhagens endofíticas podem ter aplicação potencial em processos de produção de bioaromas a partir da biotransformação de monoterpenos, juntamente com a co-produção de enzimas. Esses resultados abrem precedentes para que novas pesquisas sejam consideradas a fim de determinar o potencial deste nicho de micro-organismos / Abstract: The objective of the present work was to study the biotransformation of monoterpenes to obtain natural flavor compounds (bioflavors), focusing the biochemical processes involved in the procedures investigated for possible industrial applications. Therefore, the study started with 70 strains, isolated in a previous study from a citrus processing plant and capable of use R-(+)-limonene as sole carbon and energy source. These microorganisms were tested for their ability to biotransform this monoterpene on flavor compounds. Among the strains potentially degrading of R-(+)-limonene, just the strain LB285JLB showed significant accumulation of interest metabolite concentration which could justify optimization studies. Subsequently, the Response Surface Methodology was employed to optimize the main parameters of the process of LB285JLB biomass production, using glycerol as carbon source. Only three (glycerol concentration, temperature and agitation) of all parameters tested influenced significantly (p < 0.1) the biomass production. TheT optimization of these variables applying a Central Composite Design revealed that the optimal biotrasformation conditions were 6-9g.L-1, 35-40 °C and 230-300 rpm. Finally, preliminary propection studies evaluating the potential of endophytes isolated from Baru (Dipteryx alata Vog.), for the development of biotechnological processes of industrial interest. To date, the studies conducted have shown that endophytic microorganisms may have potential application in biotransformation process for bioflavors production, and also should be considered with process of enzymes co-production. These results encourages that further researchs should be considered to determine the potential of these microorganisms / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos