A contaminação de ambientes aquáticos por metais pesados é uma ameaça cada vez mais presente em muitos ecossistemas, especialmente próximo a áreas industriais e urbanas. Utilizando a capacidade que os fungos têm de biosorver metais pesados alguns pesquisadores preocupados com esse problema, começaram a estudar técnicas de biorremediação usando microrganismos, dentre eles os fungos. Essa técnica consiste em remover íons tóxicos do ambiente com o auxílio de organismos vivos. Porém, esses íons promovem a formação de espécies reativas de oxigênio (ROS), as quais estimulam a produção de enzimas responsáveis por sua desintoxicação, dentre elas as peroxidases, superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa redutase (GR), guaiacol peroxidase, e outras. Este trabalho teve como proposta estudar variações nas enzimas antioxidantes em resposta à administração do Cd em uma linhagem do fungo Aspergillus nidulans (MSE), por possuir marcadores em todos os cromossomos e ser considerada um modelo de estudos genéticos. Paralelamente, uma linhagem mutante denominada CadG1 foi selecionada por ser tolerante ao Cd e incluída nos estudos de resposta ao Cd. Foram estudadas as respostas antioxidantes destas linhagens na presença do Cd. O primeiro propósito foi conhecer o comportamento enzimático da linhagem MSE em resposta ao Cd, e para isso foi realizado um experimento básico dividido em duas partes; a primeira envolvendo a determinação de peso seco e a segunda com o propósito de estudar as atividades enzimáticas, nas concentrações de 0, 0,005, 0,01, 0,025 e 0,05 mM de CdCl2, e períodos de tempo de 6, 9, 12 e 24 horas, a partir de um crescimento de 12 horas em meio completo (MC). O segundo propósito do trabalho consistiu numa comparação entre a linhagem MSE, previamente caracterizada, e a linhagem mutante resistente ao Cd (CadG1), utilizando-se concentrações de 0, 0,05, 0,025 e 0,05 CdCl2, pelo período de 24 horas. A linhagem MSE apresentou resposta positiva para as enzimas CAT e GR com o aumento do Cd, a enzima SOD apresentou um aumento não significativo e ainda, houve uma redução significativa na quantidade total de proteínas na concentração de 0,05 mM. O período de tempo que melhor expressou a resposta enzimática ao Cd foi de 24 horas. A linhagem CadG1, tolerante ao Cd, mostrou um aumento de 3,6 vezes na enzima GR, enquanto a MSE aumentou em 2 vezes, no mesmo experimento. Houve uma resposta negativa da CadG1 em relação ao aumento do Cd para a enzima CAT, e não houve resposta significativa para a SOD. Ambas as linhagens não apresentaram a enzima guaiacol peroxidase, tanto no controle como na presença do Cd. Os resultados obtidos sugerem que na linhagem mais sensível ao Cd, a MSE, este metal induziu a formação de peróxido de hidrogênio e, por conseqüência, induziu a atividade de CAT e, em menor escala, a GR. Na linhagem mais tolerante, a CadG1, o mecanismo principal de resposta antioxidante foi a enzima GR, sugerindo que ocorreu eliminação de ROS por meio da glutationa reduzida. / The contamination of aquatic environments by heavy metals has became a serious threat to distinct ecossystems, particularly those nearby urban and industrial areas. Based on the ability of fungi to uptake heavy metals from the environment, research has been focused on bioremediation techniques involving microrganisms such as fungi. Such technique involve the removal of toxic ions from the environment by living organisms. These toxic ions can induce the formation of reactive oxygen species (ROS), which can stimulate enzymes such as, peroxidases, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), guaiacol peroxidase, among others, that involved in the defense system. The aim of this work was to study the response of antioxidant enzymes of Aspergillus nidulans to Cd exposure. The strain used was the MSE which contains several markers in all cromossomes and has been studied in detail. A Cd-resistant strain, denominated CadG1, was isolated and also used in this study. The first aspect studied was the enzimatic response of the strain MSE to Cd exposure. Initially, the dry weight was determined for MSE in the presence of Cd. After initial growth for 12 h in complete medium, MSE was further grown in the presence of varying concentrations of CdCl2 (0, 0.005, 0.01, 0.025 and 0.05 mM) for 6, 9, 12 and 24 hours. The activities of antioxidant enzymes were analysed in the different treatments. In a separate experiment using 0, 0.05, 0.025 and 0.05 mM CdCl2 for 24 h, the responses of MSE and CadG1 to Cd exposure were compared. MSE exhibited increased CAT and GR activities in response to Cd, whereas SOD also exhibited some increase in activity, but not significant. Soluble protein content was also shown to be reduced in 0.05 mM CdCl2 treatment. The 24 h CdCl2 treatment was shown to be effective to analysed the response to Cd stress. The Cd-resistant CadG1 strain exhibited a 3.6-fold increase in GR activity, while in MSE the increase was in the range of 2-fold. For CAT a negative response was observed for CadG1 whereas for SOD a significant change in activity was not observed. In both, MSE and CadG1 strains, the activity of guaiacol peroxidase was not observed. The results suggest that Cd induces the formation of hydrogen peroxide in MSE, inducing CAT activity and to a lesser extent, GR activity. However, for the Cd-resistant CadG1 strain, the main effect was observed for Gr activity, which was enhanced, suggesting that in this mutant the dismutation of ROS is mainly due to the mechanism involving GR and reduced glutathione.

O atual modelo de desenvolvimento econômico, que tem como uma de suas bases a acentuada produção de bens de consumo, é responsável pelo aumento crescente de riscos ambientais que incidem nas questões de saúde das populações. Esse modelo é também responsável por um aumento na geração de resíduos sólidos, considerado um dos problemas ambientais emergentes com significativos impactos para a saúde humana. O crescimento na geração de resíduos vem sendo acompanhado por um aumento considerável no número de catadores de material reciclável, que encontram nessa atividade uma estratégia de sobrevivência. Esse grupo de trabalhadores encontra-se potencialmente exposto a maiores riscos no campo da saúde em função de sua ocupação. Na presente investigação, avaliaram-se os níveis de exposição aos metais cádmio (Cd), chumbo (Pb), mercúrio (Hg) e níquel (Ni) em catadores de material reciclável de quatro cooperativas na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e os resultados foram comparados com estudos de biomonitoramento também realizados na RMSP .Foram coletadas amostras de sangue de 226 indivíduos (IC:95%, precisão 6%) e aplicados questionários para o levantamento de características associadas às concentrações de metais e à presença de valores acima dos Valores de Referência (VR) definidos por estudos de biomonitoramento. As concentrações médias de Cd (MA: 0,47 ug/L; MG: 0,34 ug/L) foram quase quatro vezes superiores às apontadas no estudo de referência e 24,3% dos indivíduos apresentaram concentrações de Cd acima dos VR. As concentrações médias de Pb (MA: 39,13 ug/L; MG: 34,11 ug/L) foram 1,4 vezes superiores às da população de referência e 10,6% dos indivíduos apresentaram concentrações de Pb acima do VR. As concentrações médias de Hg (MA: 1,46 ug/L; MG: 0,94 ug/L) não foram significativamente diferentes da população de referência, porém 4,9% dos indivíduos apresentaram concentrações de Hg acima do VR. As concentrações médias de níquel (Ni) (MA:3,3 ug/L; MG:1,89 ug/L) apresentaram grande variabilidade, não sendo possível realizar inferências sobre os níveis de exposição. Os resultados encontrados apontam para uma maior exposição ao Cd entre os catadores, possivelmente relacionada ao trabalho com a reciclagem, porém as fontes específicas não puderam ser determinadas por este estudo. Os resultados apontam também uma maior exposição ao Pb, porém de menor magnitude, o que pode estar relacionado com a condição socioeconômica e maior percentual de tabagistas na população do estudo e não necessariamente com a ocupação que exercem / The current model of economic development, which has as one of its bases a constant increase in production and consumption, is responsible for the intensification of environmental risks that can compromise a population\'s health. This model is also responsible for the continued growth in waste generation which is accompanied by a considerable increase in the number of recyclable materials collectors, who find in this activity a survival strategy. This population group that has for decades played an important role in solid waste management, now has greater exposures to health risks due to their daily activity. In the present study, the levels of exposure to the metals cadmium (Cd), lead (Pb), mercury (Hg) and nickel (Ni) were evaluated in recyclable materials collectors from four cooperatives in the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP). Blood samples were collected from 226 individuals (CI: 95%, accuracy 6%) and the results were compared with other biomonitoring studies from MRSP. Questionnaires were applied to obtain information regarding variables that could influence the blood levels of the metals under study. The mean concentrations of Cd found (AM: 0.47 ug/L; GM: 0.34 ug/L) were almost four times that the ones found in the reference study and 24,3% of the individuals presented Cd concentrations above the Reference Values (RV). The mean concentrations of Pb in the collectors (AM: 39.13 ug/L; GM: 34.11 ug/L) were also significantly higher than the mean concentration in the reference study population (about 1.4 times) and 10,6% of the collectors presented Pb concentrations above the RV. The mean concentrations of mercury (AM: 1.46 ug/L; GM: 0.94 ug/L) were not significantly higher than the mean concentration found in the reference study. The concentration of Ni presented a large variability, so it was not possible to make inferences about the exposure to this metal. This study indicates that recyclable materials collectors have a greater exposure to Cd when compared with the general population, and this is possibly related to the work developed by these individuals, even though the sources could not be determined by this study. It also indicated that the collectors have a greater exposure to Pb, but the magnitude of the results might be explained by the socioeconomic characteristics and the larger amount of smokers among the sampled population

O metal pesado cádmio (Cd) é um contaminante ambiental de grande relevância devido aos vários problemas que pode causar para a agricultura, como perdas na produção e na qualidade dos alimentos, podendo oferecer riscos à saúde humana através do consumo de vegetais contaminados. Neste trabalho abordamos duas formas diferentes e independentes para o estudo do estresse oxidativo. Exploramos métodos para compreender melhor: a interação do Cd com o sistema antioxidante de pimentas; bem como os mecanismos responsáveis pela tolerância ao metal utilizando tomateiros com diferentes graus de tolerância em diferentes combinações de enxertia. Resultados interessantes foram obtidos para a combinação de uma variedade sensível enxertada em uma variedade tolerante ao Cd, que apresentou melhor crescimento enxertada em relação a cada uma das variedades enxertadas como controle, inclusive na presença de Cd. Tais resultados podem indicar novos caminhos de pesquisa. No estudo com a pimenta também encontramos respostas notáveis com relação ao sistema antioxidante, em especial, na resposta do ciclo ascorbato-glutationa, cujos compostos antioxidantes foram os principais protagonistas na defesa da planta contra o estresse por Cd. / The heavy metal cadmium (Cd) is an environmental contaminant of great relevance because this element can cause several problems to agriculture, such as production decrease and poor food quality, thereby posing risk to human health through consumption of contaminated vegetables. In this research, we used two different and independent approaches to study the oxidative stress. We explored methods: to better understand Cd interaction with the antioxidant system of pepper; as well as the mechanisms responsible for conferring tolerance to this metal, using tomatoes with different degrees of tolerance grafted in different combinations. Interesting results were obtained, especially when the sensitive tomato line was grafted onto the most tolerant one, presenting a better growth index even in the presence of Cd. These results might lead to new research alternatives and approaches. The results from the study with pepper revealed noteworthy responses regarding the antioxidant system, especially in the ascorbate-glutathione cycle response, whose antioxidant compounds were the main protagonists in the plant defense against stress by Cd.

O Ucides cordatus é um caranguejo que habita mangues. Estas regioes podem ser contaminadas com o cádmio, através de dejetos de indústrias e descarte de pilhas e baterias, atingindo o animal por meio de suas brânquias. Assim, o objetivo da dissertação foi verificar a cinética de transporte do cádmio com o uso de inibidores específicos, e sua interação com o cálcio, zinco e ATP. Para isso, as brânquias foram separadas em anteriores e posteriores, e as células foram dissociadas pelo método de dissociação enzimática; a seguir, as células foram marcadas com Fluo 3 am e realizada a cinética de transporte no espectrofluorímetro, adicionando-se concentrações de 0,5, 1,0 e 1,5μM de sulfato de cádmio (CdSO4), cloreto de cádmio (CdCl2), cádmio + cálcio, cádmio + zinco, cálcio e zinco para verificar a interação do Cd com cálcio ou zinco. Posteriormente, houve a adição dos inibidores como vanadato, amilorida, ouabaina e BAPTA às células, e, novamente, efetuou-se o transporte de cádmio nas concentrações 0,5, 1,0 e 1,5μM. Em seguida, adicionou-se ATP e efetuou-se o transporte de cádmio nas mesmas concentrações citadas anteriormente. Os resultados mostraram um transporte de cádmio sigmoidal, quando em presença de CdSO4, e um pico de 5 segundos de entrada de cádmio e uma posterior queda, quando em presença de CdCl2; além de uma provável competição entre o cádmio e o cálcio e entre o cádmio e o zinco. Observou-se também uma efetiva ação dos inibidores, indicando que o cádmio possivelmente entrou na célula através de canais de cálcio, trocadores Na+/H+ e trocadores aniônicos dependentes ou não de Na+. Percebeu-se ainda que o ATP não influenciou na entrada de cádmio, ou seja, aparentemente não existe uma Cd ATPase nas células branquiais de Ucides cordatus / Ucides cordatus is a crab that lives in mangroves. These regions may be contaminated with cadmium by industrial wastes and disposal of batteries, reaching the animal through its gills, being a toxic metal. The aim of the study was to investigate the kinetics of cadmium transport using specific inhibitors, and its interaction with calcium, zinc and ATP. For this, the gills were separated in anterior and posterior regions, and their cells were dissociated by enzymatic dissociation. After, the cells were labeled with Fluo 3 am and the kinetics of transport of cadmium were performed in a spectrofluorimeter by adding CdSO4 and CdCl2 at concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5μM. For the interaction experiments Cd was added as, cadmium + calcium, cadmium + zinc, calcium and zinc alone. A subsequent experiment, addition of inhibitors such as vanadate, amiloride, ouabain and BAPTA were performed, and again, the transport of cadmium was studied at concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5 μM. Then, ATP was added and the transport of cadmium was performed in the same concentrations mentioned above. Results showed a sigmoidal curve, when in presence of CdSO4, and a peak of 5 seconds for cadmium uptake and a posterior decline when in the presence of CdCl2. In addition, probably occurred a competition between calcium and cadmium and between cadmium and zinc, and here was also an effective action of some inhibitors, indicating that cadmium probably entered the cell by calcium channels, Na+/H+ exchangers and exchangers anionic inorganic dependent of Na+ or not. ATP had no effect for cadmium influx, suggesting that there is no Cd ATPase present in gill cells of Ucides cordatus

Animais presentes em regiões de maior contaminação apresentam diferenças fisiológicas, quando comparados com animais de regiões menos contaminadas, provavelmente permitindo a sua sobrevivência em ambientes poluídos. Assim, o objetivo da tese foi caracterizar o transporte de cádmio em brânquias e hepatopâncreas de Ucides cordatus, como também comparar o transporte nestes órgãos, em animais de regiões poluídas (Itanhaém) e não poluídas (Juréia), além de analisar a porcentagem de ácidos graxos na membrana, níveis de metalotioneína (MT), lipoperoxidação (LPO) e mecanismo de acúmulo do metal. Assim, as células de brânquias anteriores (BA), posteriores (BP) e hepatopâncreas (H) foram separadas. Em seguida, realizou-se o transporte de cádmio em BA, BP, e em cada tipo celular do H, com ou sem a utilização de inibidores; o mesmo procedimento foi utilizado para caracterizar o transporte de cádmio em cada região estudada. Também foram analisadas a porcentagem de ácidos graxos, níveis de MT, LPO e mecanismos de detoxificação de cádmio. Observou-se um maior transporte através de canais de cálcio e trocadores Na+/Ca2+ em BP e nas células E, R e F de H, pois são células específicas para as trocas iônicas. Em animais de regiões poluídas, observou-se um maior transporte que ocorreu nos mesmos parâmetros, devido aos tipos celulares específicos envolvidos. Em animais de regiões contaminadas verificou-se maior porcentagem de MUFA em hepatopâncreas, acarretando em menor fluidez na membrana, e maior índice de LPO, devido ao estresse causado pela presença do contaminante no meio. Já em animais de regiões não poluídas, observou-se maior porcentagem de PUFA, com maior fluidez na membrana, e maior quantidade de MT, principalmente no hepatopâncreas, resultando na detecção de pequenas alterações ambientais. Nas brânquias, o cádmio se acumula em organelas intracelulares, enquanto em hepatopâncreas se ligam a MTs do citoplasma celular. Portanto, acredita-se que estes animais apresentaram diferentes mecanismos fisiológicos que permitiram a sua sobrevivência na região poluída / Animals resident in regions polluted by metals must have physiological mechanisms for survival, compared with animals from unpolluted regions. Therefore, the objective of this study was to characterize cadmium transport in gills and hepatopancreas of Ucides cordatus, and to compare this transport in animals from polluted (Itanhaém) and unpolluted (Juréia) regions. In addition, the animals were analyzed for cell membrane fatty acids composition, metallothionein levels (MT), lipid peroxidation (LPO) and mechanisms of accumulation of intracellular Cd. The anterior gills (BA), posterior gills (BP) and hepatopancreas (H) cells were separated. After, the transport of cadmium was realized in BA, BP and in each cellular type of H, with or without various inhibitors present. The same approach was utilized to characterize cadmium transport from crabs of polluted and unpolluted regions: fatty acids composition, MT levels, LPO and cadmium detoxification mechanisms were also analyzed. An increase in the transport of cadmium was observed through calcium channels and Na+/Ca2+ exchangers, in BP and in E, R and F cells of H, probably because they are specific cells for ion transport. In animals from polluted regions, we observed an increase in cell cadmium transport when compared with animals from unpolluted regions. Animals from polluted environments also presented more MUFA in H, leading to lower membrane fluidity, and higher LPO, probably due to the stress caused by pollution. In animals from unpolluted regions, we observed more PUFA in the plasma membrane, resulting in higher membrane fluidity, and more MT levels, mainly in H. In gills, intracellular cadmium accumulation occurred in organelles, whereas in H, Cd binding to MT in cellular cytoplasm was more evident. Therefore, we believe that animals from metal polluted environments present the above-described physiological mechanisms to deal with Cd, allowing their survival in this environment

A determinação de elementos tóxicos em solo é uma importante ferramenta para monitorar a poluição ambiental. O cádmio é um elemento potencialmente tóxico às plantas, aos animais superiores e ao homem, podendo estar presente no ambiente, natural ou antropicamente, em condição de causar toxicidade. Pouco se conhece sobre o comportamento desse cátion nos solos tropicais muito intemperizados, e que apresentam atributos diferentes daqueles de regiões temperadas onde a maioria dos estudos têm sido conduzidos. Esse trabalho teve como objetivos verificar: a) a extratabilidade do cádmio nas amostras de solos naturais com extratores químicos convencionais como o DTPA-TEA pH 7,3, o Mehlich 3 e o CaCl2 0,01 mol L -1 relacionando-a com os diversos atributos dos solos, b) a potencialidade de extração do Cd pelo uso de soluções de ácidos orgânicos de baixo peso molecular (acético, cítrico e oxálico) que foi comparada com os extratores convencionais e c) a extratabilidade do cádmio em amostras de solos provenientes de regiõescontaminadas usando-se os mesmos extratores convencionais e orgânicos. As relações solo:solução utilizadas foram para Mehlich 3, DTPA-TEA pH 7,3, CaCl2 0,01 mol L -1 , ácido acético 57 mmol L -1 , ácido cítrico 2,1 mmol L -1 e ácido oxálico 10,4 mmol L -1 , respectivamente, as seguintes: 2,5:25; 10:20; 1:10; 10:20; 10:20 e 10:20 (g/ml). Foram feitas análises de regressão simples obtendo-se correlação negativa significativa (r = 0,73) entre o Cd extraído pelo DTPA-TEA pH 7,3 e o teor de argila dos solos naturais, entre o extrator e o teor de ferro livre (r = 0,65) e entre o extrator e o pH em KCl 1 mol L -1 (r = 0,47). Análises de regressão múltipla também foram feitas obtendo-se correlação negativa significativa (R 2 = 0,528) entre o DTPA-TEA pH 7,3 e o teor de argila. O extrator DTPA-TEA pH 7,3 foi o que apresentou diferença significativa e maior extratabilidade de Cd em solos naturais. As soluções de CaCl2 0,01 mol L -1 e os ácidos orgânicos extraíram pequena quantidade de Cd dos solos naturais. Para as amostras de solos contaminados a solução de ácido acético foi a que mostrou maior potencialidade de extração do elemento. / The determination of toxic elements in the soil is an important tool for monitoring environmental pollution. Cadmium is an element potentially toxic to the plants, superior animals and man. Not too much is known about of this cation the behaviour in the very weathered tropical soils which present different attributes from the areas where most of the studies has ben conducted. The objectives of this paper was to verify: a) the extractability of cadmium in natural and contaminated soil samples with the addition of chemical extractants DTPA-TEA pH 7,3, MEHLICH 3 and CaCl2 0,01 mol L -1 and relate the amount extracted with different soil attributes, b) the extractability potential of three low-molecular- weight organic acids (acetic, citric and oxalic acids) and compare to the conventional extractants and c) the extratibility of cadmium in soil samples from polluted areas with the same conventional and organic extractants. The> soil:solution ratios used for Mehlich 3, DTPA-TEA pH 7,3, CaCl2 0,01 mol L -1 , acetic acid 57 mmol L -1 , citric acid 2,1 mmol L -1 and oxalic acid 10,4 mmol L -1 , were respectively, the following: 2,5:25; 10:20; 1:10; 10:20; 10:20 and 10:20 (m/v). Simple linear regression analysis showed negative correlations (r = -0,73) just for DTPA-TEA pH 7,3 extractable Cd and soil clay content, and free Fe content (r = -0,65) and pH in KCl solution (r = -0,47). Multiple regression analysis was also performed and a significant negative correlations (R 2 = 0,528) obtained just for DTPA-TEA pH 7,3 extractable cadmium and soil clay content. The DTPA-TEA pH 7,3 extractant presented the highest results for Cd extratability in natural soils. The CaCl2 0,01 mol L -1 and organic acids solutions extracted very low amount of Cd in natural soils, almost always near the detection limit of the equipament. For contaminated soil samples the acetic acid solution presented the biggest extraction potential for Cd.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os metais pesados, diferentemente, dos poluentes orgânicos, não podem ser quimicamente degradados. Assim, são usados processos de remediação químicos e físicos para a sua remoção, antes do lançamento em corpos dágua. Em sua maioria, estes processos são eficazes, mas, podem ser inviáveis economicamente ou, agravam o problema, pois, grandes quantidades de reagentes químicos podem ser necessários. A bioremediação, usando microorganismos como material bioabsorvente, tem sido aplicada com sucesso em vários casos. Células de leveduras podem acumular íons metálicos na superfície celular através do processo de adsorção, que é o processo passivo ou então, absorver o metal ativamente, que é acumulado no interior da célula. Neste trabalho foram estudados vários parâmetros, biológicos, fisiológicos e químicos, sendo estes parâmetros importantes para seleção de leveduras que possam ser usadas na captação do cádmio de meio aquoso. Fungos, Leveduras e bactérias quando expostos a situações adversas, apresentam uma resposta adaptativa que capacita a célula a sobreviver frente a tal estresse. Normalmente, nestas situações, o carboidrato trealose é sintetizado. Observamos que a presença de cloreto de cádmio induz a síntese de trealose, entretanto, o acúmulo deste carboidrato não desempenha papel protetor fundamental, nas condições estudadas. As linhagens de leveduras isoladas da fermentação da cachaça e, da região, apresentaram uma maior tolerância a altas concentrações de cádmio, quando comparadas a linhagens de laboratório. Todas as Saccharomyces cerevisiae (com exceção das de laboratório) toleram uma concentração de 50 ppm de cloreto de cádmio, somente a levedura Starmerela meliponinorum cresce a 100 ppm. A linhagem de laboratório Saccharomyces cerevisiae tolera apenas 10 ppm de cloreto. Altas concentrações de cloreto de cádmio inibem o crescimento das células de todas as linhagens de leveduras estudadas. A incorporação de cádmio pelas células de leveduras é dependente da concentração inicial do metal no meio e, do tempo que as células ficam expostas ao metal. Comparando-se, períodos curtos de exposição ao cádmio, 3 horas, com períodos longos, 24 horas, a incorporação de cádmio pelas células é maior quando as células permaneceram mais tempo em contato com o metal. Nas células vivas, a incorporação do cádmio é dependente da fase de crescimento. Células em fase estacionária captam menor quantidade de cádmio comparadas às células em fase logarítmica do crescimento. O aumento da massa não favorece a incorporação do metal. Por outro lado, leveduras mortas por autoclavação captam mais cádmio quando comparadas com leveduras vivas. Neste trabalho foram usadas nove linhagens de Saccharomyces cerevisiae isoladas da fermentação da cachaça, provenientes de alambiques do estado de Minas Gerais e, seis linhagens de leveduras, representando gêneros e, espécies diferentes, do gênero Saccharomyces, isoladas de nichos ecológicos regionais. Os resultados de incorporaçao são similares, indicando que a capacidade de incorporar cádmio, pelas leveduras vivas, não está muito ligada ao gênero ou, espécie empregada entretanto, todas apresentaram maior incorporação de cádmio quando, comparadas com as linhagens de Saccharomyces cerevisiae de laboratório. Este trabalho indica que é possível usar a biomassa de levedura de alambique, para incorporar cádmio de efluentes contaminados, sem a necessidade de isolamento das linhagens usando apenas as propriedades biosorventes e bioacumuladoras da biomassa total de leveduras.

As baterias são componentes fundamentais para o funcionamento de qualquer avião, desde a partida elétrica dos motores de propulsão até o fornecimento de energia nos casos de emergência elétrica. Portanto é importante que o projetista conheça o comportamento das baterias que poderão ser selecionadas para uso no avião nas suas várias condições de operação - temperatura ambiente, corrente de operação e profundidade de descarga. Tipicamente os fornecedores de baterias aeronáuticas, através de um software proprietário, disponibilizam as curvas de tensão da bateria no tempo assumindo que a corrente de descarga e a temperatura são constantes e que a bateria está plenamente carregada. Este trabalho mostra como as curvas de tensão da bateria disponibilizadas pelo seu fabricante podem ser usadas para gerar um modelo de descarga da bateria e como esse modelo pode ser validado. De posse desse modelo o projetista pode simular o comportamento da bateria em várias condições de operação que não são possíveis com o software fornecido pelo fabricante, como por exemplo, temperatura ambiente, corrente de descarga variáveis e bateria parcialmente carregada. Como estudo de caso este trabalho gera o modelo de descarga para uma certa bateria aeronáutica de níquel-cádmio, valida esse modelo usando as curvas fornecidas pelo fabricante e simula o comportamento dinâmico da bateria em uma emergência elétrica para diferentes tipos de carga - resistência constante, potência constante e corrente constante. Os resultados da simulação são coerentes com os resultados esperados.

As cianobactérias são procariotos fotossintetizantes capazes de sobreviver em ambientes com condições adversas, inclusive na presença de metais pesados tal como o cádmio (Cd). Alguns mecanismos celulares de tolerância a metais pesados são o efluxo de íons e destoxificação intracelular. A proteína metalotioneína, a qual foi purificada e seqüenciada na cianobactéria Synechococcus sp. PCC7942, possui a capacidade de quelar alguns metais. A análise do produto gênico (RNAm e/ou proteínas) têm trazido informações interessantes sobre o metabolismo de células submetidas a situações estresse. Esse estudo teve como objetivo analisar as respostas das células da cianobactéria Synechococcus leopoliensis PCC7942 ao Cd. Para isto, foi analisado o padrão de crescimento das culturas, o acúmulo de Cd e a expressão de proteínas da cianobactéria na presença do metal. A concentração máxima de Cd tolerável pela cianobactéria de 3 µM foi determinada através do monitoramento do crescimento de culturas submetidas a diferentes concentrações do metal através da análise de DO750nm. As culturas crescidas nessa concentração do Cd apresentaram um prolongamento na fase de adaptação e maior tempo de duplicação comparando-se as culturas controles (sem metal). O cádmio acumulado pelas células analisado usando GFAAS apresentou valores variando entre 1,0 e 95 µg Cd•g-1 massa fresca, dependendo da fase de crescimento. A análise da especiação do Cd no meio de cultura BG-11 mostrou que havia disponível para as células 0,69 µM de Cd+2 quanto se utilizava a quantidade máxima tolerável (3 µM). A análise de expressão diferencial de proteínas foi feita em culturas expostas a duas concentrações do metal, 3 µM (tolerável) e 100 µM (letal), durante 1 hora, as quais mostraram acúmulo de 15 e 30 µg Cd•g-1 massa fresca, respectivamente. A maioria das proteínas da cianobactéria separadas por eletroforese bidimensional (pH 3-10 e 4,5-5,5) mostrou pontos isoelétricos ácidos, entre a faixa de pH 4 e 6, e a presença de várias isoformas. Trinta proteínas foram expressas diferencialmente, sendo que no tratamento com 3 µM de Cd, duas proteínas foram induzidas e 11 reprimidas, e no tratamento com 100 µM, duas proteínas foram induzidas e 20 reprimidas. Entre as proteínas reprimidas, duas foram comuns em ambos os tratamentos, enquanto que as duas proteínas induzidas em cada tratamento foram diferentes. Algumas dessas proteínas identificadas através de MALDI-TOF foram a rubisco, a qual foi reprimida em 3 µM de Cd; uma proteína da capa do carboxissoma, a qual foi induzida na presença de 100 µM de Cd; a proteína ligadora a DNA (Dpsa) e a isoleucil t-RNA sintetase, ambas induzidas em 3 µM de Cd e reprimidas em 100 µM de Cd. Dessa forma, esses dados mostraram que duas das proteínas afetadas pelo Cd são componentes do sistema fotossintetizante (rubisco e capa protéica do carboxissoma), uma é expressa em condições de estresse oxidativo (Dpsa) e a outra está relacionada com a síntese de proteínas contendo isoleucina (isoleucil-tRNA sintetase). / Cyanobacteria are photosynthetic prokaryotes capable of surviving in adverse environmental conditions, including the presence of heavy metals such as cadmium (Cd). Some cellular mechanisms of heavy metal tolerance are ion efflux and intracellular detoxification. The metallothionein protein, which was purified and sequenced in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC7942, possesses the ability to bind some metals. The analysis of gene products (mRNA and/or proteins) has provided interesting information about cell metabolism under stress conditions. The aim of this study was to analyze the Cd response of the cyanobacterium S. leooliensis PCC7942 cells. For this purpose, the pattern of culture growth, cadmium accumulation, and cyanobacterial protein expression in the presence of the metal was analyzed. The maximum tolerable Cd concentration of 3 µM by the cyanobacterium was determined by monitoring culture growth submitted to different concentrations of the metal using OD750nm analysis. The cultures grown in this Cd concentration had an extended lag phase and a higher doubling time compared to the control cultures (without metal). Cadmium accumulated by the cells analyzed using GFAAS showed values varying between 1.0 and 95 µg Cd•g-1 fresh matter, depending on the growth phase. Speciation analysis of Cd in the growth medium BG-11 showed that 0.69 µM of Cd2+ was available to the cells when the maximum tolerable amount was used (3 µM). Analysis of the proteins with differential expression was done using cultures exposed for 1 hour to two metal concentrations, 3 µM (non-lethal) and 100 µM (lethal), which showed accumulation of 15 and 30 µg Cd•g-1 fresh matter, respectively. The majority of the cyanobacterial proteins separated by two-dimensional electrophoresis (pH 3-10 and 4,5-5,5) showed pI between pH 4 and 6, and the presence of several isoforms. Thirty proteins were differentially expressed, where two proteins were up-regulated and 11 down-regulated in the treatment with 3 µM of Cd and two proteins were up-regulated and 20 down-regulated in the treatment with100 µM of Cd. Among the down-regulated proteins, two were common in both treatments while the two up-regulated proteins from each treatment were different. Some of the proteins identified by MALDI-TOF were rubisco, which was down-regulated in 3 µM of Cd; a carboxysome shell protein, which was up-regulated in100 µM of Cd; the DNA-binding protein, Dpsa, and a isoleucyl-tRNA sinthetase, both up-regulated in 3 µM of Cd and down-regulated in100 µM of Cd. Thus, these data showed that the two proteins affected by Cd are components of the photosynthetic system (rubisco and carboxysome shell protein), one is expressed under oxidative stress condition (Dpsa) and the other one is related to protein synthesis containing isoleucine (isoleucyl-tRNA sinthetase).

A contaminação ambiental por metais pesados é um sério problema enfrentado atualmente pela humanidade, e tem causado grande preocupação, devido ao seu acúmulo em plantas cultivadas, podendo afetar a cadeia alimentar de homens e animais. O metal pesado Cádmio (Cd) é um dos contaminantes mais difundidos no ambiente, devido às diversas atividades humanas, e pode causar sérios danos ao metabolismo celular com a inibição de processos fisiológicos importantes. Este trabalho teve como objetivo estudar a resposta do sistema antioxidante de cafeeiros expostos às concentrações de 15, 45 e 90 mg de Cd/planta. De acordo com os resultados as plantas que receberam 90mg/planta de metal foram mais afetadas, apresentando altas taxas de peroxidação lipídica. As atividades das enzimas antioxidantes, superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa redutase (GR), foram reduzidas na presença do metal em todas as concentrações de Cd utilizadas. Os resultados sugerem que o sistema antioxidante dessas plantas responde conforme o tempo de exposição ao metal e de acordo com a concentração. / Environmental heavy metal contamination is a serious problem currently faced by humanity and has caused great concern due to its accumulation in cultivated plants, being able to affect human and animals food chain. The heavy metal Cadmium (Cd) is one of the most widespread contaminants in the environment due to a variety of human activities and may cause severe damage to the cellular metabolism through inhibition of important physiological processes. This project aimed to study the antioxidative system response of coffee trees exposed to concentrations of 15, 45 and 90 mg of Cd per plant. According with results obtained, plants which received the higher concentration of Cd were more affected, showing great rates of lipid peroxidation. The activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione reductase (GR), were reduced in the presence of the metal for each Cd concentration used. The results suggest that these enzymes respond according to time length of exposure and to the concentration of metal used.