Grandes quantidades de diferentes classes de fármacos são consumidas anualmente no mundo. Após a administração do fármaco, uma parte significativa deste, aproximadamente 10 a 90%, é excretada do corpo humano de forma inalterada para o esgoto doméstico. O tratamento convencional de esgotos não remove eficientemente esse tipo de composto, que pode permanecer no efluente que deixa as estações de tratamento ou pode ser adsorvido no lodo gerado a partir da degradação biológica, que muitas vezes é utilizado como fertilizante, constituindo uma rota adicional de entrada de fármacos no meio ambiente. A presença de antibióticos no ambiente pode acarretar a seleção de microrganismos resistentes a esses medicamentos, fazendo com que as drogas utilizadas atualmente não sejam mais eficazes. Visando reduzir seus efeitos nocivos, este trabalho estudou a degradação de enrofloxacina, que é um antibiótico amplamente utilizado na medicina veterinária, através do processo Fenton de acordo com um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional - DCCR. No planejamento fatorial, foram estudadas as influências da temperatura e das concentrações iniciais de peróxido de hidrogênio e íon ferroso. Adicionalmente, foram estudadas as influências do pH, bombeamento de ar no meio reacional e adição sucessiva de reagente de Fenton em um ensaio de longa duração. As variáveis de resposta determinadas foram as concentrações residuais de enrofloxacina, peróxido de hidrogênio e de carbono orgânico total. Para este estudo, utilizaram-se, após estudos preliminares, as condições reacionais utilizadas em trabalhos anteriores do grupo de pesquisa, constituindo assim, as variáveis independentes do planejamento experimental DCCR, que foram: temperatura (0 a 40ºC), concentração de íons ferrosos, (5 a 120 m/L), e concentração de peróxido de hidrogênio (100 a 900 mg/L). Durante os ensaios experimentais foram coletadas amostras para a quantificação de peróxido de hidrogênio, enrofloxacina e carbono orgânico total, e para isso, foram utilizados os métodos permanganométrico, espectrofotométrico e instrumental, respectivamente. Os resultados obtidos foram tratados com o software Statistica®, com o intuito de se obter as condições mais favoráveis para a oxidação química da enrofloxacina, entretanto, as superfícies de resposta não apresentaram regiões de concentração mínima residual do fármaco. Por este motivo foi realizado um estudo paramétrico das variáveis ao redor da condição experimental que resultou na menor concentração residual final de enrofloxacina (28,3 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e 31,9°C). A maior degradação da enrofloxacina foi obtida com a utilização de 35 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e com temperatura de 31,9°C, resultando em uma redução de aproximadamente 31% de carga orgânica em relação à inicial, que era de 63,44 mg/L. Apesar da baixa eficiência de degradação resultante obtida neste trabalho, o processo Fenton pode ser utilizado em conjunto com outros processos de tratamento para diminuir a atividade bacteriana do fármaco e obter eficiências globais maiores. / Large quantities of different classes of drugs are consumed annually worldwide. After administration of the drug, a significant part of the drug, about 10 to 90%, is excreted from the human body in an unchanged form to domestic sewage. The conventional treatment in wastewater treatment does not remove efficiently this type of compound, which may remain in the effluent leaving the Wastewater Treatment Plants or may adsorb onto the sludge, which is often used as a fertilizer, providing an additional drugs entry into the environment. The presence of antibiotics in the environment may lead to the selection of resistant microorganisms to these drugs, making currently drugs to become ineffective. Aiming to reduce their harmful effects it was studied in this work the degradation of enrofloxacin, which is widely used as a veterinary antibiotic, through the Fenton process according to an experimental planning Central Composite Rotatable Design - CCRD. In the experimental planning were investigated the influences of the temperature, initial concentrations of hydrogen peroxide and ferrous ion. In addition, were studied the influences of pH, pumping air into the reaction medium and subsequent addition of Fenton\'s reagent in a long duration test. The response variables were the residual concentrations of enrofloxacin, hydrogen peroxide and total organic carbon. For this study, we used, after preliminary studies, the reaction conditions determined in previous works of the research group, thus, the independent variables of the experimental CCRD, were: temperature (0 to 40°C), ferrous ions concentration, (5 to 120 mg/L) and hydrogen peroxide concentration (100 to 900 mg/L). During the experimental tests, samples were collected to determine the hydrogen peroxide, enrofloxacin and total organic carbon concentrations, and for this, the experimental analytical methods used were the potassium permanganate titration, spectrophotometric and instrumental, respectively. The results obtained were treated with Statistica® software; in order to obtain the most favorable conditions for the chemical oxidation of enrofloxacin, however, the response surfaces showed no regions of minimal drug residual concentration. For this reason, was made a parametric study around the experimental conditions that resulted in the lower final residual concentration of enrofloxacin (28.3 mg/L ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and 31.9°C). The major degradation of enrofloxacin was obtained with the use of 35 mg/L of ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and a temperature of 31.9°C, resulting in a reduction of approximately 31% organic load in relation to the initial, which was 63.44 mg/L. Despite the low degradation efficiency resulting obtained from this work, the Fenton process can be used in conjunction with other advanced oxidation process to reduce the microbial activity of the products and achieve higher levels of efficiency.

Grandes quantidades de diferentes classes de fármacos são consumidas anualmente no mundo. Após a administração do fármaco, uma parte significativa deste, aproximadamente 10 a 90%, é excretada do corpo humano de forma inalterada para o esgoto doméstico. O tratamento convencional de esgotos não remove eficientemente esse tipo de composto, que pode permanecer no efluente que deixa as estações de tratamento ou pode ser adsorvido no lodo gerado a partir da degradação biológica, que muitas vezes é utilizado como fertilizante, constituindo uma rota adicional de entrada de fármacos no meio ambiente. A presença de antibióticos no ambiente pode acarretar a seleção de microrganismos resistentes a esses medicamentos, fazendo com que as drogas utilizadas atualmente não sejam mais eficazes. Visando reduzir seus efeitos nocivos, este trabalho estudou a degradação de enrofloxacina, que é um antibiótico amplamente utilizado na medicina veterinária, através do processo Fenton de acordo com um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional - DCCR. No planejamento fatorial, foram estudadas as influências da temperatura e das concentrações iniciais de peróxido de hidrogênio e íon ferroso. Adicionalmente, foram estudadas as influências do pH, bombeamento de ar no meio reacional e adição sucessiva de reagente de Fenton em um ensaio de longa duração. As variáveis de resposta determinadas foram as concentrações residuais de enrofloxacina, peróxido de hidrogênio e de carbono orgânico total. Para este estudo, utilizaram-se, após estudos preliminares, as condições reacionais utilizadas em trabalhos anteriores do grupo de pesquisa, constituindo assim, as variáveis independentes do planejamento experimental DCCR, que foram: temperatura (0 a 40ºC), concentração de íons ferrosos, (5 a 120 m/L), e concentração de peróxido de hidrogênio (100 a 900 mg/L). Durante os ensaios experimentais foram coletadas amostras para a quantificação de peróxido de hidrogênio, enrofloxacina e carbono orgânico total, e para isso, foram utilizados os métodos permanganométrico, espectrofotométrico e instrumental, respectivamente. Os resultados obtidos foram tratados com o software Statistica®, com o intuito de se obter as condições mais favoráveis para a oxidação química da enrofloxacina, entretanto, as superfícies de resposta não apresentaram regiões de concentração mínima residual do fármaco. Por este motivo foi realizado um estudo paramétrico das variáveis ao redor da condição experimental que resultou na menor concentração residual final de enrofloxacina (28,3 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e 31,9°C). A maior degradação da enrofloxacina foi obtida com a utilização de 35 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e com temperatura de 31,9°C, resultando em uma redução de aproximadamente 31% de carga orgânica em relação à inicial, que era de 63,44 mg/L. Apesar da baixa eficiência de degradação resultante obtida neste trabalho, o processo Fenton pode ser utilizado em conjunto com outros processos de tratamento para diminuir a atividade bacteriana do fármaco e obter eficiências globais maiores. / Large quantities of different classes of drugs are consumed annually worldwide. After administration of the drug, a significant part of the drug, about 10 to 90%, is excreted from the human body in an unchanged form to domestic sewage. The conventional treatment in wastewater treatment does not remove efficiently this type of compound, which may remain in the effluent leaving the Wastewater Treatment Plants or may adsorb onto the sludge, which is often used as a fertilizer, providing an additional drugs entry into the environment. The presence of antibiotics in the environment may lead to the selection of resistant microorganisms to these drugs, making currently drugs to become ineffective. Aiming to reduce their harmful effects it was studied in this work the degradation of enrofloxacin, which is widely used as a veterinary antibiotic, through the Fenton process according to an experimental planning Central Composite Rotatable Design - CCRD. In the experimental planning were investigated the influences of the temperature, initial concentrations of hydrogen peroxide and ferrous ion. In addition, were studied the influences of pH, pumping air into the reaction medium and subsequent addition of Fenton\'s reagent in a long duration test. The response variables were the residual concentrations of enrofloxacin, hydrogen peroxide and total organic carbon. For this study, we used, after preliminary studies, the reaction conditions determined in previous works of the research group, thus, the independent variables of the experimental CCRD, were: temperature (0 to 40°C), ferrous ions concentration, (5 to 120 mg/L) and hydrogen peroxide concentration (100 to 900 mg/L). During the experimental tests, samples were collected to determine the hydrogen peroxide, enrofloxacin and total organic carbon concentrations, and for this, the experimental analytical methods used were the potassium permanganate titration, spectrophotometric and instrumental, respectively. The results obtained were treated with Statistica® software; in order to obtain the most favorable conditions for the chemical oxidation of enrofloxacin, however, the response surfaces showed no regions of minimal drug residual concentration. For this reason, was made a parametric study around the experimental conditions that resulted in the lower final residual concentration of enrofloxacin (28.3 mg/L ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and 31.9°C). The major degradation of enrofloxacin was obtained with the use of 35 mg/L of ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and a temperature of 31.9°C, resulting in a reduction of approximately 31% organic load in relation to the initial, which was 63.44 mg/L. Despite the low degradation efficiency resulting obtained from this work, the Fenton process can be used in conjunction with other advanced oxidation process to reduce the microbial activity of the products and achieve higher levels of efficiency.

Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar um novo complexo mononuclear de rutênio (III) e enrofloxacina (enro, fármaco antibacteriano da família das fluoroquinolonas), [Ru(enro)3].nH2O. Foram testadas várias rotas sintéticas e apenas a partir de uma delas obteve-se o composto desejado. O produto foi caracterizado pelas técnicas espectroscópicas de absorção na região do UV-visível e do infra-vermelho. Através desta última técnica foi possível determinar o modo pelo qual a enrofloxacina se coordena ao íon rutênio: a coordenação ocorre de modo bidentado através do oxigênio da piridona e do oxigênio do grupamento carboxilato. Outro objetivo deste trabalho foi investigar a interação do complexo mononuclear de rutênio (III) e norfloxacina, [Ru(nor)3].nH2O, com a albumina de soro humano (HSA), através da técnica de luminescência. Mais especificamente pelo estudo da supressão da luminescência dos resíduos de triptofano, aplicando-se o modelo de tratamento da supressão bimolecular de Stern-Volmer. O estudo de supressão de fluorescência mostrou, por meio de espectros de emissão da HSA, que com o aumento da concentração do complexo [Ru(nor)3].nH2O na solução de HSA, ocorre uma redução gradual da luminescência da HSA, devido a alterações da conformação da proteína, que sugerem alteração do microambiente próximos aos resíduos de triptofano. A partir do tratamento dos dados pode-se determinar tanto K_sv quanto a constante cinética do processo de supressão, que mostraram uma dependência com a temperatura sugerindo como mecanismo predominante de supressão o mecanismo dinâmico. Porém essa conclusão foi revista a partir da determinação dos tempos de vida do estado excitado da HSA, e pode-se concluir que o mecanismo predominante à temperatura ambiente é o mecanismo estático, porém com o aumento da temperatura ocorre a predominância do mecanismo do tipo dinâmico. Através da determinação dos parâmetros termodinâmicos, concluiu-se que as interações entre a HSA e o complexo são espontâneas, e forças de van der Waals e ligações de hidrogênio estão envolvidas na ligação entre a HSA e o supressor. / This work aims to synthesize and characterize a new mononuclear ruthenium (III) complex and enrofloxacin (enro, antibacterial drug of the fluoroquinolone family), [Ru(enro)3].nH2O. Several synthetic routes were tested, but only from one of them it was obtained the desired compound. The product was characterized by spectroscopic techniques of absorption in UV-visible and infra-red regions. Through this last technique, it was possible to determine the coordination mode of enrofloxacin to the ruthenium ion: the coordination occurs in a bidentate way through the pyridone oxygen and the oxygen of the carboxylate group. Another aim of this study was to investigate the interaction of mononuclear ruthenium (III) complex and the norfloxacin, [Ru(nor)3].nH2O, with the human serum albumin (HSA), through the technique of luminescence. More specifically, by the study of the quenching of luminescence of tryptophan residues, by applying the Stern-Volmers model of treatment of bimolecular suppression. The fluorescence quenching study showed, through the emission spectra of HSA, that increasing the complex concentration in HSA solution, there is a gradual reduction of the luminescence of HSA, due to the conformational changes of the protein that suggests the change of microenvironment near tryptophan residues. From the data processing it is possible to determine both K_sv and the kinetic constant of the suppression process, which showed temperature dependence, suggesting as the predominant mechanism of quenching the dynamic mechanism. However, this conclusion has been revised from the determination of the lifetimes of the excited state of HSA, and it can be concluded that the predominant mechanism at room temperature is the static mechanism, but with the temperatures increase, it occurs the predominance of the dynamic type mechanism. By determining the thermodynamic parameters, it was concluded that the interactions between HSA and the complex are spontaneous, and Van der Waals forces and hydrogen bonds are involved in the binding between HSA and suppressor.

Los fenómenos oxidativos y en particular la oxidación lipídica son uno de los principales responsables de la pérdida de calidad en la carne y en los productos cárnicos. Como consecuencia de estos procesos se generan compuestos que pueden afectar el flavor, color y textura de la carne disminuyendo la aceptabilidad por parte del consumidor y reduciendo su valor nutritivo. Por otro lado, el estrés oxidativo está relacionado con la etiología de diversas enfermedades comunes en nuestra sociedad. Las carnes de pollo y de pavo son particularmente sensibles a los procesos oxidativos debido a su elevada proporción de ácidos grasos poliinsaturados en comparación con otros tipos de carne. La suplementación de antioxidantes en la dieta de determinados animales es una de las estrategias más eficaces para proteger la carne de la oxidación. Otro aspecto que afecta a la calidad y seguridad de la carne es la presencia de residuos en los tejidos animales destinados al consumo humano, una parte de los cuáles puede proceder de la administración de antibióticos. En este trabajo se estudió la eficacia de tres compuestos antioxidantes, alfa-tocoferol, beta-caroteno y licopeno, adicionados en distintas concentraciones y combinaciones a la dieta de pollos y pavos. Para ello se determinó la estabilidad oxidativa de los tejidos musculares de pechuga y muslo mediante el análisis de los valores de TBARS, de las actividades de los enzimas antioxidantes GSHPx, CAT y SOD y desde un punto de vista sensorial. Asimismo, se analizaron las concentraciones de vitamina E presentes en ambos músculos. Por otro lado, se investigó la presencia de residuos del antibiótico enrofloxacina y de su metabolito en los tejidos muscular y hepático de ambas especies después de la administración del fármaco con o sin periodo de retirada. Finalmente, y dada la aparente relación existente entre el metabolismo de determinados antibióticos y los fenómenos oxidativos, se valoró la posible interacción entre el fármaco y la vitamina E suplementada a la dieta.La vitamina E, a dosis de 100 ppm y 200 ppm en pollos y pavos respectivamente, se comportó como un antioxidante eficaz disminuyendo la rancidez de la carne tanto en pechuga como en muslo. La dosis de vitamina E necesaria para conseguir un incremento significativo de la estabilidad oxidativa de la carne varió en función de la especie y de las características bioquímicas del tejido analizado. El beta-caroteno, suplementado en la dieta de pollos y pavos conjuntamente con la vitamina E, no sólo no manifestó propiedades antioxidantes sino que enmascaró la efectividad de la vitamina E. El licopeno, de cuya utilización en nutrición animal no existían estudios publicados anteriormente, no mostró eficacia antioxidante en la carne de pollo a una dosis de 10 ppm. Respecto al análisis de residuos de antibiótico se observó que tras el periodo de retirada del fármaco los niveles residuales de enrofloxacina y su metabolito disminuyeron notablemente. Debe tenerse en cuenta que se apreciaron diferencias en función de la especie y del tejido considerados, estando los residuos en algunos casos por encima de los límites máximos permitidos. Por otro lado, se observó una relación entre la enrofloxacina y la vitamina E suplementada en la dieta que, parecía depender tanto de la dosis de antioxidante como del metabolismo del fármaco. Esta interacción afectó tanto a los niveles de vitamina E como a la presencia de residuos de enrofloxacina en el tejido muscular, resaltando la importancia de no subestimar posibles interacciones entre distintos compuestos presentes en la dieta animal. / Oxidative processes and lipid oxidation in particular, are one of the main responsible of meat quality loses. As a result of these processes, several compounds are generated which could affect meat flavour, colour and texture, reducing meat acceptability by the consumers and decreasing its nutritive value.On one hand, oxidative stress is though to be involved in the aetiology of severe common diseases of our society. Poultry meat is particularly sensitive to oxidative deterioration because of its higher proportion of polyunsaturated fatty acids in comparison with other kinds of meat. Dietary antioxidant supplementation in some species is one of the most effective strategies in order to protect meat from oxidation.On the other hand, the presence of residues in animal tissues destined for human consumption can affect meat quality and security.The aim of this study was to evaluate the efficacy of three antioxidant compounds: vitamin E, beta-carotene and lycopene, added in different amounts and combinations in broiler and turkey diets. In this sense, the oxidative stability of muscle tissues was evaluated through TBA values, antioxidant enzyme activities (GSHPx, CAT and SOD) and also from a sensory point of view. Moreover, vitamin E concentration was also analyzed.On the other hand, the presence of antibiotic residues in meat from birds treated with enrofloxacin, with or without drug withdrawal was determinated.Finally, owing to the apparent relation between the antibiotic metabolism and the oxidative processes, the possible interaction between enrofloxacin and vitamin E supplemented on the diets was evaluated.Vitamin E at 100 and 200 ppm, in broiler and turkey diets respectively, showed antioxidant effectiveness by reducing meat rancidity of breast and leg samples. The dose required to achieve a significant increase in meat oxidative stability varied depending on the specie and the biochemical properties of the analysed tissue.Beta-carotene, supplemented with vitamin E, didn't show antioxidant properties and even masked the vitamin E effectiveness. Lycopene, at 10 ppm in broiler diets, didn't show antioxidant effectiveness.About antibiotic residues, results showed that in presence of enrofloxacin withdrawal the detected residues decreased significantly. It is important to notice that differences detected depended on the specie and tissue considered, being the residues in some cases over the maximum residue limits established.A relationship between enrofloxacin and vitamin E supplemented was observed and it varied depending on the antioxidant dose and drug metabolism. This interaction modified both vitamin E levels and enrofloxacin residues of muscle tissues, showing the importance of possible interactions between different compounds added to animal diets.

Los objetivos del presente trabajo han sido: 1.- Desarrollar una matriz biopolimérica mediante métodos de gelificación con capacidad de almacenar enrofloxacina. 2.- Realizar ensayos de encapsulación en distintas condiciones experimentales (Ej. pH, temperatura). 3.- Estudiar los perfiles de liberación de la droga a partir de la formulación matricial elegida en condiciones de simulación gastrointestinal, a saber: pHs 1.2 y 7.4; Temperatura 37ºC en ambos pHs. La finalidad de este trabajo es poder reducir los efectos secundarios y los niveles de toxicidad de la enrofloxacina mediante un sistema efectivo de liberación controlada de la droga basado en biopolímeros inteligentes y mediante la aplicación de un mecanismo de autoensamblado.

Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar um novo complexo mononuclear de rutênio (III) e enrofloxacina (enro, fármaco antibacteriano da família das fluoroquinolonas), [Ru(enro)3].nH2O. Foram testadas várias rotas sintéticas e apenas a partir de uma delas obteve-se o composto desejado. O produto foi caracterizado pelas técnicas espectroscópicas de absorção na região do UV-visível e do infra-vermelho. Através desta última técnica foi possível determinar o modo pelo qual a enrofloxacina se coordena ao íon rutênio: a coordenação ocorre de modo bidentado através do oxigênio da piridona e do oxigênio do grupamento carboxilato. Outro objetivo deste trabalho foi investigar a interação do complexo mononuclear de rutênio (III) e norfloxacina, [Ru(nor)3].nH2O, com a albumina de soro humano (HSA), através da técnica de luminescência. Mais especificamente pelo estudo da supressão da luminescência dos resíduos de triptofano, aplicando-se o modelo de tratamento da supressão bimolecular de Stern-Volmer. O estudo de supressão de fluorescência mostrou, por meio de espectros de emissão da HSA, que com o aumento da concentração do complexo [Ru(nor)3].nH2O na solução de HSA, ocorre uma redução gradual da luminescência da HSA, devido a alterações da conformação da proteína, que sugerem alteração do microambiente próximos aos resíduos de triptofano. A partir do tratamento dos dados pode-se determinar tanto K_sv quanto a constante cinética do processo de supressão, que mostraram uma dependência com a temperatura sugerindo como mecanismo predominante de supressão o mecanismo dinâmico. Porém essa conclusão foi revista a partir da determinação dos tempos de vida do estado excitado da HSA, e pode-se concluir que o mecanismo predominante à temperatura ambiente é o mecanismo estático, porém com o aumento da temperatura ocorre a predominância do mecanismo do tipo dinâmico. Através da determinação dos parâmetros termodinâmicos, concluiu-se que as interações entre a HSA e o complexo são espontâneas, e forças de van der Waals e ligações de hidrogênio estão envolvidas na ligação entre a HSA e o supressor. / This work aims to synthesize and characterize a new mononuclear ruthenium (III) complex and enrofloxacin (enro, antibacterial drug of the fluoroquinolone family), [Ru(enro)3].nH2O. Several synthetic routes were tested, but only from one of them it was obtained the desired compound. The product was characterized by spectroscopic techniques of absorption in UV-visible and infra-red regions. Through this last technique, it was possible to determine the coordination mode of enrofloxacin to the ruthenium ion: the coordination occurs in a bidentate way through the pyridone oxygen and the oxygen of the carboxylate group. Another aim of this study was to investigate the interaction of mononuclear ruthenium (III) complex and the norfloxacin, [Ru(nor)3].nH2O, with the human serum albumin (HSA), through the technique of luminescence. More specifically, by the study of the quenching of luminescence of tryptophan residues, by applying the Stern-Volmers model of treatment of bimolecular suppression. The fluorescence quenching study showed, through the emission spectra of HSA, that increasing the complex concentration in HSA solution, there is a gradual reduction of the luminescence of HSA, due to the conformational changes of the protein that suggests the change of microenvironment near tryptophan residues. From the data processing it is possible to determine both K_sv and the kinetic constant of the suppression process, which showed temperature dependence, suggesting as the predominant mechanism of quenching the dynamic mechanism. However, this conclusion has been revised from the determination of the lifetimes of the excited state of HSA, and it can be concluded that the predominant mechanism at room temperature is the static mechanism, but with the temperatures increase, it occurs the predominance of the dynamic type mechanism. By determining the thermodynamic parameters, it was concluded that the interactions between HSA and the complex are spontaneous, and Van der Waals forces and hydrogen bonds are involved in the binding between HSA and suppressor.

Orientador: Felix Guillermo Reyes Reyes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T02:12:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teles_JulianaAndrade_D.pdf: 1120177 bytes, checksum: 722ff9118011c8e9f019532ed08cc69b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A enrofloxacina (ENR) é um antimicrobiano de exclusiva aplicação veterinária e possui como metabólito a ciprofloxacina (CIP), exclusiva de uso humano. No Brasil, a ENR não é permitida na aquicultura, porém, há evidências do seu uso nesse sistema de produção de alimentos. Por este motivo, em 2010, o MAPA (Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento) através do Plano Nacional de Controle de Resíduos e Contaminantes em produtos de origem animal (PNCRC/Animal), a incluiu na lista dos antimicrobianos a serem monitorados em peixes de cultivo. Diante da intensificação na produção de tilápias no Brasil, da possível utilização indevida da ENR na piscicultura brasileira, da falta de informações terapêuticas com ENR para esta espécie e dos danos à saúde pública que isto pode gerar através do uso indiscriminado desse antimicrobiano, o presente trabalho teve o objetivo de realizar estudo farmacocinético de dose única ENR (10 mg kg-1 p.v) através de ração medicada (0.1% de ENR) em tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus). A ENR (padrão analítico = 98%) foi dissolvida em solução alcoólica acidificada e adicionada a uma solução contendo o polímero, polivinilpirrolidona (PVP), e incorporada à ração comercial. O teor de ENR na ração foi quantificado (1.047 mg g-1) utilizando cromatografia líquida de alta eficiência, com detector de fluorescência (HPLC-FLD). Os peixes foram medicados através dessa ração e amostras de plasma e músculo foram coletadas nos seguintes tempos: 0.5, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 48, 72, 96 e 120h após a administração. Foram desenvolvidos e validados métodos analíticos em HPLC-FLD para quantificação da ENR e CIP nas matrizes plasma e músculo. Os métodos analíticos apresentaram desempenho satisfatório na matriz plasma com limites de quantificação (LOQ) de 3 ng mL-1 obtidos para ambos analitos e 10.0 e 7.0 ng g-1, no músculo, para CIP e ENR, respectivamente. Em todos os métodos foram utilizadas para quantificação dos analitos, curvas analíticas construídas pela fortificação das matrizes. Quanto aos parâmetros farmacocinéticos obtidos da ENR, para plasma e músculo, a concentração máxima obtida foi de 1.241 ± 0.423 µg mL-1 e 2.166 ± 0.742 µg g-1, respectivamente, no tempo de 8h demonstrando absorção lenta. O alto volume de distribuição (Vd) no plasma (7.03L kg-1), os valores da relação entre concentração músculo/plasma (1.12 a 3.82) indicaram boa distribuição no tecido muscular. Foi possível detectar e quantificar o metabólito (CIP), porém a taxa de conversão foi baixa (1.3%). Por último, o T1/2Ke de 2.08 dias no músculo, indica eliminação lenta e longo período de carência para que o produto cárneo possa ser consumido. O uso de antimicrobianos sem dados toxicológicos e farmacológicos para a espécie a qual se destinam tem dentre várias consequências, o aumento do risco à exposição de resíduos com valores acima daqueles permitidos (LMRs) e aumento na incidência/prevalência de resistência bacteriana no animal e no ser humano / Abstract: Enrofloxacin (ENR) is an exclusive antimicrobial veterinary application and has as metabolite ciprofloxacin (CIP), exclusive for human use. In Brazil, the ENR is not permitted in aquaculture, however, there is evidence of its use in this system of food production. For this reason, in 2010, MAPA (Ministry of Agriculture, Livestock and Supply) through the National Plan for Control of Residues and Contaminants in animal products (PNCRC/Animal), included in the list of antimicrobials to be monitored in fish cultivation. Given the intensification of tilapia production in Brazil, the possible improper use of ENR in Brazilian farming, the lack of information with therapeutic ENR for this species and harm to public health this could generate through the indiscriminate use of this antimicrobial, the aim of this work was to realize a single-dose pharmacokinetic study with ENR (10 mg k-1 bw) through medicated feed (0.1% ENR) in the Nile tilapia (Oreochromis niloticus). ENR (analytical standard = 98 %) was dissolved in acidified alcohol solution and added to a solution containing the polymer, polyvinylpyrrolidone (PVP ) and incorporated into commercial feed. The content of ENR in feed medicated was quantified (1.047 mg g-1) using high performance liquid chromatography with fluorescence detection (HPLC-FLD). The fish were medicated and its plasma and muscle samples were collected at the following times: 0.5, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 48, 72, 96 and 120h after administration. Analytical methods were developed and validated for HPLC-FLD for quantification of ENR and CIP in plasma and muscle. Analytical methods showed satisfactory performance in plasma with limits of quantification (LOQ ) of 3 ng mL-1obtained for both analytes, and in muscle,7.0 and 10.0 ng g-1 for CIP and ENR, respectively. In all methods were used for quantification of analytes, standard curves constructed by fortification of matrices. About the pharmacokinetic parameters obtained from the ENR for plasma and muscle, the maximal concentration of ENR was 1.241 ± 0.423 mg ml-1 for plasma and 2.166 ± 0.742 mg g- 1 for muscle, after 8h showing slow absorption. The high volume of distribution (Vd) in plasma (7.03 L kg- 1), the values of the ratios between muscle concentration/plasma (1.12 to 3.82 ) indicated good distribution in muscle tissue. It was possible to detect and quantify the metabolites (CIP), but the conversion rate was low (1.3%). Finally, the T1/2Ke 2.08 days in muscle indicates slow elimination and suggested long period of time for the meat product to be consumed. The use of antimicrobial agents without pharmacological and toxicological data for the species which it is applied have several consequences, like increasing the risk of exposure of residues above those permitted ( MRLs) and increased incidence/prevalence of bacterial resistance in animals and humans / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Orientador: Felix Guillermo Reyes Reyes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rezende_RenataAntunesEstaianode_M.pdf: 1522270 bytes, checksum: a0ea23b47147c504a5e5f70c7a0d1fbd (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A piscicultura no Brasil tem crescido de maneira significativa ao longo dos últimos 20 anos, refletido pelo aumento da produção com elevadas densidades de estocagem. Com a intensificação da atividade aquícola, o surgimento de surtos causados por vários agentes etiológicos tornam-se cada vez mais freqüentes, dentre eles as bacterioses. Para combater o agente responsável por essas enfermidades, muitos antibióticos são utilizados de maneira ilícita, podendo, além de não apresentar efetividade durante o tratamento, causar letalidade aos animais e danos ambientais. Atualmente, o Brasil possui apenas dois antimicrobianos aprovados para uso na aquicultura: florfenicol e oxitetraciclina. A enrofloxacina (ENR) é um antibiótico largamente utilizado na medicina veterinária por apresentar elevado potencial de eficácia no tratamento de bacterioses. Porém, apesar de no Brasil ainda não ter uso regulamentado na piscicultura, muitos produtores acabam utilizando-a de forma ilícita, sendo adicionada à ração ou em banhos de imersão. Esses procedimentos de administração favorecem a perda do fármaco por meio da lixiviação, promovem a mudança do ecossistema aquático, além de prejudicar a saúde animal e do consumidor. Possíveis alternativas para facilitar a administração da ENR, minimizando os problemas causados no meio ambiente, são os revestimentos na ração, um dos mais antigos processos farmacêuticos ainda existentes e com grande aplicabilidade em diversos segmentos. Para a formação desses revestimentos, os polímeros utilizados precisam ser compatíveis com as características químicas e físico-químicas do fármaco, garantindo homogeneidade ao produto final e redução de perda do medicamento ao longo do tempo de administração da ração. Para tanto, faz-se necessário o revestimento da ração medicada seguida da avaliação das taxas de lixiviação, a fim de avaliar as perdas do fármaco para o ambiente. Para alcançar este objetivo, é necessária a disponibilidade de um método analítico devidamente validado que garanta a determinação do teor, antes e depois do processo de lixiviação da ração medicada. O método desenvolvido para quantificação da ENR na ração foi baseado na técnica de cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD). O método foi validado considerando os seguintes parâmetros: linearidade, sensibilidade, seletividade, precisão intradia e interdias, exatidão, limite de detecção, limite de quantificação. Os resultados obtidos apresentaram conformidade com as recomendações dos guias de validação da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA, 2003) e do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA, 2010), indicando que o método é apropriado para a determinação de ENR na ração medicada. O revestimento da ração medicada tanto com 0,5 % quanto com 2,0 % de polivinilpirrolidona (PVP-K30) reduziu a taxa de lixiviação da ENR na ração para a água, porém essa taxa de redução depende significativamente (p<0,05) da temperatura e do tempo de permanência da ração na água / Abstract: Fish farming in Brazil has grown significantly over the past 20 years, reflected by increased production at high stocking densities. With the intensification of aquaculture, the emergence of outbreaks caused by various etiological agents becomes increasingly frequent, including the bacterial diseases. To combat the agents responsible for those diseases, many antibiotics are used illicitly. Nonetheless, in addition to the possibility of no effectiveness during treatment, they can induce lethality to the animals and cause environmental damage. Currently, Brazil has only two antimicrobials approved for use in aquaculture: florfenicol and oxytetracycline. Enrofloxacin (ENR) is an antibiotic widely used in veterinary medicine for presenting a high potential for efficacy in treating bacterial diseases. However, although in Brazil it is not yet regulated for use in fish farming, many farmers use it unlawfully, being added to the feed or by immersion baths. These procedures favor the drug loss through leaching from the feed, induce changes at the aquatic ecosystem, and endanger consumer and animal health. Possible alternatives to facilitate the administration of ENR, minimizing the problems caused in the environment are the feed coating, one of the oldest processes still exist with great applicability in several pharmaceutical segments. For the coating, polymers must be compatible with the chemical end physic-chemical characteristics of the drug, ensuring homogeneity of the final product and reduction of drug loss over time of feed administration. For this purpose, after coating the medicated feed becomes necessary to evaluate the leaching rate of the drug from the feed. To accomplish this it is required to develop and validate an analytical method that guarantees the determination of the drug content, before and after the leaching process of the medicated feed. The method for quantification of ENR in the feed was based on the technique of high performance liquid chromatography with diode array detector (HPLC-DAD). The method was validated considering the following parameters: linearity, sensitivity, selectivity, intra-day and inter-day precision, accuracy, detection and quantification limits. The results showed compliance with the recommendations from the validation guide of the National Agency for Sanitary Surveillance (ANVISA, 2003) and the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply (MAPA, 2010), indicating that the method is suitable for the ENR determination on the medicated feed. The coating of the medicated feed with both: 0.5% and 2.0% polivinilpirrolydone (PVP-K30) reduced the leaching rate of the ENR from the feed to the water. However, the leaching rate reduction depends significantly (p<0.05) on the water temperature, as well as on the time residence of the feed in the water / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestra em Ciência de Alimentos

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-06-07T12:41:36Z No. of bitstreams: 1 Ismaela Maria Ferreira de Melo.pdf: 1484897 bytes, checksum: 412f7fc7d3537d1d040e74378ac1ef3c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-07T12:41:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ismaela Maria Ferreira de Melo.pdf: 1484897 bytes, checksum: 412f7fc7d3537d1d040e74378ac1ef3c (MD5) Previous issue date: 2012-02-07 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Fluoroquinolones are frequently used in human and veterinary medicine for treatment and prevention of disease respiratory tract, digestive and urinary. Within this group we can highlight the enrofloxacin, a drug that presents a wide spectrum of activity against Gram positive and Gram negative. It is known that fluoroquinolones are the property of crossing the placenta and may have adverse effects on the developing fetus, especially when you consider that more than half of pregnancies are unplanned, and thus a large number of women may be exposed to potentially these drugs during the first trimester of pregnancy. However, the mechanisms of these adverse effects are still unknown. Thus, the present study was to evaluate the effect of enrofloxacin in pregnant rats on placental development and offspring. Enrofloxacin (Baytril ®) was administered at a dose of 5 mg / kg daily intramuscular throughout pregnancy. The placentas were analyzed morphologically, morphometrically and immunohistochemical tests for seven, fourteen and twenty days of pregnancy. The results showed that the treated group there was significant reduction in the number of implantation sites, weight and placental total area of the disk at fourteen and twenty days of development, and quantitative changes in the constituents of the layers of the labyrinth, trophoblastic giant cells and trofospongio of the placenta. There were observed no evidence of malformation in the head, trunk and limbs of neonates. However, there was a significant reduction in the number and weight of neonates in enrofloxacin-treated group compared to control, but without affecting its length. There was no change in the histochemical analysis, however, the TUNEL test showed stronger apoptotic activity in the placentas with only 14 days of development in the treated group compared to control. With this we conclude that enrofloxacin when administered at a dose of 5 mg/kg in rats during pregnancy interferes with placental development by altering the constituents of the placenta and increase apoptosis in the middle third of pregnancy, and reflecting the reduction in the number and weight of neonates. / As fluoroquinolonas são freqüentemente usadas na medicina humana e veterinária para tratamento e prevenção de doenças do trato respiratório, digestivo e urinário. Dentro deste grupo podemos destacar a enrofloxacina, um fármaco que apresenta um elevado espectro de atividade frente bactérias Gram positivo e Gram negativo. Sabe-se que as fluoroquinolonas têm a propriedade de atravessar a placenta podendo ter efeitos adversos no feto em desenvolvimento, principalmente se levarmos em consideração que mais da metade das gestações não são planejadas, e assim, um grande número de mulheres pode ser potencialmente expostas a estes fármacos durante o primeiro trimestre de gravidez. No entanto, os mecanismos desses efeitos adversos ainda são desconhecidos. Assim, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar o efeito da enrofloxacina em ratas prenhas no desenvolvimento da placenta e da prole. A enrofloxacina (Baytril®) foi administrada na dose de 5 mg/kg, diariamente, via intramuscular, durante toda a gestação. As placentas foram analisadas morfologicamente, morfometricamente e imunohistoquimicamente aos sete, quatorze e vinte dias de prenhez. Os resultados mostraram que no grupo tratado houve redução significativa do número de sítios de implantação, do peso e área total do disco placentário aos quatorze e vinte dias de desenvolvimento, e alterações quantitativas nos elementos constituintes das camadas do labirinto, trofospongio e células trofoblasticas gigantes da placenta. Não foram observados nenhum indício de malformação na cabeça, tronco e membros dos neonatos. No entanto, houve uma redução significativa no número e peso dos neonatos no grupo tratado com a enrofloxacina em relação ao controle, porém sem afetar o seu comprimento. Não houve alteração na análise histoquímica, porém, o teste de TUNEL mostrou atividade apoptótica mais intensa apenas nas placentas com 14 dias de desenvolvimento do grupo tratado em relação ao controle. Com isso concluímos que a enrofloxacina quando administrada na dosagem de 5 mg/kg durante prenhez em ratas interfere no desenvolvimento placentário, por alterar os elementos constituintes da placenta e aumentar a apoptose no terço médio da gestação, tendo como reflexo a redução no número e peso dos neonatos.

Orientadores: Felix Guillermo Reyes Reyes, Marili Villa Nova Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T20:15:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Branco_LucianadaConceicaoCastello_M.pdf: 696133 bytes, checksum: 0c1ae932e7cdd4cd2fea5388f7a0bb5a (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os antimicrobianos são aplicados mundialmente na tilapicultura para o tratamento de bacterioses, principais doenças que acometem esta espécie. Entre os antibióticos, a enrofloxacina (ENR), pertencente à família das quinolonas, é utilizada internacionalmente e tem demonstrado ser eficaz no tratamento de infecções bacterianas. No Brasil, seu uso na criação de peixes ainda não foi aprovado, mas o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) incluiu, em 2010, este fármaco no Plano Nacional de Controle de Resíduos e Contaminantes em Peixes (PNCRC). A ENR é biotransformada pelos animais à ciprofloxacina (CIP), composto este que apresenta atividade antimicrobiana e é utilizado na medicina humana. O processamento de alimentos tem mostrado ser um fator positivo para a segurança dos alimentos, devido à possível degradação de resíduos de antimicrobianos que poderiam causar o desenvolvimento de resistência em micro-organismos ou induzir efeitos adversos na saúde de seres humanos. Assim, é de grande importância, do ponto de vista da saúde pública e de conhecimento científico, conhecer o comportamento de resíduos de medicamentos veterinários nos alimentos quando submetidos ao processamento. O fishbúrguer, preparado com carne de tilápia, têm demonstrado elevada aceitação pelos consumidores. Isto reflete o novo estilo da vida em que os requisitos para a compra de um alimento incluem os benefícios nutricionais e também a conveniência de preparação. Para avaliar a diminuição dos níveis de resíduo de ENR e CIP presentes em filé de tilápia, durante processo de produção e fritura dos mesmos, torna-se necessário o desenvolvimento e validação de metodologia analítica que apresentem precisão, exatidão e sensibilidade para determinar este composto e seu metabólito. Portanto, os objetivos deste trabalho foram em filé de tilápia, bem como em um produto derivado, fishbúrguer, para avaliar a estabilidade dessas substâncias durante o processo de produção e fritura. Para este fim, um método simples, rápido e de baixo custo, utilizando LC-MS, foi desenvolvido e validado para a determinação simultânea de ENF e CIP. O preparo de amostra foi baseado na precipitação de proteínas com ácido tricloroacético, extração com acetonitrila e limpeza do extrato com hexano. A separação cromatográfica foi realizada em uma coluna C18. Para ambos os compostos, as curvas de calibração na matriz demonstraram linearidade superior a 0,99. O método foi seletivo, exato (91-100% de recuperação) e preciso (coeficientes de variação abaixo de 5%). Limites de detecção e quantificação foram, respectivamente, 3,5 e 10,4 µg/kg para ambos os compostos. Os valores calculados CCa e CCß foram, respectivamente, 107 e 114 µg/kg para ENR e 105 e 110 µg/kg para CIP (LMR estabelecido pela Comissão da UE é de 100 µg/kg para a soma de ENR e CIP). O método foi empregado para a determinação de resíduos de ENR e CIP em amostras de filés de tilápia obtidos a partir de peixes expostos a ENR (dose única de 40 mg/kg de peso corpóreo - administrado via ração). Os animais foram sacrificados após 4, 8 e 12 h de exposição. Resíduos acima do LMR foram encontrados mesmo após 12 h de administração do fármaco. A fim de avaliar a influência do processo de produção e fritura sobre os níveis residuais de ENR e CIP, fishbúrgueres foram preparados com filé de tilápias expostas a ENR. O método analítico para determinação da ENR e CIP no filé de tilápia foi adaptado e validado para a análise de fishbúrgueres antes e após fritura. Os métodos adaptados foram validados e mostraram-se linear, com coeficiente de correlação maior que 0,99, precisos (coeficiente de variação abaixo de 6%) e exatos (recuperação média de 90 a 106%). Foram analisadas amostras de fishbúrgueres (antes e após fritura) utilizando os métodos validados. Não foi verificada redução significativa dos níveis residuais da soma de ENR e CIP durante o preparo dos fishbúrgueres. No entanto, redução (p<0,05) de, aproximadamente, 10% foi verificada como consequência da fritura. Porém, essa redução pode ser considerada baixa em termos de segurança dos consumidores / Abstract: Antimicrobials are used worldwide for the treatment of tilapicultura bacteriosis, main diseases that affect this species. Among the antibiotics, enrofloxacin (ENR), belonging to the quinolone family, is used internationally and has been shown to be effective in treating bacterial infections in fish. In Brazil, its use in fish farm is not yet approved, but the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply (MAPA) included, in 2010, this drug in the National Plan for Control of Residues and Contaminants in Fish (PNCRC). ENR is biotransformed in the body of animals being converted to ciprofloxacin (CIP), an active compound used in human medicine. Food processing has shown to be a positive factor for the food safety, due to the possible degradation of antimicrobial agents that could potentially cause development of resistance in microorganisms or induce adverse health effects in humans. Thus, it is of great importance, from the standpoint of public health and scientific knowledge, to know the behavior of veterinary drugs in foods when subjected to processing for consumption. The fishburger, prepared with meat from tilapia, have shown high acceptance by the consumers. This follows the new style of life in which the requirements for the purchase of a food include the nutritional benefits and the convenience of preparation. To evaluate the degradation of ENR present in meat processed as tilapia fishburger, it becomes necessary to develop and validate analytical methods that present precision, accuracy and sensitivity to determine this compound and CIP as well. Therefore, the objectives of this study were to develop and validate analytical method for the determination of ENR and CIP in tilapia fillet, as well as in a product derived from tilapia meat (fishburger) and to evaluate the stability of these substances during the frying of fishburgers prepared from tilapias exposed to ENR. For this purpose, a simple, fast and low cost LC-MS method for the simultaneous determination of ENR and CIP residues in tilapia fillet and fishburgers was developed and validated. Sample preparation was done by protein precipitation with trichloroacetic acid, acetonitrile extraction and extract clean up with hexane. The chromatographic separation was performed on a C18 column. For both compounds, matrix matched calibration curves showed linearity higher than 0.99. The method was selective, accurate (91-100% recovery) and precise (coefficients of variation below 5%). Limits of detection and quantification were, respectively, 3.5 and 10.4 µg/kg for both compounds. The calculated CCa and CCß values were, respectively, 107 and 114 µg/kg for ENR and 105 and 110 µg/kg for CIP (MRL established by the EU Commission is 100 µg/kg for the sum of ENR and CIP). The method was employed for the determination of ENR and CIP residues in samples of tilapia fillets obtained from fishes exposed to ENR (single dose of 40 mg/kg b.w incorporated in the feed). The animals were killed after 4, 8 and 12 h of exposure. Sum of residues of ENR and CIP above the MRL were found, even after 12 h of ENR administration. In order to evaluate the influence of cooking (frying) on the residual levels of ENR and CIP, fishburgers were formulated with fillet of tilapias exposed to ENR. The analytical method for the determination of ENR and CIP in tilapia fillet was adapted and validated for the analysis of the fishburgers before and after frying. Adapted and validated methods showed linearity with a correlation coefficient greater than 0.99, selectivity, precision (coefficient of variation below 6%) and accuracy (average recovery of 90 to 106%). Samples of fishburgers (before and after frying) were analyzed using the validated methods. A small reduction (approximately 10%) in the residual levels of ENR and CIP as a consequence of frying was verified, indicating that both compounds are stable to cooking conditions / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos