Το Η2 είναι το ελαφρύτερο και πλέον άφθονο στοιχείο στη φύση. Βρίσκεται παντού στη γη, στο νερό, στα ορυκτά καύσιμα και σε όλα τα έμβια όντα. Αν το Η2 αξιοποιηθεί κατάλληλα και χρησιμοποιηθεί για τροφοδοσία των κελιών καυσίμου, θα ελαχιστοποιηθεί η εξάρτηση του σύγχρονου πολιτισμού από τα ορυκτά καύσιμα, με συνεπακόλουθο τη μείωση των εκπομπών βλαβερών αερίων στην ατμόσφαιρα. Η χαμηλή θερμοκρασία λειτουργίας των κελιών καυσίμου πολυμερούς ηλεκτρολύτη (PEMFCs) προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα και σε συνδυασμό με την υψηλή πυκνότητα ισχύος που αποδίδουν, τα καθιστά κύριους υποψήφιους για εφαρμογή στην αυτοκίνηση. Ωστόσο, η χαμηλή θερμοκρασία εγείρει και σημαντικά προβλήματα, όπως η χρήση ευγενών μετάλλων για την επιτάχυνση των αντιδράσεων και η ευαισθησία σε φαινόμενα δηλητηρίασης. Το κυριότερο δηλητήριο είναι το CO, βασικό παραπροϊόν των διεργασιών παραγωγής H2 από τους υδρογονάνθρακες, οι οποίοι προς το παρόν αποτελούν την κύρια πηγή του. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάστηκαν τα φαινόμενα δηλητηρίασης από το CO της ανόδου του PEMFC. Καθώς το CO δεσμεύεται ισχυρότερα στην επιφάνεια του Pt από το καύσιμο Η2, η παρουσία του στην τροφοδοσία ακόμα και σε ίχνη απενεργοποιεί δραματικά τη λειτουργία της ανόδου. Έτσι, μελετήθηκαν διμεταλλικά και τριμεταλλικά καταλυτικά συστήματα, βασισμένα στο Pt, για την πιθανή αντιμετώπιση του προβλήματος, διαμέσου εξασθένισης του δεσμού Pt-CO ή ενίσχυσης της ηλεκτροχημικής οξείδωσής του από το Η2Ο, που είναι άφθονο στο περιβάλλον ενός PEMFC. Στο κεφάλαιο 1 περιγράφονται οι βιβλιογραφικές πληροφορίες για την τεχνολογία του Η2, όπως μέθοδοι παραγωγής του, καθαρισμού του και αποθήκευσης/μεταφοράς του. Στο κεφάλαιο 2 αναφέρονται οι βασικές αρχές λειτουργίας των κελιών καυσίμου, όσον αφορά στη θερμοδυναμική και στην κινητική, στα είδη τους και στις πιθανές εφαρμογές τους. Στο κεφάλαιο 3 γίνεται εκτενής περιγραφή των δομικών στοιχείων που απαρτίζουν ένα PEMFC, και βιβλιογραφική ανασκόπηση των καταλυτικών συστημάτων που έχουν μελετηθεί για τις βασικές αντιδράσεις. Στο κεφάλαιο 4 περιγράφονται συνοπτικά οι μέθοδοι χαρακτηρισμού και ανάλυσης καθώς και οι πειραματικές διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν. Στο κεφάλαιο 5 εξετάστηκε η επίδραση του υποστρώματος TiO2 στα χαρακτηριστικά του Pt, όσον αφορά την αλληλεπίδρασή του με το CO, σε διάταξη μονής κυψέλης καυσίμου. Παρουσιάστηκε αυξημένη ενεργότητα για την ηλεκτροοοξείδωση του CO και ασθενέστερη αλληλεπίδρασή του με την επιφάνεια του Pt, συντελώντας σε ενεργοποιημένη ρόφηση. Στο κεφάλαιο 6 με φασματοσκοπία υπερύθρου μελετήθηκαν τα χαρακτηριστικά της ρόφησης/εκρόφησης του CO σε μια σειρά καταλυτών Pt-Mo σε υπόστρωμα TiO2. Παρουσία των οξειδίων του Mo η θερμοκρασία εκρόφησης του CO ήταν σημαντικά μειωμένη σε σχέση με μονομεταλλικό Pt, υποδεικνύοντας ασθενέστερο δεσμό του CO με την καταλυτική επιφάνεια. Ωστόσο, παρουσία H2 ο δεσμός ισχυροποιείται, με αποτέλεσμα η εκρόφηση να πραγματοποιείται σε υψηλότερη θερμοκρασία. Αυτό εξηγήθηκε με βάση την ανταγωνιστική αντίδραση του H2 με τις οξειδικές ομάδες, τόσο του υποστρώματος TiO2, όσο και των οξειδίων του Mo. Στο κεφάλαιο 7 εξετάστηκε η οξείδωση του CO σε καταλύτη Pt4Mo/C, δεδομένου του αποσταθεροποιητικού ρόλου του Mo στα χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης με το CO. Έτσι, αναγνωρίστηκε η ικανότητα των οξειδίων του Mo να διασπούν το Η2Ο σε δυναμικά που συμπίπτουν με τη λειτουργία της ανόδου ενός PEMFC, ενώ παρουσίασαν ενεργότητα για την οξείδωση του CO σε συνθήκες ανοιχτού κυκλώματος διαμέσου της αντίδρασης μετατόπισης με ατμό σε χαμηλή θερμοκρασία μέχρι και 60οC. Ωστόσο, η παραπάνω ιδιότητες δεν ήταν κατανεμημένες ομοιόμορφα στην καταλυτική επιφάνεια, παρά μόνο στη διεπιφάνεια Pt/MoOx, ενώ οι θέσεις μονομεταλλικού Pt παρουσίασαν έντονα φαινόμενα δηλητηρίασης. Επιπλέον, το Mo παρουσιάστηκε ευαίσθητο σε φαινόμενα διάλυσης στο όξινο υδατικό περιβάλλον του PEMFC για δυναμικά μεγαλύτερα από 0.2 V. Στο κεφάλαιο 8 μελετήθηκε η αλληλεπίδραση του CO με τριμεταλλικό καταλύτη Pt-Ru-Co σε σύγκριση με εμπορικό PtRu/C. Ο τριμεταλλικός καταλύτης παρουσιάστηκε ενεργότερος, με χαμηλότερη φαινόμενη ενέργεια ενεργοποίησης για την οξείδωση ροφημένου CO, εμφανίζοντας ισχυρότερη εξάρτηση από το εφαρμοζόμενο δυναμικό. / Hydrogen is the lighter and more abundant element in nature. It is everywhere in earth, water, fossil fuels and in all the living creatures. If H2 can be properly extracted and utilized as a fuel in fuel cells, the dependence of the global economy on fossil fuels will be minimized, resulting in significant attenuation of the greenhouse gases emissions in the atmosphere. The low operation temperature of the polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) offers a lot of advantages. In combination with the high power density yielded by the PEMFCs renders them as the main candidates for application in automotive industry. However, the low temperature raises significant problems, such as the use of noble metals for the acceleration of the basic reactions and the susceptibility in poisoning phenomena. The basic poison is carbon monoxide (CO), one of the main side-products of H2 production from fossil fuels, which for the moment is the main source of H2. In this thesis, the poisoning phenomena of the PEMFCs anode electrocatalysts from CO were investigated. Since CO is bounded on the surface of Pt stronger than the H2 fuel, its presence in the fuel feed in ppm levels deactivates the anode electrocatalyst. In order to eliminate this problem, bimetallic and ternary catalytic systems, based on Pt, were studied with the aim to reduce the Pt-CO bond strength or to promote the electrocatalytic oxidation of CO by water, which is abundant in the PEMFC environment. In chapter 1 is reported the literature information about H2 technology, such as H2 production and cleaning methods and the transport and storage infrastructure. In chapter 2, the basic thermodynamic and kinetic rules of fuel cells operation are referred together with the types of fuel cells and the possible applications. In chapter 3 the structural characteristics of the PEMFCs are outlined and the basic catalytic systems that have been studied for the fuel cell reactions are reviewed. The catalysts’ characterization methods, as well as the experimental procedures utilized in this thesis, are briefly described in chapter 4. In chapter 5 the effect of TiO2 support on the CO chemisorption’s and oxidative properties of Pt was investigated in a single PEMFC configuration. The activity of the CO electrooxidation reaction was enhanced and the Pt-CO bond was destabilized comparing to a commercial Pt/C catalyst. In chapter 6 the CO adsorption/desorption properties were studied by Infrared Spectroscopy, on a series of Pt-Mo catalysts supported on anatase TiO2. The presence of Mo oxides on the catalyst surface reduces significantly the CO desorption temperature in comparison to monometallic TiO2 supported Pt, suggesting the weak CO bonding on the catalytic surface. However, in the presence of H2, the Pt-CO bond strengthens, resulting in higher CO desorption temperature for all the catalysts tested. This was explained on the basis of competitive reaction of H2 with the oxidic surface species, originating from the TiO2 support and the surface Mo oxides. The CO electrooxidation activity of a Pt4Mo/C catalyst is described in chapter 7, considering the destabilizing effect of Mo on the Pt-CO bond. The surface Mo oxide species were able to dissociate H2O at potential values that coincide with the potential window of the PEMFC anode operation. This catalyst oxidized CO under open circuit conditions through the water gas shift reaction and at temperature as low as 60oC. However, the catalytic activity was not homogeneously distributed on the entire catalyst surface, but it was located at the Pt/MoOx interface, with the monometallic Pt sites to be strongly susceptible to CO poisoning. Furthermore, Mo was sensitive to dissolution phenomena in the hydrous acidic environment of the PEMFC for potentials higher than 0.2 V vs. rhe. Finally, in chapter 8 is described the interaction of CO with a ternary Pt-Ru-Co catalyst surface, in comparison to a commercial PtRu/C catalyst. The ternary catalyst was more active for the adsorbed CO electrooxidation, with a lower apparent activation energy than the bimetallic commercial one. The ternary catalyst exhibited zero reaction order with respect to CO partial pressure, while the PtRu/C showed negative reaction order due to competitive adsorption of CO and oxidic species for the same catalytic sites. The kinetic rate constant of the CO electrooxidation reaction for the ternary catalyst showed stronger dependence on the applied potential.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the first part of the thesis, the spontaneous occurrence of an outbreak of Baccharis megapotamica var. weirii poisoning in buffalo in the Central region of the State of Rio Grande do Sul is reported. Ten out of 50 buffalo died 24 48 hr after being introduced into a pasture containing abundant amounts of the plant. Factors influencing the ingestion of the plant and consequent toxicosis included hunger, stress caused by shipment, and unfamiliarity with the plant. Clinical signs included serous ocular discharge, incoordination, mild bloat, and muscle trembling. One buffalo was necropsied. Gross findings included dehydration, abundant liquid in the rumen, reddening of the mucosa of forestomachs, abomasum, and intestine, and edema of the wall of the rumen. The main histologic lesions were superficial to full thickness degeneration and necrosis of the stratified epithelium lining the forestomachs, necrosis of the intestinal mucosa, and widespread lymphoid necrosis. A calf (Bos taurus) was fed a single dose of 5 g/kg/body weight of B. megapotamica var. weirii harvested from the same site where the buffalo died. Twenty hours after the administration of the plant this calf died with clinical signs and lesions similar to those observed in the naturally poisoned buffalo.sido consumida pelos búfalos. In the second part of the thesis, Five male 6-8 month-old Murrah buffalo calves were orally dosed with the fresh aerial parts of Baccharis megapotamica var. weirii at doses of 1, 3, 4, 5 and 10 g/kg body weight (bw) (~1-10 mg macrocyclic trichothecenes/kg/bw). The B. megapotamica used for the experiment was harvested on a farm where a recent spontaneous outbreak of poisoning caused by such plant had occurred. Clinical signs appeared 4-20 hours and 4 buffalo died 18-49 hours after the ingestion of the plant. Clinical signs were apathy, anorexia, and watery diarrhea, fever, colic, drooling, muscle tremors, restlessness, laborious breathing and ruminal atony, and dehydration. The most consistent gross findings were restricted to the gastrointestinal (GI) tract consisted of varying degrees of edema and reddening of the mucosa of the fore-stomachs. Histopathological findings consisted of varying degrees of necrosis of the epithelial lining of the fore-stomachs and of lymphocytes within lymphoid organs and aggregates. Fibrin thrombi were consistently found in sub-mucosal vessels of the fore stomachs and in the lumen of hepatic sinusoids. It is suggested that dehydration, septicemia and disseminated intravascular coagulation participate in the pathogenesis of the intoxication and play a role as a cause of death. A subsample of the B. megapotamica var. weirii was frozen-dried and ground and analyzed using UHPLC (Ultra High Performance Liquid Chromatography) with high resolution Time of Flight mass spectrometry and tandem mass spectrometry, it was shown that the plant material contained at least 51 different macrocyclic trichothecenes at a total level of 1.1-1.2 mg/g. About 15-20% of the total trichothecenes contents was found to be monosaccharide conjugates, with two thirds of these being glucose conjugates and one third constituted by six aldopentose conjugates (probably xylose), which has never been reported in the literature. / Na primeira parte dessa tese, relatamos a ocorrência natural de um surto de intoxicação por Baccharis megapotamica var. weirii em búfalos na Região Central do Rio Grande do Sul. Os animais haviam sido transportados de uma propriedade onde a planta não ocorria para uma propriedade infestada pela planta. Durante o transporte, os animais foram submetidos a um longo período de jejum e estresse. Como resultado, após o desembarque dos 50 búfalos transportados, dez morreram com doença de evolução aguda (24-48 horas). A maioria dos búfalos foi encontrada morta, mas os sinais clínicos observados em um búfalo incluíam lacrimejamento, incoordenação e fraqueza dos membros posteriores, desorientação, decúbito esternal, lateral e morte. Na necropsia de um animal foi observado acentuada desidratação, avermelhamento e edema da mucosa dos pré-estômagos e intestino. Na microscopia, as áreas vermelhas dos pré-estômagos e intestino correspondiam à necrose acentuada do epitélio. Em visita à propriedade foi observada grande quantidade de B. megapotamica (identificada posteriormente como B. megapotamica var. weirii) com sinais de ter sido consumida pelos búfalos. Na segunda parte da tese, reproduzimos experimentalmente a intoxicação por B. megapotamica var. weirii em búfalos para melhor caracterizar o quadro clínico-patológico da intoxicação na espécie, assim como determinar a dose tóxica e avançar no estudo da patogênese da intoxicação. Para tal, utilizamos cinco búfalos da raça Murrah com 6 a 8 meses de idade e peso variando entre 122 e 143 kg. Esses animais receberam em uma única administração por via oral, 1, 3, 4, 5 e 10 g/Kg das partes aéreas de Baccharis megapotamica var. weirii. A planta usada no experimento foi colhida na fazenda onde ocorreu o surto de intoxicação espontânea descrito acima. Os sinais clínicos apareceram 4-20 horas e quatro búfalos morreram 18-49 horas após a ingestão da planta. Os sinais clínicos consistiram de apatia, anorexia, diarreia aquosa, febre, cólica, salivação, tremores musculares, inquietação, respiração laboriosa, atonia ruminal e desidratação. Os achados macroscópicos mais consistentes estavam restritos ao trato gastrointestinal (GI) e consistiram de graus variados de edema e avermelhamento da mucosa dos pré-estômagos. Os achados histopatológicos consistiam de vários graus de necrose do epitélio de revestimento dos pré-estômagos e de linfócitos em agregados e órgãos linfoides. Trombos de fibrina foram consistentemente encontrados nos vasos da submucosa dos pré-estômagos e na luz dos sinusoides hepáticos. Uma subamostra de B. megapotamica var. weirii foi congelada a seco, moída e analisada usando UHPLC (Cromatografia Líquida de Ultra Alta Performance) com espectrometria de tempo-de-vôo de alta resolução e espectrometria de massa em tandem. Foi demonstrado que o material de planta analisado continha pelo menos 51 tricotecenos macrocíclicos diferentes num nível total de 1,1-1,2 mg/g. Cerca de 15-20% do conteúdo total de tricotecenos eram conjugados de monossacarídeos, sendo dois terços desses, conjugados de glicose e um terço constituídos por seis conjugados de aldopentose (provavelmente xilose). Em conclusão, o presente estudo descreveu pela primeira vez a intoxicação em búfalos por plantas do gênero Baccharis. A reprodução experimental demostrou que búfalos são um pouco mais resistentes a intoxicação por B. megapotamica var. weirii do que bovinos. Quanto à patogênese, foi sugerido que desidratação, septicemia e coagulação intravascular disseminada sejam fatores responsáveis pela morte dos animais afetados. Adicionalmente, foi descrito presença de tricotecenos constituídos por seis conjugados de aldopentose (provavelmente xilose) no B. megapotamica var. weirii, o que nunca tinha sido antes relatado na literatura.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-04T22:56:45Z No. of bitstreams: 1 AMÉLIA LIZZIANE LEITE DUARTE - TESE PPGMV 2012..pdf: 637832 bytes, checksum: 8a08b402027d942419996459bd5d8dfd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-04T22:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AMÉLIA LIZZIANE LEITE DUARTE - TESE PPGMV 2012..pdf: 637832 bytes, checksum: 8a08b402027d942419996459bd5d8dfd (MD5) Previous issue date: 2012 / Capes / Esta tese inclui três artigos sobre plantas tóxicas que causam ou são suspeitas de causarem morte súbita associada ao exercício em animais domésticos, intoxicação que se caracteriza por evolução superaguda, sem alterações cardíacas morfológicas significativas. O primeiro capítulo é uma revisão bibliográfica, detalhando recentes mudanças que ocorreram na identificação das diferentes espécies tóxicas de Amorimia (anteriormente referidas como Mascagnia) encontradas no Brasil e diferenciando-as quanto à epidemiologia e toxicidade. São descritos, também, os sinais clínicos, achados de necropsia e histológicos, diagnóstico e medidas de prevenção e/ou controle das intoxicações por Amorimia spp. No segundo capítulo é descrita, em caprinos, a indução de resistência à intoxicação por Amorimia septentrionalis, mediante administração repetida de doses não-tóxicas desta planta, e a transmissão da resistência de caprinos resistentes para caprinos susceptíveis através da transfaunação de líquido ruminal. Neste estudo, observou-se que os caprinos que recebiam doses não tóxicas e os que receberam a transfaunação foram mais resistentes que os que nunca ingeriram a planta previamente ou apenas coabitavam com os resistentes. O terceiro capítulo é uma comunicação científica que avaliou, experimentalmente, a toxicidade de Callaeum psilophyllum (sinônimo Mascagnia psilophylla) em coelhos e caprinos, assim como a possibilidade da ocorrência de intoxicação espontânea por esta planta em ruminantes. Foi comprovado que, em coelhos, C. psilophyllum causa um quadro clínico semelhante aos das plantas que causam morte súbita; no entanto, em caprinos, causa sinais digestivos, principalmente diarreia. Não há evidências de que C. psilophyllum cause intoxicações espontâneas em ruminantes. / This thesis includes three papers on toxic plants that cause or are suspected of causing sudden death associated with exercise in domestic animals, poisoning characterized by a per acute course without significant morphological heart changes. The first chapter is a literature review, detailing recent changes that have occurred in the identification of different species of toxic Amorimia (formerly referred as Mascagnia) found in Brazil. We also report the epidemiology, toxicity, clinical signs, necropsy and histologic findings, diagnosis, and prevention and control of the poisoning by Amorimia spp. The second chapter reports the induction of resistance to poisoning by Amorimia septentrionalis by the repeated administration of non toxic doses, and also by transfaunation of ruminal contents from resistant to susceptible goats. In this study, we observed that animals receiving non-toxic doses and transfaunation of ruminal content were more resistant than goats that never ingested the plant. The third chapter is a short communication that evaluated experimentally the toxicity of Callaeum psilophyllum (synonym Mascagnia psilophylla) in rabbits and goats, as well as the possibility of the occurrence of poisoning by this plant in ruminants. It was demonstrated that, in rabbits, this plant causes similar clinical signs than those caused by plants causing sudden death; however, in goats, C. psilophyllum causes digestive signs, mainly diarrhea. There is no evidence that C. psilophyllum causes spontaneous poisoning in ruminants.

Sixteen outbreaks of Senna occidentalis (coffee senna) occurring in cattle from the state of Rio Grande do Sul, Brazil, were reviewed. The great majority (75%) of the outbreaks occurred in adult cattle at pasture during the autumn and winter months with 50% occurring in May, evidencing a striking seasonality. Mortality rates varied from 4.2% to 55.2% and cattle died 2 days up to 2 weeks after showing clinical signs that included dry feces (occasionally diarrhea), muscle weakness, reluctance to move, tachypnea, instability of the hind limbs with dragging of the toes, tremors in muscles of the thighs, neck, and head, ear dropping, sternal recumbency, lateral recumbency and death. Myoglobinuria characterized by a dark red or black discolored urine was a consistent finding in cattle affected at pasture but not in those poisoned by ration contaminated with coffee senna beans. Creatine phosphokinase serum activity was markedly elevated. Main gross changes observed in 23 necropsies involved skeletal muscles of the hind limbs. These changes consisted of varying degrees of paleness of muscle groups. Subepicardial and subendocardial hemorrhages were present in the hearts of all affected cattle. Histologically a segmental degenerative myopathy of striated muscles was present in every case and had a multifocal polyphasic or monophasic character. Myocardial (3/23), hepatic (3/13), renal (3/10), and splenic (1/6) microscopic lesions were observed occasionally. Myocardial lesions were mild and consisted of vacuolation of cardiomyocytes or focal fibrosis. Hepatic changes consisted of diffuse hepatocellular vacuolation, cytosegrosomes within hepatocytes, and individual hepatocellular necrosis. Kidneys have vacuolar degeneration of tubular epithelium associated with acidophilic casts (proteinosis) within tubular lumina. In the spleen there was marked necrosis of lymphocytes of the white pulp. No histological changes were found in the brains of 13 affected cattle. The data of this study suggest that coffee senna poisoning is an important cause of death in cattle in southern Brazil. The epidemiological, clinical and pathological features described in the study shoud be useful for diagnosing the condition in the field. / Dezesseis surtos de intoxicação por Senna occidentalis (fedegoso) em bovinos do Rio Grande do sul foram revisados. A grande maioria dos surtos (75%) ocorreu em bovinos adultos em pastoreio durante o outono e inverno com 50% dos surtos ocorrendo em maio, evidenciando uma notável sazonalidade. Os coeficientes de mortalidade variaram de 4,2% a 55,2% e os bovinos morriam dois dias a duas semanas após mostrarem sinais clínicos que incluíam fezes ressecadas (ocasionalmente diarreia), fraqueza muscular, relutância em mover-se, taquipneia, instabilidade dos membros pélvicos com arrastamento das pinças, tremores nos músculos das coxas, pescoço e cabeça; orelhas caídas, decúbito esternal, decúbito lateral e morte. Mioglobinúria, caracterizada por urina vermelho-escura ou preta foi regularmente encontrada em bovinos afetados em pastoreio, mas não naqueles que se intoxicaram ingerindo ração contaminada com as sementes da planta. A atividade sérica da creatina fosfocinase estava acentuadamente elevada. As principais alterações macroscópicas observadas em 23 necropsias envolviam os músculos esqueléticos dos membros pélvicos. Essas alterações consistiam de graus variáveis de palidez em grupos musculares. Hemorragias subepicárdicas e subendocárdicas ocorreram nos corações de todos os bovinos afetados. Histologicamente, miopatia degenerativa dos músculos estriados esteve presente em todos os casos e tinha um caráter multifocal monofásico ou polifásico. Lesões microscópicas no miocárdio (3/23), fígado (3/13), rim (3/10) e baço (1/6) foram ocasionalmente observadas. As lesões miocárdicas eram discretas e consistiam de vacuolização dos cardiomiócitos ou fibrose focal. As lesões hepatocelulares consistiam de vacuolização difusa, formação de citossegrossomos e necrose individual. Nos rins havia degeneração vacuolar do epitélio tubular associada a cilindros eosinofílicos (proteinose) na luz tubular. No baço havia marcada necrose de linfócitos da polpa branca. Nenhuma alteração foi encontrada ao exame histológico do encéfalo de 13 bovinos afetados. Os dados deste estudo sugerem que a intoxicação por fedegoso é uma importante causa de morte em bovinos do sul do Brasil. Os aspectos epidemiológicos, clínicos e patológicos descritos neste estudo deverão ser úteis no diagnóstico a campo desta intoxicação.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The pathogenesis of the lesions of the Ramaria flavo-brunnescens poisoning in cattle was studied throughout a retrospective evaluation of selected tissues from nine spontaneous and four experimental cases of the disease. The pathogenesis of lesions observed in the tongue, esophagus, hoof, and tail was investigated analyzing microscopic lesions, histochemical and histochemical-ultrastuctural changes. Histochemical techniques utilized were Masson s Trichrome and Selective Oxidation of Keratin (SOK). The histochemicalultrastuctural study was acomplished throughout the Swift method under transmission electron microscopy. Hair shafts of the tip of the tail were analyzed under polarized light. Lesions of varying degrees of severity were observed. They were more severe in spontaneous than in experimental cases. In the tongue, most microscopic lesions showed keratinization defects, such as loss of the filiform papillae, thinning, irregular stratification, focal lamelar keratinization, and individual cell keratinization (dyskeratosis) in the dorsal epithelium. In the esophagus, there were thinness of superficial epithelium and multifocal ulcers. In the hoof, lesions were in the laminar stratum and characterized by different grades of fusion, shortness, multiple layers of non-keratinized cells in the laminar tip, irregular and discontinuous keratinization with nuclear persistency, individual cell keratinization with citoplasmic vacuolization of keratinocytes of the epidermal laminae. In the skin of the tip of the tail, changes could by separated in follicular wall lesions (affecting the outer [ORS] and the inner root sheets [IRS]) and changes of the hair shaft itself. The main changes observed in the follicular epithelium were disorganization, misalignment, and disceratosis of keratinocytes of the ORS. On tissue sections, main changes in the hair shafts showed irregular contour, tortuousness, and disintegration of shaft. Morphological changes similar to the ones observed on tissue sections and changes in polarizing patterns were seen on polarized light microscopy of hair shafts. Tissue sections stained by Masson s Trichrome technique (with picric acid) revealed defective hard keratinization of filliform papillae, of epidermal lamina of hoof, and of tail tip hair shafts. Sections stained by the SOK technique revealed strong loss of cistine contents, visualized as light staining of these same structures. On the histochemical-ultrastructural study of the hair cuticle, performed throughout the Swift technique under transmission electron microscopy, a low content of cistine was also observed. All changes observed in the keratinized structures studied, mostly in the hard keratin, showed defective keratinization. The morphologic study and the results obtained with SOK and Swift techniques showed that the defective keratinization results of low amounts of sulphur containing amino acids (cystine) in hard keratin structures. This is probably the main pathogenetic mechanism of the lesions observed in R. flavo brunnescens poisoning in cattle. / O estudo da patogênese da intoxicação pelo cogumelo Ramaria flavo-brunnescens em bovinos foi realizado através da avaliação retrospectiva de tecidos selecionados de nove casos espontâneos e quatro casos experimentais. Para a investigação da patogênese das lesões observadas na língua, esôfago, casco e cauda, foram avaliadas as alterações histopatológicas e aspectos histoquímicos e histoquímico-ultra-estruturais das lesões. As técnicas histoquímicas utilizadas foram o Tricrômico de Masson e a oxidação seletiva da ceratina (OSC). O estudo histoquímico-ultra-estrutural foi realizado através da técnica de Swift sob microscopia eletrônica de transmissão. Os pelos da vassoura da cauda foram examinados sob microscopia de luz polarizada. Nos tecidos examinados foram observados diferentes graus e estágios de lesões. Nos bovinos intoxicados espontaneamente as lesões foram mais acentuadas que nos casos experimentais. Na língua, a grande maioria das lesões histopatológicas observadas demonstrou defeitos na ceratinização como desaparecimento das papilas filiformes, adelgaçamento, estratificação irregular, ceratinização lamelar focal e ceratinização individual de células (disceratose) no epitélio de revestimento dorsal. No esôfago observaram-se adelgaçamento do epitélio superficial e úlceras multifocais. Nos cascos havia alterações no estrato laminar, caracterizadas por graus variáveis de fusão, encurtamento, múltiplas camadas de células não-ceratinizadas no topo, ceratinização irregular e descontínua com persistência de núcleos, ceratinização individual e vacuolização citoplasmática de ceratinócitos das lâminas epidérmicas. Na pele da região da vassoura da cauda, as alterações foram divididas em lesões da parede folicular (nas bainhas radicular externa e interna) e alterações nos pelos propriamente ditos. As principais alterações observadas no epitélio folicular foram desorganização, desalinhamento e disceratose de ceratinócitos da bainha radicular externa. Nas seções histológicas, as principais alterações nas hastes pilosas demonstraram contornos irregulares, tortuosidade e desintegração da haste. Alterações morfológicas semelhantes às descritas nas seções histológicas e alterações no padrão de birrefringência foram observadas através do exame polaroscópico dos pelos. Através da técnica do Tricrômico de Masson (com ácido pícrico) observou-se ceratinização dura defeituosa das papilas filiformes linguais, das lâminas epidérmicas do casco e dos pelos da cauda. A técnica da OSC revelou redução marcada do conteúdo de cistina, visualizado como fraca coloração rósea dessas mesmas estruturas. No estudo histoquímico-ultra-estrutural da cutícula pilosa, realizado através da técnica de Swift sob microscopia eletrônica de transmissão, observou-se também um baixo conteúdo de cistina. Todas as alterações observadas nas estruturas ceratinizadas estudadas, mas especialmente nas que sofrem ceratinização dura, revelaram defeitos na ceratinização. Aliando ao estudo morfológico os resultados obtidos através da técnica da OSC e da microscopia eletrônica/técnica de Swift pode-se associar os defeitos na ceratinização a uma redução na quantidade de aminoácidos sulfurados (cistina), principalmente nas estruturas que sofrem ceratinização dura, sendo este provavelmente o principal mecanismo patogenético na intoxicação por R. flavo brunnescens em bovinos.

Submitted by Pedro Silva Filho (pfsilva@ipen.br) on 2017-11-22T17:15:11Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-11-22T17:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O excessivo processo de urbanização da Região Metropolitana de São Paulo resultou na perda das características naturais dos seus cursos d\'água ocasionando profundas alterações nos regimes de vazão e de qualidade. O objetivo desse estudo foi avaliar a concentração de metais tóxicos, os semi-metais As, Sb e Se e os elementos terras raras, presentes em amostras de sedimento superficiais coletadas nos Reservatórios Billings, Guarapiranga e Rio Grande. Os elementos Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sb, Se e Zn foram determinados pela técnica de Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES). Alguns elementos maiores, traço e elementos terras raras (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb) foram determinados pela técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (INAA). A concentração de Hg total foi determinada pela técnica Espectrometria de Absorção Atômica com Geração de Vapor Frio (CVAAS). A validação das metodologias foi realizada por meio da análise de materiais de referência certificados. Para avaliar as possíveis fontes de contaminação antrópicas foram utilizadas as ferramentas de fator de enriquecimento (FE) e o índice de geoacumulação (IGeo). Os resultados obtidos pelas técnicas foram comparados com os valores orientadores TEL e PEL estabelecidos pelo CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment) e adotados pela CETESB. Todos os pontos analisados apresentaram valores > TEL para todos os metais e dois pontos da represa Billings (BILL02100 e 02030), valores > PEL para As, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn, provavelmente em decorrência do recebimento das águas do Rio Pinheiros e das bacias de drenagem do ribeirão Cocaia e Bororé. Os valores de FE e IGeo calculados apontaram possíveis contaminações antrópicas para Sb e Se para os elementos determinados por ICP OES e de As, Cr, Sb e Zn, por INAA. O reservatório Billings apresentou, em geral, as maiores concentrações para os elementos analisados, indicando uma má qualidade de seus sedimentos. Este estudo confirma a necessidade de um monitoramento frequente da qualidade do sedimento nos reservatórios estudados como procedimento indispensável para avaliação periódica da qualidade das bacias, considerando sua importância no fornecimento de água para a Região Metropolitana de São Paulo. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

A estatística das principais causas das intoxicações mostra que os depressores do sistema nervoso central (SNC) têm uma participação significativa. No Centro de Controle de Intoxicações da Unicamp, em 1995, 30% das intoxicações foram por medicamentos, sendo a metade por depressores do SNC. A avaliação do paciente intoxicado, freqüentemente inclui, além de exames clínicos, análises laboratoriais para identificação de agentes tóxicos presentes em amostras biológicas. Os procedimentos analíticos com esta finalidade utilizam diversas técnicas, entre elas as cromatográficas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver e otimizar um método de triagem para diagnóstico laboratorial das intoxicações por medicamentos que causam depressão do SNC, através da cromatografia em fase gasosa, para ser utilizado em análises de urgência em Centros de Controle de Intoxicações. Foram selecionados 21 fármacos depressores do SNC a partir de critérios de freqüência e importância clínico-toxicológica. As técnicas de extração apresentaram recuperação relativa entre 66,4 e 92,6% para a urina e entre 36,7 e 82,6% para o plasma. O estudo de precisão apresentou coeficiente de variação entre 4,3 e 13,7% para as amostras de urina e entre 7,8 e 19,4% para o plasma. A sensibilidade foi testada para concentrações próximas aos níveis terapêuticos (1 a 5 µg/mL) tendo sido considerada satisfatória e a análise de extratos de \"brancos\" de referência apresentou cromatograma sem interferentes. O tempo de análise foi compatível com a necessidade clínica (menor que duas horas) para análise concomitante dos 21 fármacos. Pode-se concluir que o método de triagem por cromatografia gasosa proposto foi adequado para o diagnóstico laboratorial das intoxicações agudas por medicamentos que causam síndrome de depressão do SNC. / Drugs that cause Central Nervous System Depression Syndrome (CNSDS) have an important role in poisons. At the Poison Control Center of University of Campinas, in 1995, 30% of poisons were due to medicines and a half of that was due to CNS depressants. The evaluation of the poisoned patient includes, in addition to clinical examinations, laboratorial screenings to identify toxic agents in biological samples. The analytical procedures with this endpoint use several methods, including chromatographic analyses. The objective of this study was to develop and to optimize a procedure for screening drugs that cause CNSDS, through gas chromatography, to be used in emergency assays at the Poison Control Center. Twenty one drugs were selected using frequency and clinical-toxicology importance criteria. The extraction technique presented relative recuperation between 66.4 and 92.6% for urine and 36.7 and 82.6% for plasma. The intra-assay coefficient of variation was between 4.3 and 13.7% for urine and 7.8 and 19.4% for plasma. The sensibility was tested for concentrations near therapeutical levels (1 to 5 µg/ml) and was considered satisfactory. The chromatogram of blank sample extract presented no interferences. The time required to screen 21 drugs in plasma and urine samples was less than 2 hours, making this method appropriate for use in poison control center in hospitals.

This experiment was undertaken to study the following aspects of the A. glazioviana poisoning in sheep: (1) abortifacient properties of the plant and the pathogenesis of the abortions and reproductive failure associated with the toxicosis and (2) the morphology and pathogenesis of cardiac and brain lesions. In the first part of the experiment, 17 pregnant ewes were orally fed variable amounts of either green or dried leaves of A. glazioviana fractioned in 1-24 daily doses. All 17 ewes manifested some form of reproductive failure. Nine (52.9%) aborted their fetuses at 4-36 days after starting being fed the leaves of the plant; one had a stillbirth and in another one intrauterine fetal death was diagnosed. The other six ewes delivered 8 weak lambs seven of which died from few minutes to 48 hours after birth. Gross and histopathological changes observed in lambs, stillborn, and in aborted fetuses were rather similar to those found in the spontaneous poisoning by A. glazioviana in ruminants. It is concluded that abortions caused by A. glazioviana are due to transplacental induced fetal lesions consisting of toxic cardiomyopathy and spongy degeneration of the white matter of the brain. For the second part of the experiment 15 mature sheep were fed varying daily amounts of the fresh green leaves of A. glazioviana for different periods of time (1-24 days). Clinical signs observed in poisoned sheep included depression, anorexia, general weakness, staggering gait and prolonged recumbency. One sheep had signs of congestive heart failure. Necropsy findings included subcutaneous and cavitary edema in two sheep and nutmeg liver in one. Histopathological findings included degeneration, necrosis and interstitial fibrosis in the myocardium of 4 sheep and spongy degeneration of cerebral white matter (status spongiosus) in 10 sheep. The ultrastructure of the brain lesion was morphological consistent with those found in diseases grouped as spongiform myelinopathies in which vacuolation of myelin occur in absence of significant myelin break down or phagocytosis / Este estudo foi realizado para investigar os seguintes aspectos da intoxicação por Ateleia glazioviana em ovinos: (1) as propriedades abortivas da planta e a patogênese dos abortos e da falha reprodutiva associada à toxicose e (2) a morfologia e patogênese das lesões cardíacas e encefálicas. Para a primeira parte do experimento, 17 ovelhas prenhes receberam, por via oral, diferentes quantidades das folhas verdes ou secas de A. glazioviana fracionadas em 1-24 doses diárias. Todas as 17 ovelhas manifestaram alguma forma de falha reprodutiva. Nove ovelhas (52,9%) abortaram seus fetos aos 4- 36 dias após o início da administração da planta; houve um natimorto e uma morte intra-uterina. Seis ovelhas pariram 8 cordeiros fracos, sete dos quais morreram de alguns minutos até 48 horas após o nascimento. Alterações macro e microscópicas observadas em cordeiros, num natimorto e nos fetos abortados eram notavelmente semelhantes às observadas na intoxicação espontânea por A. glazioviana em ruminantes. Foi concluído que os abortos causados por A. glazioviana são devidos às lesões induzidas no feto por via transplacentária e consistem de miocardiopatia tóxica e degeneração esponjosa da substância branca do encéfalo. Para a segunda parte do experimento, 15 ovinos adultos receberam diferentes quantidades diárias das folhas verdes frescas de A. glazioviana por vários períodos de tempo (1-24 dias). Os sinais clínicos observados nos ovinos afetados incluíram depressão, anorexia, fraqueza, incoordenação e decúbito prolongado. Um ovino apresentou sinais de insuficiência cardíaca congestiva. Os achados de necropsia incluíram edema subcutâneo e das cavidades orgânicas em dois ovinos e fígado de noz moscada em um. Os achados histopatológicos incluíram degeneração, necrose e fibrose intersticial no miocárdio em 4 ovinos e degeneração esponjosa da substância branca do encéfalo (status spongiosus) em 10 ovinos. A ultra-estrutura da lesão encefálica foi morfologicamente classificada no grupo das mielinopatias espongiformes em que ocorre vacuolização da mielina sem degradação ou fagocitose significativas

The data herein described is a compilation of retrospective and prospective studies of diseases in goats diagnosed at the Laboratório de Anatomia Patologica at the Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. This investigation examined 74 necropsy reports of goats obtained for the period between January 2012 and August 2015. The results yielded 72 conclusive diagnoses (in 6 cases there was more than one diagnosis by necropsy), and 16 it was not possible to conclude for a diagnosis.. Of the 72 conclusive diagnoses, 65.3% were infectious and parasitic diseases, 25.0% were intoxications and toxinfections, and 8.3% were metabolic and nutritional diseases. Other disorders were diagnosed on one occasion only (1.4%). Haemonchosis was the most prevalent condition in all diagnoses (27.8%), followed by bilateral bronchopneumonia (20.8%) and poisoning by Brachiaria decumbens (18.1%). Four scientific papers resulted from this study: (1) Spontaneous poisoning by Brachiaria decumbens in goats; (2) Renal encephalopathy due to acute renal failure in a goat; (3) Granulomatous leptomeningitis in a goat associated with infection by Cryptococcus neoformans and (4) Hepatogenous chronic copper toxicosis associated with grazing Brachiaria decumbens in a goat. These four papers are already published and attached to this thesis. / Esta tese envolveu o estudo retrospectivo e prospectivo de doenças de caprinos diagnosticadas no Laboratório de Anatomia Patológica da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Para isso, foram examinados os laudos de necropsias de caprinos realizadas de Janeiro de 2012 a Agosto de 2015. Durante o período estudado foram realizadas necropsias de 74 caprinos, que resultaram em 72 diagnósticos conclusivos (em 6 necropsias houve mais de um diagnóstico) e em 16 não foi possível concluir por um diagnóstico. Do total de 72 diagnósticos conclusivos, 65,3% eram de doenças infecciosas e parasitárias, 25,0% eram de intoxicações e toxinfecções e 8,3% eram de doenças metabólicas e nutricionais. Outros distúrbios foram diagnosticados em menor proporção (1,4%). Hemoncose foi a condição mais prevalente sobre o total de diagnósticos (27,8%), seguida de broncopneumonia bilateral (20,8%) e de intoxicacao por Brachiaria decumbens (18,1%). Este estudo resultou em quatro trabalhos científicos: (1) Spontaneous poisoning by Brachiaria decumbens in goats; (2) Renal encephalopathy due to acute renal failure in a goat; (3) Granulomatous leptomeningitis in a goat associated with infection by Cryptococcus neoformans e (4) Hepatogenous chronic copper toxicosis associated with grazing Brachiaria decumbens in a goat. Esses quatros trabalhos já estão publicados e estão anexados a esta tese.

Two oubreaks of poisoning by the mushroom Ramaria flavo-brunnescens are reported in cattle from two farms located in the municipalities of Santa Maria and São Gabriel, state of Rio Grande do Sul, Brazil during April-May 2005. Out of a total of 180 yearling calves that had access to a pasture with eucalyptus woods, 19 were affected and 10 died. The clinical courses were 8-15 days and clinical signs included depression, weight loss, dehydration, drooling, loosening and loss of the long hairs of the tip of the tail, smoothening of the dorsal surface of the tongue with occasional ulceration, loosening of the corneal encasement of horns, hard and ball-shaped feces covered with a film of mucous, hypopion, hyphema and corneal opacity. Two calves had leucocytosis due to mild regenerative left shift. Nine calves were necropsied. Necropsy findings confirmed the clinical observation and additionaly included fibrinonecrotic esophagitis, mainly in the distal third of the esophageal mucosa. Histopathological changes in the skin of the tail included orthokeratotic hyperkeratosis; hair folicles with irregular contours, and thickening of the tricolemmal keratin layer with occasional formation of keratin plugs, and degeneration and necrosis of the outer root sheath. At the laminar region of the hooves, there was hemorrhage, fibrin and neutrophilic infiltrate in the dermal laminae. hyperplasia of the top of epidermal laminae with irregular keratinization and retention of nuclei; several epidermal laminae were shortened and fused. In the mucosa of the tongue there was thinning of the covering epithelium, atrophy and loss of filiform papillae, multifocal areas of dyskeratosis, and spongiosis of the basal cell layer. In some parts the epithelium was lost and the surface consisted of granulation tissue and mixed inflammatory cell infiltrate. The esophageal mucosae of six calves had varying degree of epithelial necrosis and inflammation. The loss of the covering epithelium revealed an underneath area of granulation tissue with heavy inflammatory infiltrate composed predominantly of neutrophils and macrophages. In six calves there were focal symmetric bilateral areas of malacia observed at the level of obex in the medulla oblongata and affecting the white matter and parts of the dorsal nucleus of the vagus and of the hypoglossal nucleus. Ultrastructurally the keratinocytes of the dorsal epithelial surface of the tongue had decreased numbers of cytokeratin filament bundles. The epidemiology, clinical signs, pathology, and pathogenesis of poisoning by R. flavo-brunnescens in cattle are discussed. Additionally a case of R. flavo-brunnescens poisoning in a horse is described. / Dois surtos de intoxicação pelo cogumelo Ramaria flavo-brunnescens são relatados em bovinos de duas fazendas localizadas nos municípios de Santa Maria e São Gabriel, no Rio Grande do Sul, no período de abril-maio de 2005. De um total de 180 bovinos de sobreano que tiveram acesso a bosques de eucaliptos, 19 adoeceram e 10 morreram. A evolução clínica foi de 8-15 dias e os sinais clínicos incluíam depressão, perda de peso, desidratação, salivação excessiva, afrouxamento e perda dos pêlos longos da cauda, alisamento da superfície dorsal da língua com ocasional ulceração, afrouxamento do estojo córneo dos chifres, fezes em forma de cíbalos e recobertas por película de muco, hipópion, hifema e opacidade da córnea. Dois novilhos tinham leucocitose devido a leve desvio regenerativo à esquerda. Os achados de necropsia confirmaram as observações clínicas e adicionalmente incluíam esofagite fibrinonecrótica, principalmente no terço distal do esôfago. Alterações histopatológicas na pele da cauda incluíam hiperqueratose ortoqueratótica, folículos pilosos com contornos irregulares, espessamento da camada de queratina tricolemal e formação ocasional de tampões de queratina; degeneração e necrose da bainha radicular externa também era observada. Nos cascos havia hemorragia, fibrina e infiltrado neutrofílico nas lâminas dérmicas, hiperplasia do topo das lâminas epidérmicas com queratinização irregular e retenção dos núcleos; várias lâminas epidérmicas estavam encurtadas e fundidas. Na mucosa da língua o epitélio de revestimento estava adelgaçado, com atrofia e perda das papilas filiformes e havia áreas multifocais de disqueratose e espongiose das células da camada basal. Em algumas porções havia perda do epitélio e a superfície da língua era formada por tecido de granulação e infiltrado inflamatório misto. A mucosa esofágica de seis novilhos apresentava vários graus de necrose epitelial e inflamação. A perda do epitélio de revestimento revelava uma área subjacente de tecido de granulação com marcado infiltrado inflamatório predominantemente neutrofílico e macrofágico. Em seis novilhos, o bulbo, na altura do óbex, apresentava áreas focais bilaterais e simétricas de malacia que afetava a substância branca e partes do núcleo dorsal do vago e do núcleo hipoglosso. Ultra-estruturalmente, os queratinócitos do epitélio da superfície dorsal da língua apresentavam diminuição do número de feixes de filamentos de citoqueratina. São discutidos a epidemiologia, os sinais clínicos, a patologia e a patogênese da intoxicação por R. flavo-brunnescens em bovinos. Adicionalmente um caso de intoxicação por R. flavo-brunnescens é relatado em eqüino.