Orientador: Maria Teresa Barros Schutz Co-orientadora: Dirnei Seli F.Baroni / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular / Resumo: Ratos das gerações P, F1, F2, foram contaminados com uma solução do herbicida Tordon 0,1% na água de beber. O processo de contaminação pelo Tordon foi efetuado sobre os filhotes, através de suas mães, durante o período de gestação e amamentação. Nas três gerações foram quantificados: a proporção sexual em cada ninhada, número de dias para o nascimento dos filhotes, número de filhotes que morriam após o nascimento em cada ninhada e em cada grupo experimental. Na geração F1 foram quantificados o reflexo de endireitamento, o tempo de abertura palpebral, e o peso corporal, bem como, foram feitos testes comportamentais (movimentação espontânea, teste do "Rota-Rod", teste do "Open-Field", teste do "Plus-Maze" e esquiva ativa). Após todos estes processos, foi feito um estudo histológico a nível de sistema nervoso central e de testículos. Nossos resultados mostraram que a proporção sexual entre os filhotes de mães contaminadas (1 macho : 1 fêmea) é diferente (p<0,05) da proporção observada entre os filhotes do grupo controle (6 machos : 5 fêmeas). As fêmeas contaminadas demoraram mais (p<0,05) para dar cria que as fêmeas do grupo controle. Os animais contaminados nasceram com uma tendência de peso corporal menor, que se manteve até, aproximadamente, os 49 dias de idade. Aos 53 dias de idade o peso corporal destes animais tornou-se maior que os dos controles, permanecendo assim até a idade adulta. O reflexo de endireitamento levou mais tempo para ser adquirido no grupo Tordon, enquanto que o tempo de abertura palpebral é igual nos dois grupos. Nos testes comportamentais, verificamos que a movimentação espontânea aos 40 e aos 90 dias de idade é maior no grupo Tordon, sendo que no grupo controle há um decréscimo e no grupo Tordon um aumento da movimentação espontânea dos 40 para os 90 dias de idade. Por outro lado, no teste do "Rota-Rod" não se observou diferença entre os grupos experimentais. No teste do "Open-Field" os animais contaminados ambularam menos, tiveram um tempo de "freezing" maior, um número de "rearing-up" menor e um tempo de "grooming" maior. Em relação aos parâmetros de defecação e micção, não foram observadas diferenças. No teste de "Plus-Maze", os parâmetros %TA e T/NEA foram maiores no grupo Tordon. No teste de esquiva ativa os animais Tordon mostraram tendência a um desempenho maior. Apesar de todos estes resultados, o material histológico corado com H.E e/ou impregnado por prata não apresentou nenhuma alteração morfológica, quer seja a nível de S.N.C. ou a nível de testículos. Assim, devido a todas as alterações comportamentais observadas, podemos inferir que o herbicida Tordon contamina os filhotes através da barreira placentária, hemato-encefáfica e mesmo através do leite na amamentação. Podendo, com isto, causar alterações funcionais irreversíveis no S.N.C. Alterações estas que foram observadas na idade adulta do animal, quando foram feitos os testes comportamentais e não havia contato com o herbicida há, pelo menos, 40 dias. / Abstract: Three generation of rats P, F1, F2 was contaminated with "Tordon" 0,1% solution in water drink. The offspring Tordon contamination was done via their mothers during pregnancy and lactation. At the three generation was quantified the sexual ratio in each progeny; number of days for bird offspring and number of dead offspring in each experimental group. The F1 was used for quantified the time to respond stand upright reflex; eyelid opening time; body weight and behavioral tests (spontaneous movement, "Rota-Rod" time, "Open-Field" test, "Plus-Maze" test and active avoidance) and histological studies of C.N.S and testicles. Our experimental results demonstrated a sexual ratio 1 male : 1 female at the contaminated animal (TA) and 6 males : 5 females in control group (CA); contaminated females had longer gestational period than the control females; the (TA) were born with non significant lower body weight in comparison the (CA). However from 53 days old their average body weight become higher than the mean of non contaminated group; the contaminated rats were able to responsed to the stand upright reflex later than (CA) in spite of eyelid opening time being the same for both groups. At behavioral tests we have found that : Tordon group spontaneous movement rate was higher than the (CA) at 40 and 90 days old with a increasing rate in (TA) and decreasing rate in (CA) between first and second measurement. The results from "Rota-Rod test" were similar to both groups. Contaminated animals at the Open-Fields test, ambulated less, had a higher time of freezing, lower number of rearing-up and a higher time of grooming. Number of boluses and miction equal to control group. Plus-Maze test showed higher TA% and T/NEA for (TA), while active-avoidance test demonstrated a tendency of worse of performance for (TA). In spite of morphological alteration of C.N.S. and testicles were not observed at histological examinations, the behavioral changes found led us to condud that probably Tordon herbicide was able to cross the placentary and hemato-encephalic barrier and were present at the milk, causing irreversible functional alterations at C.N.S. that stayed until adult age when the behavior test occurred.

O aumento da produção de espécies ativas de oxigênio (EAOs) é observado em resposta a uma variedade de agentes estressantes, incluindo herbicidas. Alguns estudos relacionam o sistema antioxidante com a proteção celular e a resistência aos agroquímicos. O s-metolachlor é um herbicida chloroacetanilida, de alta toxicidade e um dos agroquímicos mais freqüentemente detectados em estudos de contaminação ambiental. Esse trabalho objetivou estudar a relação entre a toxicidade do herbicida e a resposta do sistema antioxidante em três bactérias isoladas de solo agrícola. Os microrganismos foram cultivados em meio nutritivo com doses crescentes de herbicida (0, 34 e 340 mM). Na maior dose de s-metolachlor, foi observada alta taxa de peroxidação lipídica, a qual reflete os danos causados pelo estresse oxidativo. O perfil protéico foi diferente entre as espécies bacterianas em análise de SDS-PAGE, porém não foi observada nenhuma diferença significativa entre as doses de s-metolachlor. As enzimas superóxido dismutase e catalase apresentaram indução da atividade na presença do herbicida a 34 mM, o que pode estar relacionado ao aparecimento de uma nova isoforma de CAT em análise de PAGE nativo. Para a enzima glutationa-redutase (GR), houve o aparecimento de novas isoformas na presença do herbicida, principalmente na concentração de 340 mM em PAGE. Já a atividade da glutationa S-transferase e da GR, em espectrofotômetro, refletiram a toxicidade do herbicida, apresentando queda em meio com maior dose de s-metlachlor. A variedade de respostas encontradas entre as bactérias foi muito maior do que o fator que produziu a resposta, sendo que esta diversidade pode condicionar o encontro de uma espécie bacteriana com vantagens na resistência ao herbicida. Os resultados sugerem que em baixas doses (34 mM), o herbicida pode induzir a atividade de algumas enzimas antioxidantes, porém, em doses maiores (340 mM) ele é tóxico para as bactérias. / The increase of reactive oxygen species (ROS) production is observed in response to a variety of stressful agents, such as herbicides. Some studies can associate the antioxidant system with cell protection and resistance to agrochemicals. S-metolachlor is a chloroacetanilide herbicide of high toxicity and one of the most commonly detected agrochemicals in studies concerning environmental contamination. The objective of this work was to investigate the relation between the herbicide toxicity and the oxidative responses in three bacteria isolated from an agricultural soil. These microorganisms were cultivated in nutritive media in the presence of increasing herbicide concentrations (0 mM, 34 mM and 340 mM). At the high concentration of smetolachlor, 340mM, lipidic peroxidation was observed, reflecting the damage caused by the oxidative stress. The protein profile was different among bacterial species in SDS-PAGE analyze, but no significant difference occurred between the different s-metolachlor dosages. The superoxide dismutase and catalase enzymes showed activity induction in the presence of 34 mM of s-metolachlor, which can be related to the emergence of a new CAT isoform in native PAGE analyze. In the case of glutathione-reductase (GR) it was also observed the induction of new isoforms in the presence of the herbicide, mainly in the 340 mM PAGE concentration. The activity of glutathione S-transferase and GR in spectrophotometer reflected the herbicide toxicity, it decreased in the media with the 340 mM of s-metolachlor. The variety of responses showed among the bacterias was much higher than the factor that induced the response. This diversity can lead to found bacterial species with advantages in herbicide resistance. The results suggest that at low doses (34 mM), the herbicide may induce the activity of some antioxidant enzymes, but in larger doses (340 mM) it is toxic to the bacteria.

O aumento da produção de espécies ativas de oxigênio (EAOs) é observado em resposta a uma variedade de agentes estressantes, incluindo herbicidas. Alguns estudos relacionam o sistema antioxidante com a proteção celular e a resistência aos agroquímicos. O s-metolachlor é um herbicida chloroacetanilida, de alta toxicidade e um dos agroquímicos mais freqüentemente detectados em estudos de contaminação ambiental. Esse trabalho objetivou estudar a relação entre a toxicidade do herbicida e a resposta do sistema antioxidante em três bactérias isoladas de solo agrícola. Os microrganismos foram cultivados em meio nutritivo com doses crescentes de herbicida (0, 34 e 340 mM). Na maior dose de s-metolachlor, foi observada alta taxa de peroxidação lipídica, a qual reflete os danos causados pelo estresse oxidativo. O perfil protéico foi diferente entre as espécies bacterianas em análise de SDS-PAGE, porém não foi observada nenhuma diferença significativa entre as doses de s-metolachlor. As enzimas superóxido dismutase e catalase apresentaram indução da atividade na presença do herbicida a 34 mM, o que pode estar relacionado ao aparecimento de uma nova isoforma de CAT em análise de PAGE nativo. Para a enzima glutationa-redutase (GR), houve o aparecimento de novas isoformas na presença do herbicida, principalmente na concentração de 340 mM em PAGE. Já a atividade da glutationa S-transferase e da GR, em espectrofotômetro, refletiram a toxicidade do herbicida, apresentando queda em meio com maior dose de s-metlachlor. A variedade de respostas encontradas entre as bactérias foi muito maior do que o fator que produziu a resposta, sendo que esta diversidade pode condicionar o encontro de uma espécie bacteriana com vantagens na resistência ao herbicida. Os resultados sugerem que em baixas doses (34 mM), o herbicida pode induzir a atividade de algumas enzimas antioxidantes, porém, em doses maiores (340 mM) ele é tóxico para as bactérias. / The increase of reactive oxygen species (ROS) production is observed in response to a variety of stressful agents, such as herbicides. Some studies can associate the antioxidant system with cell protection and resistance to agrochemicals. S-metolachlor is a chloroacetanilide herbicide of high toxicity and one of the most commonly detected agrochemicals in studies concerning environmental contamination. The objective of this work was to investigate the relation between the herbicide toxicity and the oxidative responses in three bacteria isolated from an agricultural soil. These microorganisms were cultivated in nutritive media in the presence of increasing herbicide concentrations (0 mM, 34 mM and 340 mM). At the high concentration of smetolachlor, 340mM, lipidic peroxidation was observed, reflecting the damage caused by the oxidative stress. The protein profile was different among bacterial species in SDS-PAGE analyze, but no significant difference occurred between the different s-metolachlor dosages. The superoxide dismutase and catalase enzymes showed activity induction in the presence of 34 mM of s-metolachlor, which can be related to the emergence of a new CAT isoform in native PAGE analyze. In the case of glutathione-reductase (GR) it was also observed the induction of new isoforms in the presence of the herbicide, mainly in the 340 mM PAGE concentration. The activity of glutathione S-transferase and GR in spectrophotometer reflected the herbicide toxicity, it decreased in the media with the 340 mM of s-metolachlor. The variety of responses showed among the bacterias was much higher than the factor that induced the response. This diversity can lead to found bacterial species with advantages in herbicide resistance. The results suggest that at low doses (34 mM), the herbicide may induce the activity of some antioxidant enzymes, but in larger doses (340 mM) it is toxic to the bacteria.

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:36:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009 / O glifosato é um herbicida não-seletivo, sistêmico e suas vendas representam em torno de 60 por cento das vendas de herbicida em todo o planeta, totalizando uma quantia de 1,2 bilhões de dólares anuais. Este princípio ativo é apontado como um potencial contaminante ambiental, juntamente a seu metabólito, o ácido aminometilfosfônico (AMPA), visto que são altamente hidrossolúveis. Adegradação de glifosato em AMPA ocorre rapidamente no meio ambiente. A dispersão pelo ar e a contaminação de corpos hídricos, são potenciais fontes de exposição a seres humanos, que pode acontecer de forma direta ou indireta, sendo que a exposição crônica a estas substâncias vem sendo estudada com resultados que sugerem correlação entre a exposição e desregulação endócrina, câncer e dermatites. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de contaminação ambiental por Glifosato, na área rural da Serrinha do Mendanha, pertencente ao bairro de Campo Grande, município do Rio de Janeiro. Essa comunidade é considerada como periurbana, apesar das características comuns às comunidades agrícolas, devido à proximidade de centros urbanos. O local é caracterizado pela presença de pequenas propriedades, onde as principais culturas são as de chuchu, abobrinha, banana, aipim, jiló e quiabo,observando-se um elevado consumo do herbicida glifosato. Para a avaliação da contaminação ambiental foi otimizado um método de análise para o glifosato em água. Além disso, foram avaliadas as diferenças no processo de trabalho da área periurbana em relação a áreas exclusivamente rurais. O glifosato pode ser identificado e quantificado analiticamente através de vários métodos, sendo a cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) a técnica escolhida para odesenvolvimento deste trabalho, após uma reação de derivatização, necessária para este tipo de análise.Foram investigadas 8 diferentes amostras de água, oriundas de 8 diferentes propriedades, sendo encontrado o metabólito AMPA na concentração de 2,98 ug/L em uma delas. Também foi investigado através de questionário. Apesar de apenas uma amostra ter apresentado resultado positivo, não se pode afirmar que a população não está exposta ambientalmente ao glifosato e a outros agrotóxicos, visto que há intensa aplicação destes produtos no local e esta não é feita com a devida proteção. Sugere-se estudos posteriores avaliando não só a matriz água, mas também o ar , além de matrizes biológicas, a fim se investigar os efeitos da exposição a estas substâncias sobre a saúde dos trabalhadores atuantes na Serrinha do Mendanha. / The herbicide glyphosate is a non-selective, systemic, and its sales represent around 60% of the sales of herbicide around the world, totaling an amount of 1.2 billion dollars annually. This active principle is identified as a potential environmental contaminant, together with its metabolite, the aminomethylphosphonic acid (AMPA), since they are highly water soluble. The degradation of glyphosate in AMPA occurs rapidly in the environment. The scattering by air and contamination of water bodies are potential sources of exposure to humans, which can happen directly or indirectly, Chronic exposure to these substances has been studied with results that suggest a correlation between exposure and endocrine disruption , cancer and dermatitis. The objective of this study was to evaluate the process of environmental contamination by Glyphosate in the rural area of Serrinha do Mendanha which belongs to the neighborhood of Campo Grande, Rio de Janeiro. This community is considered periurban due to the proximity to urban centers, despite the common characteristics with other agriculture communities. The site is characterized by the presence of small properties, where the main crops are vegetables, observing a high consumption of the herbicide glyphosate. To assess environmental contamination an analytical method was optimized to determine glyphosate in water. In addition, the differences between the work process in rural and periurban areas were evaluated. Glyphosate can be identified and quantified by several analytical methods, and the gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) the technique chosen for the development of this work after a reaction of derivatization is necessary for this type of analysis. In this study 8 different samples of water were investigated from 8 different properties, and found the metabolite AMPA in a concentration of 2.98 ug / L in one of them. The process of working was investigated through a questionnaire. Although only one sample has shown a positive result, it can not be said that the population is not environmentally exposed to glyphosate and other pesticides, as there is intense application of these products in place and this is not done with proper protection. It is suggested that further studies evaluating not only water but also the air, and biological matrices, to investigate whether the effects of exposure to these substances on the health of workers from Serrinha do Mendanha.

Processos de fotodegradação de compostos orgânicos tóxicos têm sido bastante estudados. Este trabalho trata da aplicação do processo foto-Fenton para a degradação de atrazina em água (composto modelo). O efeito das concentrações dos seguintes compostos foi avaliado: peróxido de hidrogênio (2 a 6 mmol L-1) e ferrioxalato de potássio (0,2 a 1 mmol L-1). Os experimentos foram realizados em um reator com lâmpada UV - 8W (254nm). O processo de fotodegradação foi monitorado por medidas de espectrofotometria de absorção molecular automatizada por injeção seqüencial (SIA) para determinação de peróxido de hidrogênio e por cromatografia a líquido de alta eficiência (CLAE) para determinação de atrazina e metabólitos. Os experimentos demonstram que o processo de foto-Fenton é viável para o tratamento de atrazina em água. / Photo-degradation processes of toxic organic compounds have been widely studied. This work describes the application of the photo-Fenton process for degradation of atrazine in water. Atrazine was used as a model compound. The effects of the concentration of the following substances were evaluated: hydrogen peroxide (1 to 6 mmol L-1) and potassium ferrioxalate (0.2 to 1 mmol L-1). The experiments were accomplished in a reactor with an 8W UV lamp at 254 nm. The photo-degradation was monitored by molecular absorption spectrophotometry automated by sequential injection analysis (SIA) for determination of hydrogen peroxide and by high performance liquid chromatography (HPLC) for determínation of atrazine and its metabolites. Experimental results demonstrated that the photo-Fenton process is feasíble for the treatment of atrazine.

Processos de fotodegradação de compostos orgânicos tóxicos têm sido bastante estudados. Este trabalho trata da aplicação do processo foto-Fenton para a degradação de atrazina em água (composto modelo). O efeito das concentrações dos seguintes compostos foi avaliado: peróxido de hidrogênio (2 a 6 mmol L-1) e ferrioxalato de potássio (0,2 a 1 mmol L-1). Os experimentos foram realizados em um reator com lâmpada UV - 8W (254nm). O processo de fotodegradação foi monitorado por medidas de espectrofotometria de absorção molecular automatizada por injeção seqüencial (SIA) para determinação de peróxido de hidrogênio e por cromatografia a líquido de alta eficiência (CLAE) para determinação de atrazina e metabólitos. Os experimentos demonstram que o processo de foto-Fenton é viável para o tratamento de atrazina em água. / Photo-degradation processes of toxic organic compounds have been widely studied. This work describes the application of the photo-Fenton process for degradation of atrazine in water. Atrazine was used as a model compound. The effects of the concentration of the following substances were evaluated: hydrogen peroxide (1 to 6 mmol L-1) and potassium ferrioxalate (0.2 to 1 mmol L-1). The experiments were accomplished in a reactor with an 8W UV lamp at 254 nm. The photo-degradation was monitored by molecular absorption spectrophotometry automated by sequential injection analysis (SIA) for determination of hydrogen peroxide and by high performance liquid chromatography (HPLC) for determínation of atrazine and its metabolites. Experimental results demonstrated that the photo-Fenton process is feasíble for the treatment of atrazine.