Submitted by CAROLINA VACCARI null (carol.vaccari@gmail.com) on 2017-08-24T13:04:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Carolina Vaccari pós-defesa FINAL.pdf: 2063422 bytes, checksum: df92d969ee7c2918b6f6b383c4b7e62f (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-25T14:27:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vaccari_c_me_bot.pdf: 2063422 bytes, checksum: df92d969ee7c2918b6f6b383c4b7e62f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T14:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vaccari_c_me_bot.pdf: 2063422 bytes, checksum: df92d969ee7c2918b6f6b383c4b7e62f (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A doença de Parkinson (DP) é uma condição neurodegenerativa progressiva que tem como possíveis fatores de risco o envelhecimento, a suscetibilidade genética e a exposição a certos agentes químicos. Nas últimas décadas, estudos epidemiológicos e experimentais têm sugerido associação entre exposição a praguicidas e o desenvolvimento da DP. No total, nove revisões sistemáticas (RS) da literatura foram realizadas desde 2005 para verificar a associação entre exposição ao herbicida paraquat e a DP. A maioria dessas revisões apresentou limitações metodológicas, como restrições de idioma (apenas artigos em inglês), de bases de dados, de período de publicação dos estudos, e principalmente, não avaliou a qualidade metodológica dos estudos por ferramentas consistentes. Dentre as RS seguidas de metanálise, a maioria apresentou resultados positivos e estatisticamente significativos, apesar de ter identificado alto nível de heterogeneidade (I²) entre os estudos. Assim, justificou-se a realização de nova RS da literatura e metanálise que apresentassem menos limitações operacionais que as detectadas nas RS existentes. Para isso, foram selecionados estudos coortes, caso-controle e transversais comparativos que incluíssem quaisquer participantes expostos ambiental e/ou ocupacionalmente ao paraquat, sem restrição quanto à dose ou período de exposição. Os desfechos considerados foram a DP diagnosticada por especialistas ou relatada pelos participantes em entrevistas e/ou questionários. As bases de dados pesquisadas foram: PubMed, EMBASE, LILACS, TOXNET e Web of Science, sem restrição de idioma ou período de publicação. A heterogeneidade entre os estudos foi avaliada pelo teste I², sendo o odds ratio (OR) a medida de estimativa de efeito, com intervalo de confiança 95%. O risco de viés foi avaliado pelas ferramentas modificadas do NewCastle Otawa. Como resultados, foram incluídos 15 estudos na RS e 12 estudos na metanálise, que resultou em um OR de 1,40 (IC 95% 1,16-1,70; I² 15%), demonstrando associação positiva entre exposição ao paraquat e DP. Essa associação pareceu ser mais evidente em indivíduos suscetíveis, expostos ocupacionalmente ao paraquat em coexposição a outros pesticidas e que fizeram pouco uso de equipamentos de proteção. No entanto, a maioria dos estudos incluiu pequeno número de participantes expostos e apresentou alto risco de viés. Assim, novos estudos prospectivos que documentem cuidadosamente a exposição ao herbicida, com maior número de indivíduos potencialmente expostos, ainda são necessários para consolidar a associação positiva observada. Também, a análise de genes específicos que aumentam a predisposição à DP, e coexposições a outros praguicidas que podem estar relacionados a essa doença, poderão contribuir para a identificação de fatores que modulam a sua ocorrência. / Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative condition whose possible risk factors are aging, genetic susceptibility and exposure to certain chemical agents. In the last decades, epidemiological and experimental studies have suggested an association between pesticide exposure and the development of PD. In total, nine systematic reviews (SRs) of the literature have been conducted since 2005 in order to verify the association between exposure to the herbicide paraquat and PD. However, most of them presented methodological limitations, such as language restrictions (only articles in English), databases, period of publication of the studies, and mainly, they did not evaluate their methodological quality by consistent tools. From the SRs followed by meta-analysis, the majority presented positive and statistically significant results, although a high level of heterogeneity (I²) was identified among studies. Thus, the conception of a new SR of the literature and meta-analysis that presented less operational limitations than those detected in the existing SRs was justified. For this, cross-sectional, cohort and case-control studies enrolling any participant exposed to environmental and/or occupational exposure to paraquat, without restrictions regarding dose or period of exposure, were selected. Outcomes considered were PD diagnosed by specialists or reported by the participants themselves in interviews and/or questionnaires. The searched databases were: PubMed, EMBASE, LILACS, TOXNET and Web of Science, without language or publication period restrictions. The heterogeneity among studies was evaluated by the I² test. Data were summarized as odds ratios with their respective 95% confidence intervals. Risk of bias was assessed by modified tools from the NewCastle Otawa Scale. As results, 15 studies were included in the SR and 12 studies included in the meta-analysis. An OR of 1.40 (95% CI 1.16-1.70, I² 15%) was obtained, demonstrating a positive association between exposure to paraquat and PD. This association appeared to be more evident in susceptible individuals, occupationally exposed to paraquat in coexposure to other pesticides, lacking use of protective equipment. However, most studies included a small number of exposed participants and presented a high risk of bias. Thus, new prospective studies that carefully document the herbicide exposure, with a greater number of potentially exposed individuals, are still necessary to consolidate the positive association observed. Also, the analysis of specific genes that increase predisposition to PD, and coexposure to other pesticides that may be related to this disease, may contribute to the identification of factors that modulate its occurrence. / CNPq: 134411/2015-3

Master of Science / Department of Agronomy / Dallas E. Peterson / During 2015 and 2016, five site years of research were implemented in double crop soybean after winter wheat at experiment fields in Kansas near Manhattan, Hutchinson, and Ottawa to assess various non-glyphosate herbicide treatments at three different application timings for control of Palmer amaranth (Amaranthus palmeri S. Wats.) and common waterhemp (Amaranthus rudis Sauer). Spring-post (SP) treatments with residual control of Palmer amaranth and waterhemp were applied in the winter wheat at Feekes 4 and resulted in less than 50% control of Palmer amaranth and waterhemp at the time of double crop soybean planting. Pre-harvest treatments were applied two weeks before winter wheat harvest. 2,4-D resulted in highly variable Palmer amaranth and waterhemp control whereas flumioxazin resulted in comparable control to PRE treatments that contained paraquat plus a residual herbicide. Excellent Palmer amaranth and waterhemp control was observed at 1 week after planting (WAP) double crop soybean with a preemergence (PRE) paraquat application; however, reduced control of Palmer amaranth and waterhemp was noted at 8WAP due to extended emergence. Palmer amaranth and waterhemp control was 85% or greater at 8WAP for most PRE treatments that included a combination of paraquat plus residual herbicides. PRE treatments that did not include the combination of paraquat and residual herbicides did not provide acceptable control. A second set of field experiments were established in 2015 and 2016 near Manhattan, Hutchinson, and Ottawa to assess residual Palmer amaranth and waterhemp control with very-long-chain-fatty acid (VLFCA) inhibiting herbicides. Acetochlor (non-encapsulated and encapsulated), alachlor, dimethenamid-P, metolachlor, S-metolachlor, and pyroxasulfone as well as the microtubule inhibiting herbicide pendimethalin were applied at three different field use rates (high, middle, and low) based on labeled rate ranges for soybean as PRE treatments in a non-crop scenario after the plot was clean tilled with a field cultivator. The experiment was conducted one time in 2015 and four times in 2016 at two different locations for a total of five site years of data. PRE applications were made June 1, 2015, near Manhattan. PRE applications in 2016 were made in April at locations near Hutchinson and Ottawa; the second run of the experiment was applied in June at the same locations on a different set of plot areas. At Manhattan pyroxasulfone, S-metolachlor, and dimethenamid-P resulted in the highest Palmer amaranth control at 4WAT. At Hutchinson, pyroxasulfone resulted in superior Palmer amaranth control compared to dimethenamid-P and pendimethalin at 4WAT and 8WAT. At Ottawa, acetochlor, S-metolachlor, and pyroxasulfone resulted in higher waterhemp control than alachlor and pendimethalin at 4WAT and 8WAT.

Les matériaux polymères multi stimulables sont d’ores et déjà utilisés dans différents domaines d’applications, tels que le relargage de principes actifs sur commande, l’ingénierie tissulaire, les matériaux auto réparants ou les senseurs. Depuis une vingtaine d’années, la chimie supramoléculaire s’est révélée être un outil de choix pour créer ce type de matériaux dits « intelligents ». Elle permet en effet de moduler voir de programmer les propriétés des matériaux en contrôlant le caractère dynamique des interactions supramoléculaires via l’application de stimuli adaptés. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse financée par l’ANR (projet STRAPA) avaient pour principal objectif d’exploiter des complexes à base de cyclobis paraquat paraphénylène (CBPQT4+) et d’entités riches en électrons (tétrathiafulvalène, naphtalène) pour concevoir des hydrogels supramoléculaires multi-stimulables. Deux types d’hydrogels ont été développés : des hydrogels physiques (réticulés de manière supramoléculaire) capables de présenter une transition sol-gel sous stimuli (température, ajout de molécules compétitrices) et des hydrogels chimiques (réticulés de manière permanente) dotés de motifs de reconnaissance moléculaire riches en électrons dont les propriétés de gonflement peuvent être finement contrôlées. En particulier, nous avons montré que celles-ci pouvaient être manipulées très facilement via le nombre d’unités riches en électrons présents au sein des hydrogels, en contrôlant le pourcentage de complexes formés, ainsi qu’en appliquant divers stimuli (température, red/ox, macromolécules compétitrices, tensioactifs). / Multistimuli-responsive polymer materials play an important role in various fields of applications, (drug delivery system, tissue engineering, and self-healing materials. In the last past decades, supramolecular chemistry has emerged as a powerful tool to build such smart materials. Indeed, thanks to the inherent and/or induced dynamic behavior of supramolecular interactions, materials properties can be potentially tuned or even programmed. The main objective of this thesis, that have been carried out in the framework of the STRAPA ANR project, was to exploit host-guest interactions formed from the cyclobis paraquat paraphenylene (CBPQT4+) host molecule and electron-rich entities (tetrathiafulvalene, naphthalene) to conceive multi-stimuli responsive hydrogels. Two kind of smart hydrogels have been developed : physical hydrogels in which the sol-gel transition can be controlled upon heating or by adding competitive molecules, and chemical hydrogels with programmable swelling properties. In the last case, we have notably shown that the actuating behavior of hydrogels could be finely triggered by applying various environmental stimuli (T, red/ox, competitive macromolecules and surfactants).

La preocupación creciente por el aumento y posibles efectos adversos, en la salud y el medioambiente, ocasionados por los contaminantes emergentes (CEs) demanda el estudio de sus procesos de degradación y el desarrollo de tecnologías eficientes para su eliminación. La oxidación anódica directa es uno de los métodos más simples y eficientes para la eliminación de contaminantes orgánicos de elevada toxicidad y/o refractarios. No obstante, la viabilidad de esta tecnología dependerá del desarrollo de electrodos estables, de bajo coste y con elevada actividad catalítica. Entre las diversas composiciones propuestas en la literatura, los óxidos de estaño dopados con antimonio y pequeñas cantidades de Pt (SnO2-Sb-Pt) constituyen una de las más prometedoras. Sin embargo, hasta ahora no existen estudios de la oxidación de CEs sobre estos electrodos, y todavía se desconoce la naturaleza de su comportamiento electrocatalítico. En este trabajo se presenta un estudio fundamental y comparativo de la respuesta electrocatalítica de 3 electrodos de composición Ti/SnO2-Sb(13%met.)-Pt(0, 3, 13%met.) frente a la oxidación y eliminación de 3 CEs, concretamente, glifosato, paraquat y diclofenaco. La respuesta de estos electrodos se compara, además, con la de electrodos comerciales de Ti/Pt y Si/BDD. En particular, se analiza la naturaleza del ánodo en la capacidad para la generación de radicales hidroxilo y la facilidad y eficiencia en la oxidación y eliminación de CEs, analizando la formación y eliminación de los intermedios de reacción. Para ello, se utiliza la voltametría cíclica, técnicas espectroelectroquímicas (IR o UV) in-situ y/o experimentos de electrolisis en celda filtro-prensa en diversas condiciones que, sin tratar de emular ningún caso real de tratamiento de aguas, son adecuadas para dicho estudio electrocatalítico. Los resultados obtenidos muestran que los electrodos de Ti/SnO2-Sb dopados con Pt (3-13%met.) son capaces de oxidar y mineralizar los CEs estudiados, mostrando una respuesta electrocatalítica considerablemente mejor que la del ánodo comercial Ti/Pt, además de un coste mucho menor. Por otro lado, a pesar de mostrar una respuesta de oxidación/eliminación inferior, los electrodos de SnO2-Sb-Pt se presentan como una alternativa más económica y práctica, y de menor consumo energético, a la del ánodo comercial Si/BDD. De forma muy interesante, el estudio demuestra que, a pesar de disminuir la capacidad de generación de radicales hidroxilo, la presencia de Pt en SnO2-Sb cataliza la oxidación de los CEs. Los experimentos espectroelectroquímicos sugieren que dichos efectos electrocatalíticos podrían deberse a interacciones específicas del Pt con los CEs. Considerando que desde hace años se asume que la eficiencia de oxidación anódica se basa fundamentalmente en la generación de OHs, los resultados de esta tesis evidencian otros efectos/mecanismos eficientes de oxidación que son capaces de complementar y/o ser determinantes en esta tecnología de tratamiento de contaminantes.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-08-15T17:01:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Lillian Caroline Fernandes.pdf: 1580382 bytes, checksum: e37251c84c29f43f323382ed3a322f10 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T17:01:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Lillian Caroline Fernandes.pdf: 1580382 bytes, checksum: e37251c84c29f43f323382ed3a322f10 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O aumento progressivo da população e da produção de alimentos torna o uso de agrotóxicos essencial. O Brasil tem notoriedade à nível mundial na quantidade desses produtos comercializados, sendo destaque desde 2008. As classes mais utilizadas são os herbicidas, fungicidas e inseticidas. Sabe-se que esses produtos apresentam risco a saúde humana, podendo afetar múltiplos sistemas. Além disso, alguns estudos estão demonstrando efeitos neurotóxicos e comportamentais causados por esses agentes, no entanto, o mecanismo desse efeito permanece incerto. Os pesticidas têm diferentes mecanismos de ação e ainda, podem apresentar efeitos sinérgicos entre si. Com isso, o presente estudo busca avaliar se a exposição ao Paraquat, que é um herbicida, amplamente utilizado devido ao seu baixo curso e amplo espectro de forma isolada e as associações com Mancozeb, que é um fungicida e com o Clorpirifós, que é um inseticida são capazes de produzir efeitos comportamentais. Para isso, foram utilizados 48 ratos machos da linhagem Wistar divididos em 4 grupos de acordo com o agente de exposição: Controle/Água (N=12), Paraquat 1mg/kg (N=12), Paraquat 1mg/kg e Mancozeb 3 mg/kg (N=12), Paraquat 1mg/kg e Clorpirifós 0,3 mg/kg (N=12). A exposição ocorreu diariamente durante 28 dias por via oral (gavagem). Após o período de exposição, foram realizados os testes de preferência à sacarose, reconhecimento social, campo aberto, reconhecimento de objetos, labirinto em cruz elevado e natação forçada. Como resultado têm-se que os animais submetidos ao tratamento apresentaram déficit na memória social e declarativa, evidenciado pelo teste de reconhecimento social e de objetos. Além disso, apresentaram também sinais do tipo ansiogênicos e depressivos demonstrado pelo teste de labirinto em cruz elevado e natação forçada. Além dos sinais não motores os animais também apresentaram comprometimento motor, evidenciado pelo teste de campo aberto. Como conclusão, demonstramos que a exposição ao Paraquat e associações com Mancozeb e Clorpirifós causou alterações comportamentais nos animais submetidos a exposição com Paraquat e associação com Mancozeb e Clorpirifós. / The progressive increase in population and food production makes the use of agrochemicals essential. Brazil is known worldwide in the quantity of these products marketed, being highlighted since 2008. The classes most used are herbicides, fungicides and insecticides. It is known that these products pose a risk to human health and can affect multiple systems. In addition, some studies are demonstrating neurotoxic and behavioral effects caused by these agents, however, the mechanism of this effect remains uncertain. Thus, the present study aims to evaluate whether exposure to Paraquat, which is a herbicide, widely used because of its low cost and broad spectrum in isolation and as associations with Mancozeb, which is a fungicide and with Chlorpyrifos, which is an insecticide are capable of producing effects. For this, 48 male Wistar rats divided into 4 groups according to the exposure agent: Control/Water (N= 12), Paraquat 1mg/kg (N=12), Paraquat 1mg/kg and Mancozeb 3 mg/kg (N = 12), Paraquat 1 mg/kg and Chlorpyrifos 0.3 mg/kg (N = 12). The exposure occurred daily for 28 days orally (gavage). After the exposure period, sucrose preference tests, social recognition, open field, object recognition, elevated plus maze and forced swimming were performed. As a result, the animals submitted to the treatment had deficits in the social and declarative memory, evidenced by the test of social recognition and objects. In addition, they also presented anxiogenic and depressive signs, demonstrated by the elevated plus maze test and forced swimming. In addition to non-motor signals, the animals also presented motor impairment, evidenced by the open field test. As a conclusion, we demonstrated that exposure to Paraquat and associations with Mancozeb and Chlorpyrifos caused behavioral changes in animals submitted to Paraquat exposure and associated with Mancozeb and Chlorpyrifos.

De acordo com dados da Organização Mundial da Saúde (OMS) estimam-se que os agrotóxicos causam anualmente 70 mil intoxicações agudas e crônicas que evoluem para óbito. Dentre eles, o paraquat (PQ) é o que apresenta maior taxa de mortalidade, sendo responsável por cerca de 13% de todos os casos registrados, principalmente devido a falta de um tratamento efetivo. O principal mecanismo de toxicidade proposto está associado ao ciclo redox do PQ, onde ocorre a formação de espécies reativas (ERs) de oxigênio e nitrogênio, levando ao estresse oxidativo (EO). Na literatura há relatos do uso de antioxidantes para casos de intoxicação do PQ. Dessa maneira, nesse trabalho avaliou-se o uso de melatonina associada a nanocápsulas de núcleo lipídico (Mel-LNC) na proteção contra os danos causados pelo PQ, uma vez que o uso da nanotecnologia melhorou a atividade antioxidante dessa molécula. Para tal utilizou-se o sistema in vitro, linhagem celular de adenocarcinoma pulmonar (A549), e o modelo alternativo in vivo, Caenorhabditis elegans. Mel-LNC e nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC) foram preparadas de acordo com o método de deposição do polímero pré-formado. Ambas as formulações foram caracterizadas avaliando tamanho de partícula, potencial zeta e pH, e para Mel-LNC foram determinadas a concentração de melatonina e porcentagem de encapsulação. Os resultados encontrados estão de acordo com os parâmetros já validados para essas formulações. Foi possível verificar que as formulações MEL-LNC e LNC se mantiveram estáveis nos meios de cultura utilizados nos ensaios in vitro e in vivo. No estudo in vitro foi observado que o tratamento com ambas as formulações não causaram diminuição da viabilidade nem dano de DNA na linhagem celular utilizada. Além disso, foi verificado a internalização da Mel-LNC utilizando-se a formulação marcada com rodamina B, sendo possível verificar uma intensa fluorescência vermelha ao redor do núcleo da célula. O pré-tratamento com Mel-LNC foi capaz de aumentar a viabilidade celular e diminuir o dano oxidativo de DNA causado pelo paraquat após 24 horas de exposição, porém isso não ocorreu quando as células foram pré-tratadas com melatonina livre. No estudo com o modelo alternativo C. elegans, foi utilizada uma formulação de Mel-LNC marcada com rodamina B (Mel-LNC-RoB), a fim de verificar a absorção dessa formulação pelo nematoide. Foi possível observar que a internalização da Mel-LNC no C. elegans ocorre principalmente pela via oral, uma vez que se verificou uma intensa fluorescência no intestino do nematoide após o tratamento com a Mel-LNC-RoB e após três horas, essa fluorescência se distribuiu pelo restante do corpo, apresentando inúmeros pontos de fluorescência fora do intestino. Com relação à avaliação do efeito protetor nesse modelo alternativo in vivo, pode-se inferir que o pré-tratamento com Mel-LNC aumentou a sobrevida, diminuiu a produção de espécies reativas (ERs) e manteve o desenvolvimento normal dos nematoides após a exposição ao PQ, sendo que isso não foi verificado quando os mesmos foram pré-tratados com melatonina livre. Além disso, verificou-se que as nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC) são seguras para o uso no modelo C. elegans, uma vez que apresentou alto valor para a dose letal 50 (DL50), e alterações no desenvolvimento e produção de ERs somente ocorreram em doses mais elevadas que as utilizadas em nossos experimentos. Dessa maneira, a formulação de Mel-LNC mostrou-se um promissor candidato para estudos futuros nos casos de intoxicação por paraquat. / According to estimations by World Health Organization (WHO), pesticides are responsible for 70 thousand acute intoxication cases that lead to death per year. Among these compounds, paraquat (PQ) presents the highest mortality rate, about 13% of all registered cases, especially for the lack of effective treatment. The major mechanism of toxicity proposed is associated to its redox cycle, in which oxygen and nitrogen reactive species (RS) are generated culminating in oxidative stress (OS). Some reports in the literature support the use of antioxidants for PQ intoxication cases. The present study aimed to evaluate the use of melatonin-loaded lipid-core nanocapsules (Mel-LNC) in the protection against PQ-induced damages, considering that nanotechnology has improved the antioxidant activity of this molecule. For this purpose, an in vitro system composed by lung adenocarcinoma (A549) cell line, and the in vivo alternative model of Caenorhabditis elegans have been utilized. Mel-LNC and unloaded lipid-core nanocapsules were prepared by self-assembly and characterized by particle sizing, zeta potential and pH, and for Mel-LNC formulation it was determined the drug content and encapsulation efficiency. The results are in agreement with the parameters already validated for these formulations. It was possible verify that Mel-LNC and LNC formulations remained stable in the culture medium utilized in in vitro and in vivo experiments. Results from in vitro studies showed that none of the formulations induced reduction in cell viability or DNA damage in treated cells. Besides, it was observed the internalization of Mel-LNC marked with rhodamine B, showing an intense red fluorescence around the cell nucleus. Pretreatment with Mel-LNC was able to enhance cell viability and diminish DNA oxidative damage caused by paraquat after 24h exposure, which could not be observed when cells were pretreated with Mel. In the study with the alternative model C. elegans, a rhodamine (Ro)-linked Mel-LNC formulation was prepared in order to assess the absorption of the formulation by the nematode. Mel-LNC uptake in C. elegans was found to occur mainly by the oral route, once an intense fluorescence was observed in the intestine after treatment with Mel-LNC-RoB, which after 3h distributed to the rest of the body, presenting numerous fluorescence dots outside the intestine. In relation to the evaluation of protection with the in vivo alternative model, results indicate that pretreatment with Mel-LNC increased survival rate, reduced the production of reactive species and maintained the normal development of nematodes after paraquat exposure, while the same observations were not found after pretreatment with free melatonin. In addition, the lipid-core nanocapsules (LNC) were found to be safe in the C. elegans model, due to its high lethal dose (LD50) value, and development alterations and RS production only occurred in the higher doses than those utilized in our experiments. Therefore, the Mel-LNC formulation demonstrated to be a promising candidate for future studies aiming treatment of paraquat intoxication cases.

Neste trabalho foi realizado um estudo estatístico do desempenho analítico das técnicas eletroquímicas Voltametria de pulso diferencial (VPD), Voltametria de onda quadrada (VOQ) e Voltametria de múltiplas ondas quadradas (VMOQ) para a redução do herbicida paraquat em ultramicroeletrodo de ouro (UME-Au) e sua análise e quantificação em águas puras e naturais. Os estudos da redução eletroquímica do paraquat foram realizados em eletrólito de suporte Na2SO4 0,1 mol L-1 em pH = 5,5. Os resultados mostraram a presença de dois picos de redução bem definidos , com o pico 1 em -0,64 V e o pico 2 em -0,94 V vs Ag/AgCl 3,0 mol L-1. Para as análises foi utilizado o pico 1 que é referente a uma reação em solução, onde a superfície eletródica serve apenas como intermediadora na transferência eletrônica. Utilizando-se os parâmetros experimentais e voltamétricos otimizados, curvas de trabalho foram construídas em eletrólito de suporte preparado com água ultrapurificada. Para a VPD, VOQ e VMOQ, os limites de detecção encontrados utilizando-se o método descrito em Miller & Miller e considerando-se o pico 1 foram: 55,35 ± 0,18 µg L-1 , 37,50 ± 0,32 µg L-1 e 21,42 ± 0,51 µg L-1, respectivamente. A metodologia foi aplicada em amostras de águas coletadas no Rio Mogi-Guaçu na cidade de São Carlos-SP. A variação da inclinação das curvas de trabalho obtida nas análises destas amostras foi praticamente insignificante em relação àquela obtida utilizando-se o eletrólito de suporte preparado com água ultrapurificada para as três técnicas utilizadas, mostrando pouca interferência da matéria orgânica presente nas amostras de águas naturais. Os menores valores de concentração mensuráveis de paraquat nas amostras de águas naturais foram inferiores ao valor máximo de resíduos permitido pela legislação brasileira para águas residuárias (100 µg L-1), mostrando a viabilidade na aplicação da metodologia proposta. Os cálculos dos limites de detecção e quantificação, a avaliação dos erros experimentais e os limites de confiança foram realizados a partir do procedimento estatístico descrito em Miller & Miller. Os valores de limites de detecção encontrados apresentam um significado físico e realístico para esta grandeza, já que foram determinados por interpolação nas curvas analíticas, construídas a partir da relação entre as concentrações do pesticida e os sinais obtidos. Estes mesmos limites foram calculados utilizando-se o método recomendado pela IUPAC e os valores encontrados foram 29,43 µg L-1 para VPD, 3,63 µg L-1 para VOQ e 0,37 µg L-1 para VMOQ. Estes resultados mostram diferenças de até 2 ordens de grandeza de uma técnica para outra, que se não forem bem avaliados podem levar o analista a conclusões equivocadas. / Statisctic studies of the analytical performance of Differential pulse voltammetry (DPV), Square wave voltammetry (SWV) and Multiple square wave voltammetry (MSWV) electrochemical techniques was performed for the electrochemical reduction of the paraquat herbicide on an gold ultramicroelectrode (Au-UME), aiming its analysis and quantification in pure and natural waters. The electrochemical reduction of paraquat was studied in 0.1 mol L-1 Na2SO4 support electrolyte in pH = 5.5 . The electrochemical responses showed two well-defined reduction peaks with potentials of -0.64 and -0.94 V vs Ag/AgCl 3.0 mol L-1 for peaks 1 and 2, respectively. The mathematical treatment was performed with data from peak 1, which is associated with a reversible solution reaction, where the electrode surface acts only as the electron transfer mediator. Working curves were obtained using the optimized experimental parameters in support electrolyte prepared with high purity water. To DPV, SWV and MSWV, the detection limits found for the peak currents associated to peak 1 were: 55.35 ± 0.18 µg L-1, 37.50 ± 0.32 µg L-1 and 21.42 ± 0.51 µg L-1, respectively. An analogous analytical procedure was applied in water samples collected in Mogi-Guaçu River, in São Carlos County, state of São Paulo. The variation in slope values, between curves obtained from pure water and those from river waters were practically depreciable for the three analytical methods, showing that the organic components and others contaminants present in natural waters caused only a minor interference in the measurements. The lower measurable values for paraquat in water samples were smaller than the allowed maximum of residue established by the Brazilian legislation for waste waters (100 µg L-1), indicating the developed methodology as convenient to such application. Calculations of detection and quantification limits, the evaluation of experimental errors and the limits of confidence were performed by the statistical procedure reported by Miller & Miller. The obtained detection limits values present a true physical significance, in a realistic order of magnitude, as they were determined by interpolation of the experimental analytical curves. The same analytical curves were submitted to the IUPAC methodology yielding the values of 29.43, 3.63 and 0.37 µg L-1 para DPV, SWV and MSWV, respectively, for pure water measurements. These results showed a difference up to two orders of magnitude from those obtained by the statistical methodology and may promote false conclusions, if not properly evaluated.

De acordo com dados da Organização Mundial da Saúde (OMS) estimam-se que os agrotóxicos causam anualmente 70 mil intoxicações agudas e crônicas que evoluem para óbito. Dentre eles, o paraquat (PQ) é o que apresenta maior taxa de mortalidade, sendo responsável por cerca de 13% de todos os casos registrados, principalmente devido a falta de um tratamento efetivo. O principal mecanismo de toxicidade proposto está associado ao ciclo redox do PQ, onde ocorre a formação de espécies reativas (ERs) de oxigênio e nitrogênio, levando ao estresse oxidativo (EO). Na literatura há relatos do uso de antioxidantes para casos de intoxicação do PQ. Dessa maneira, nesse trabalho avaliou-se o uso de melatonina associada a nanocápsulas de núcleo lipídico (Mel-LNC) na proteção contra os danos causados pelo PQ, uma vez que o uso da nanotecnologia melhorou a atividade antioxidante dessa molécula. Para tal utilizou-se o sistema in vitro, linhagem celular de adenocarcinoma pulmonar (A549), e o modelo alternativo in vivo, Caenorhabditis elegans. Mel-LNC e nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC) foram preparadas de acordo com o método de deposição do polímero pré-formado. Ambas as formulações foram caracterizadas avaliando tamanho de partícula, potencial zeta e pH, e para Mel-LNC foram determinadas a concentração de melatonina e porcentagem de encapsulação. Os resultados encontrados estão de acordo com os parâmetros já validados para essas formulações. Foi possível verificar que as formulações MEL-LNC e LNC se mantiveram estáveis nos meios de cultura utilizados nos ensaios in vitro e in vivo. No estudo in vitro foi observado que o tratamento com ambas as formulações não causaram diminuição da viabilidade nem dano de DNA na linhagem celular utilizada. Além disso, foi verificado a internalização da Mel-LNC utilizando-se a formulação marcada com rodamina B, sendo possível verificar uma intensa fluorescência vermelha ao redor do núcleo da célula. O pré-tratamento com Mel-LNC foi capaz de aumentar a viabilidade celular e diminuir o dano oxidativo de DNA causado pelo paraquat após 24 horas de exposição, porém isso não ocorreu quando as células foram pré-tratadas com melatonina livre. No estudo com o modelo alternativo C. elegans, foi utilizada uma formulação de Mel-LNC marcada com rodamina B (Mel-LNC-RoB), a fim de verificar a absorção dessa formulação pelo nematoide. Foi possível observar que a internalização da Mel-LNC no C. elegans ocorre principalmente pela via oral, uma vez que se verificou uma intensa fluorescência no intestino do nematoide após o tratamento com a Mel-LNC-RoB e após três horas, essa fluorescência se distribuiu pelo restante do corpo, apresentando inúmeros pontos de fluorescência fora do intestino. Com relação à avaliação do efeito protetor nesse modelo alternativo in vivo, pode-se inferir que o pré-tratamento com Mel-LNC aumentou a sobrevida, diminuiu a produção de espécies reativas (ERs) e manteve o desenvolvimento normal dos nematoides após a exposição ao PQ, sendo que isso não foi verificado quando os mesmos foram pré-tratados com melatonina livre. Além disso, verificou-se que as nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC) são seguras para o uso no modelo C. elegans, uma vez que apresentou alto valor para a dose letal 50 (DL50), e alterações no desenvolvimento e produção de ERs somente ocorreram em doses mais elevadas que as utilizadas em nossos experimentos. Dessa maneira, a formulação de Mel-LNC mostrou-se um promissor candidato para estudos futuros nos casos de intoxicação por paraquat. / According to estimations by World Health Organization (WHO), pesticides are responsible for 70 thousand acute intoxication cases that lead to death per year. Among these compounds, paraquat (PQ) presents the highest mortality rate, about 13% of all registered cases, especially for the lack of effective treatment. The major mechanism of toxicity proposed is associated to its redox cycle, in which oxygen and nitrogen reactive species (RS) are generated culminating in oxidative stress (OS). Some reports in the literature support the use of antioxidants for PQ intoxication cases. The present study aimed to evaluate the use of melatonin-loaded lipid-core nanocapsules (Mel-LNC) in the protection against PQ-induced damages, considering that nanotechnology has improved the antioxidant activity of this molecule. For this purpose, an in vitro system composed by lung adenocarcinoma (A549) cell line, and the in vivo alternative model of Caenorhabditis elegans have been utilized. Mel-LNC and unloaded lipid-core nanocapsules were prepared by self-assembly and characterized by particle sizing, zeta potential and pH, and for Mel-LNC formulation it was determined the drug content and encapsulation efficiency. The results are in agreement with the parameters already validated for these formulations. It was possible verify that Mel-LNC and LNC formulations remained stable in the culture medium utilized in in vitro and in vivo experiments. Results from in vitro studies showed that none of the formulations induced reduction in cell viability or DNA damage in treated cells. Besides, it was observed the internalization of Mel-LNC marked with rhodamine B, showing an intense red fluorescence around the cell nucleus. Pretreatment with Mel-LNC was able to enhance cell viability and diminish DNA oxidative damage caused by paraquat after 24h exposure, which could not be observed when cells were pretreated with Mel. In the study with the alternative model C. elegans, a rhodamine (Ro)-linked Mel-LNC formulation was prepared in order to assess the absorption of the formulation by the nematode. Mel-LNC uptake in C. elegans was found to occur mainly by the oral route, once an intense fluorescence was observed in the intestine after treatment with Mel-LNC-RoB, which after 3h distributed to the rest of the body, presenting numerous fluorescence dots outside the intestine. In relation to the evaluation of protection with the in vivo alternative model, results indicate that pretreatment with Mel-LNC increased survival rate, reduced the production of reactive species and maintained the normal development of nematodes after paraquat exposure, while the same observations were not found after pretreatment with free melatonin. In addition, the lipid-core nanocapsules (LNC) were found to be safe in the C. elegans model, due to its high lethal dose (LD50) value, and development alterations and RS production only occurred in the higher doses than those utilized in our experiments. Therefore, the Mel-LNC formulation demonstrated to be a promising candidate for future studies aiming treatment of paraquat intoxication cases.

Orientador: Edson Lazarini / Banca: Marco Eustáquio de Sá / Banca: Lúcia Helena Pereira Nóbrega / Resumo: Os herbicidas glifosato e paraquat vêm sendo utilizados por produtores de soja, visando à dessecação da cultura. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a utilização destes herbicidas, aplicados em diferentes estádios reprodutivos, como dessecantes para a cultura da soja. Para tanto, um experimento foi desenvolvido no ano agrícola 2005/06, em delineamento experimental de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 2x3x3, ou seja, duas cultivares, a MG/BR 46 (Conquista), de ciclo médio e a MSOY 6101, de ciclo precoce, dois herbicidas dessecantes (paraquat e o glifosato) e uma testemunha (sem aplicação de dessecante) e três épocas de aplicação (estádios R6, R7 e R8). Cada parcela experimental constou de dez linhas de 15 m de comprimento, espaçadas de 0,45 m, perfazendo 67,5 m2. A produção de sementes, massa de 100 sementes, teor de água (antes das aplicações dos dessecantes e aos 2, 4, 6, 8 e 10 dias após) e a qualidade fisiológica das sementes, no ápice e na base da planta, foram avaliadas. Diante dos resultados obtidos pode-se concluir que os dessecantes são eficientes na redução do teor de água das sementes quando comparados à testemunha, sendo o paraquat mais eficiente que o glifosato; não há efeito da aplicação dos dessecantes quanto à produtividade e massa de 100 sementes; a aplicação dos dessecantes influencia, de forma semelhante, o teor de água e a qualidade fisiológica das sementes nas duas partes da planta avaliadas (ápice e base); o glifosato influencia negativamente a qualidade fisiológica de sementes, principalmente, quando avaliada por meio do teste de comprimento de radícula; o paraquat não altera a qualidade fisiológica das sementes; as sementes obtidas com aplicação de dessecantes no estádio R6 são de qualidade fisiológica inferior às obtidas com aplicação nos estádios R7 e R8. / Abstract: The herbicides glyphosate and paraquat have been used by Brazilian soybean productors to obtain crop desiccation. This study aimed to evaluate the use of the herbicides glyphosate and paraquat as desiccants for the soybean crop. An experiment was conducted in the 2005/06 agricultural season and the experimental design was a randomized block with four repetitions. The treatments were arranged in a factorial scheme 2x3x3, using two varieties, MG/BR 46 (Conquista), a mid-cycle one, and MSOY 6101, an early-cycle one, two desiccant herbicides (paraquat and glyphosate), a control (without the desiccant application) and three seasons of application (stage R6, R7 and R8). Each one of the experimental area consisted of 10 lines 15 m long, spaced by 0.45 m, comprising an area of 67,5 m2. It was evaluated the seed production, mass of 100 seeds, water content (before the desiccant applications and 2, 4, 6, 8 and 10 days after that) from the apex and base of the plant as well as the physiologic quality of seeds. The results obtained made possible to conclude that the desiccants were effective in reducing the water content of seeds when compared to control, paraquat being the more effective one. There was no effect of desiccant applications related to soybean productivity and mass of 100 seeds. Desiccate application influences in a similar form the content of water and the physiologic quality of the seeds in different parts of the plants evaluated (apex and base). Glyphosate influences negatively in the physiological quality of seeds, mainly when evaluated through the test of root length. Paraquat do not modify the physiologic quality of the seeds. Seeds obtained with desiccants application in R6 stage showed lower physiologic quality compared to those obtained with application in the R7 and R8 stage. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-05Bitstream added on 2014-06-13T18:59:29Z : No. of bitstreams: 1 malaspina_ic_me_ilha.pdf: 368557 bytes, checksum: 14dc250dd450b03d6d480aa91dce1c60 (MD5) / Os herbicidas glifosato e paraquat vêm sendo utilizados por produtores de soja, visando à dessecação da cultura. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a utilização destes herbicidas, aplicados em diferentes estádios reprodutivos, como dessecantes para a cultura da soja. Para tanto, um experimento foi desenvolvido no ano agrícola 2005/06, em delineamento experimental de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 2x3x3, ou seja, duas cultivares, a MG/BR 46 (Conquista), de ciclo médio e a MSOY 6101, de ciclo precoce, dois herbicidas dessecantes (paraquat e o glifosato) e uma testemunha (sem aplicação de dessecante) e três épocas de aplicação (estádios R6, R7 e R8). Cada parcela experimental constou de dez linhas de 15 m de comprimento, espaçadas de 0,45 m, perfazendo 67,5 m2. A produção de sementes, massa de 100 sementes, teor de água (antes das aplicações dos dessecantes e aos 2, 4, 6, 8 e 10 dias após) e a qualidade fisiológica das sementes, no ápice e na base da planta, foram avaliadas. Diante dos resultados obtidos pode-se concluir que os dessecantes são eficientes na redução do teor de água das sementes quando comparados à testemunha, sendo o paraquat mais eficiente que o glifosato; não há efeito da aplicação dos dessecantes quanto à produtividade e massa de 100 sementes; a aplicação dos dessecantes influencia, de forma semelhante, o teor de água e a qualidade fisiológica das sementes nas duas partes da planta avaliadas (ápice e base); o glifosato influencia negativamente a qualidade fisiológica de sementes, principalmente, quando avaliada por meio do teste de comprimento de radícula; o paraquat não altera a qualidade fisiológica das sementes; as sementes obtidas com aplicação de dessecantes no estádio R6 são de qualidade fisiológica inferior às obtidas com aplicação nos estádios R7 e R8. / The herbicides glyphosate and paraquat have been used by Brazilian soybean productors to obtain crop desiccation. This study aimed to evaluate the use of the herbicides glyphosate and paraquat as desiccants for the soybean crop. An experiment was conducted in the 2005/06 agricultural season and the experimental design was a randomized block with four repetitions. The treatments were arranged in a factorial scheme 2x3x3, using two varieties, MG/BR 46 (Conquista), a mid-cycle one, and MSOY 6101, an early-cycle one, two desiccant herbicides (paraquat and glyphosate), a control (without the desiccant application) and three seasons of application (stage R6, R7 and R8). Each one of the experimental area consisted of 10 lines 15 m long, spaced by 0.45 m, comprising an area of 67,5 m2. It was evaluated the seed production, mass of 100 seeds, water content (before the desiccant applications and 2, 4, 6, 8 and 10 days after that) from the apex and base of the plant as well as the physiologic quality of seeds. The results obtained made possible to conclude that the desiccants were effective in reducing the water content of seeds when compared to control, paraquat being the more effective one. There was no effect of desiccant applications related to soybean productivity and mass of 100 seeds. Desiccate application influences in a similar form the content of water and the physiologic quality of the seeds in different parts of the plants evaluated (apex and base). Glyphosate influences negatively in the physiological quality of seeds, mainly when evaluated through the test of root length. Paraquat do not modify the physiologic quality of the seeds. Seeds obtained with desiccants application in R6 stage showed lower physiologic quality compared to those obtained with application in the R7 and R8 stage.