Estudos recentes têm identificado a presença de diversos poluentes emergentes em ambientes aquáticos. A ocorrência em diferentes matrizes ambientais tem sido continuamente relatada, o que evidencia a necessidade de estudos de toxicidade. O DEET (N,N-dietil-meta-toluamida) é o princípio ativo mais utilizado em repelentes de insetos e está presente em diversas formulações comercialmente disponíveis. Além dos poluentes químicos, os organismos aquáticos estão sujeitos à exposição da radiação ionizante proveniente de fontes naturais ou em proximidades de instalações de usinas nucleares. O presente estudo avaliou a toxicidade do DEET em organismos irradiados e não irradiados com radiação gama de 60Co, e os efeitos que a radiação causa sob os lisossomos de hemócitos do mexilhão Perna perna. Para isso, foram realizados ensaios de toxicidade aguda para identificar a concentração de DEET e a dose de radiação gama passíveis de causar mortalidade, e posteriormente ensaios de citotoxicidade avaliando a estabilidade da membrana lisossômica em organismos expostos ao DEET e radiação ionizante. De acordo com os resultados obtidos nos ensaios de toxicidade aguda, a concentração de DEET que causa mortalidade em 50% dos organismos expostos (CL50) é de 114,27 mg L-1, e a dose de radiação que causa mortalidade (DL50) é de 1068 Gy. Nos os ensaios de citotoxicidade obteve-se a concentração de efeito não observado (CENO) para organismos irradiados e não irradiados de 0,0001 mg L-1 e a concentração de efeito observado (CEO) em concentrações acima desta. A CI25(72h) para organismos não irradiados foi de 0,0003 mg L-1 e a CI50(72h) foi de 0,0008 mg L-1 para organismos irradiados e não irradiados. Apesar das concentrações de efeito encontradas no presente estudo terem sido mais altas que as ambientais, estão na mesma ordem de grandeza e também deve-se levar em consideração os possíveis efeitos sinérgicos do DEET com outros contaminantes presentes em ambiente aquático. / Recent studies have identified the presence of several emerging pollutants in aquatic environments. The occurrence in different environmental matrices has been continuously reported, highlighting the need for toxicity studies. The DEET (N,N-diethyl-meta-toluamide) is the active ingredient used in most insect repellents, and is present in many commercially available formulations. Apart from chemical pollutants, aquatic organisms are subject to exposure of ionizing radiation from natural sources or in the vicinity of nuclear power plants. The present study evaluated the toxicity of DEET in organisms irradiated and non-irradiated with 60Co gamma radiation, and the effects that radiation causes in lysosomes of hemocytes of Perna perna mussel. For this purpose, assays were performed to identify the acute toxicity of DEET concentration and the dose of gamma radiation able to cause mortality. Subsequently, cytotoxicity assays were carried out to assess the stability of the lysosomal membrane in organisms exposed to ionizing radiation and DEET. According to the results obtained in acute toxicity tests, the concentration of DEET that causes mortality of 50% exposed organisms (LC50) is 114,27 mg L-1, and the radiation dose that causes mortality (LD50) is 1068 Gy. In the cytotoxicity assays, the concentration of the non-observed effect (NOEC) for irradiated and non-irradiated organisms 0.0001 mg L-1 and observed effect concentration (LOEC) at concentrations above this. The IC25 (72h) for non-irradiated organisms was 0.0003 mg L-1 and IC50 (72h) was 0.0008 mg L-1 for irradiated and non-irradiated organisms. Despite of the concentrations of effect found in this study were higher than in the environment, both measurements are in the same order of magnitude and should be also take into account the possible synergistic effects of DEET with other contaminants in the aquatic environment.

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 1985.

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 1998. / Includes bibliographical references (leaves 78-92).

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2010. / Includes bibliographical references (leaves 141-162). Also available online.

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2010. / Includes bibliographical references (leaves 141-162). Also available in print.

A biota marinha está exposta a uma elevada quantidade de substâncias tóxicas que podem causar graves problemas ao ambiente. As esponjas (Porifera) e os mexilhões (Mollusca) por serem sésseis e filtradores são utilizados como bioindicadores de poluição. A experimentação com aquários permite a realização de ensaios controlados, acompanhamento da resposta a diversos poluentes, concentrações e tempo de exposição. Os objetivos deste estudo foram: I). avaliar a imunocompetência através da expressão de proteínas do sistema imune Fator Inflamatório de Enxerto AIF -1 e pP38 por teste de ELISA (do inglês, Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) em esponjas expostas a poluentes, II) acompanhar a expressão das proteínas AIF-1 e pP38 nas cinco espécies de esponjas marinhas: Aplysina fulva (Pallas, 1766), Chondrilla aff. nucula Schimidt, 1862, Dysidea robusta Vilanova e Muricy 2001, Polymastia janeirensis (Boury-Esnault, 1973) e Hymeniacidon heliophila (Parker, 1910) após exposição a lipopolisacarídeo (LPS) de E. Coli III) avaliar a expressão das proteínas AIF-1 e pP38 nas espécies C. aff. nucula e P. janeirensis após exposição a dodecil sulfato de sódio (SDS) IV) avaliar a mortalidade de mexilhões quando expostos ao dispersante Triton X-100 e esgoto doméstico in natura. Os resultados indicam que as esponjas A. fulva, C. aff. nucula, D. robusta e P. janeirensis expostas a 20 μg/mL de LPS por 30 minutos, uma, três, 24 e 48 horas apresentaram aumento de expressão da proteína AIF-1 em relação ao controle, com diferentes tempos de resposta para cada espécie. A esponja H. heliophila exposta a 30 μg/mL de LPS apresentou diferença significativa na expressão de AIF-1 em relação ao controle na exposição por 30 min, uma, quatro, 24 e 48 horas. Contudo, não houve diferença significativa na expressão de outra proteína, a quinase pP38, nesses ensaios. As esponjas C. aff. nucula e P. janeirensis foram expostas a 0,25 mg/L de dodecil sulfato de sódio (SDS) por 24 e 48 horas. C. aff. nucula apresentou aumento da expressão de AIF -1 quando comparada ao controle em 24 e 48 horas, mas para P. janeirensis não houve diferença significativa. Os mexilhões Perna perna foram expostos a poluentes de duas maneiras a detergente Triton X-100 0,10 g/L por três, seis, 12 e 18 horas que induziu diferença significativa na mortalidade em seis, 12 e 18 horas em comparação com o controle e a a esgoto doméstico in natura diluído na proporção de 1:50 não houve mortalidade no tratamento ou no controle. A variação da expressão da proteína AIF-1 observada nas cinco espécies de esponjas marinhas confirma a utilização dessa proteína como eficiente biomarcador de estresse. Os mexilhões foram bons bioindicadores da poluição por detergente. / Marine biota is constantly exposed to several toxic substances which may cause severe environmental problems. Sponges (Porifera) and mussels (Mollusca) are often used as pollution bioindicators mainly due to their sessile and filter feeding habits. Laboratory experiments using aquaria enable the performance of controlled assays, following the various responses of animals to different concentrations and types of pollutants, besides of exposure time. The aims of this study were: I) evaluate the immunocompetence using proteins of the immune system Allograph Inflammatory Factor (AIF-1) and Pp38 by ELISA Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay in sponges exposure to pollutants II) evaluate the expression of AIF-1 and pP38 at the five species of marine sponges Aplysina fulva (Pallas, 1766), Chondrilla aff. nucula Schimidt, 1862, Dysidea robusta Vilanova e Muricy 2001, Polymastia janeirensis (Boury-Esnault, 1973) e Hymeniacidon heliophila (Parker, 1910) after exposure to Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) III) evaluate the expression of AIF-1 and pP38 in C. aff. nucula and P. janeirensis after exposure to sodium dodecyl sulfate (SDS) IV) evaluate the mortality of mussel Perna perna after exposed to detergent Triton X-100 and domestic sewage The results indicate that A. fulva, C. aff. nucula, D. robusta and P.janeirensis sponges exposed to 20 μg/mL of E. coli LPS during 30 minutes, one, three, 24 and 48 hours presented an increase in AIF-1 expression when compared to controls, at different response times for each species. The sponge H. heliophila exposed to 30 μg/mL of LPS presented a significant difference in the expression of AIF-1 compared to control, in short (30 min, one four hours) and long (24 and 48 hours) time exposure assays, but there were no significant difference in the expression of pP38 protein in any of the assays. Sponges C. aff. nucula and P. janeirensis were exposed to 0.25 mg/L of sodium dodecyl sulfate (SDS) for 24 and 48 hours. C aff. nucula showed increased expression of AIF-1 when compared to the control at 24 and 48 hours. For P. janeirensis there were no significant difference between treatments and controls. Perna perna mussels were exposed to pollutants in two assays. The animals were exposed to the detergent Triton X-100 0.10 g/L for three, six, 12 and 18 hours. There were significant differences in mortality in six, 12 and 18 hours. The mussels were also exposed to domestic sewage diluted in 1:50 proportion. This assay did not induce mortality in the treatment and control. The variation in the expression of AIF-1 protein observed in five species of the marine sponges confirms the efficient use of this protein as a stress biomarker. It was demonstrated that mussels are good bioindicators of detergent pollution.

Orientador: Camilo Dias Seabra Pereira / Resumo: O amplo uso de fármacos na medicina humana e veterinária tem resultado em problemas ambientais, uma vez que a ocorrência dessas substâncias em ecossistemas aquáticos têm sido demonstrada em regiões que recebem efluentes domésticos e industriais. Embora a ocorrência dessas substâncias no ambiente marinho e estuarino tenha sido amplamente observada, há poucos estudos que abordem a avaliação dos efeitos nocivos em organismos não-alvos, principalmente de áreas tropicais. Dada a importância de conhecer as concentrações ambientais de fármacos em zonas costeiras e estimar os efeitos biológicos adversos em organismos marinhos, o presente estudo visou identificar e quantificar por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC/MS/MS) os fármacos losartan, fluoxetina, metformina, 17 -etinilestradiol, amoxicilina e o antimicrobiano triclosan em amostras de água coletadas na Baía de Santos (SP); avaliar as respostas metabólicas (fases I (etoxiresorufina-O- desetilase/ EROD; dibenzilfluoresceína/ DBF) e II (glutationa-S-transferase/ GST)) do processo de biotransformação; a atividade antioxidante (glutationa peroxidase/ GPx) e estimar os efeitos subletais (lipoperoxidação (LPO), dano em DNA, colinesterase (ChE) e estabilidade da membrana lisossomal (EML)) associados à exposição a essas substâncias (48 e 96 horas), nos tecidos brânquia, glândula digestiva e hemolinfa do molusco bivalve Perna perna. Com o antimicrobiano triclosan foi realizada uma avaliação de risco ambiental ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The widespread use of drugs in human and veterinary medicine has resulted in environmental problems, as the occurrence of these substances in aquatic ecosystems has been demonstrated in regions receiving domestic and industrial effluents. Although the occurrence of these substances in the marine and estuarine environment has been widely observed, there are few studies that approach the evaluation of harmful effects in non-target organisms, mainly in tropical areass. Given the importance of knowing the environmental concentrations of pharmaceuticals in coastal zones and the adverse biological effects on organisms of these regions, the present study aimed to identify and quantify by mass spectrometry (LC/MS/MS) the pharmaceuticals losartan, fluoxetine, metformin, 17α- ethynylestradiol, amoxicillin and the antimicrobial triclosan in marine water samples collected in Santos Bay, evaluate the metabolic responses (phases I (ethoxyresorufin-O-deethylase/EROD, dibenzylfluorescein/DBF) and II (glutathione S-transferase/GST), antioxidant activity (glutathione peroxidase/GPx) and estimate sub-lethal effects (lipoperoxidation (LPO), DNA damage, cholinesterase (ChE) and lysosomal membrane stability (VN)) associated with the exposure to these substances (48 and 96 hours), in the gill tissues (BR), digestive gland (GD) and hemolymph of the marine bivalve Perna perna. With the antimicrobial triclosan, an environmental risk assessment was performed using marine invertebrate toxicity data. All... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A biota marinha está exposta a uma elevada quantidade de substâncias tóxicas que podem causar graves problemas ao ambiente. As esponjas (Porifera) e os mexilhões (Mollusca) por serem sésseis e filtradores são utilizados como bioindicadores de poluição. A experimentação com aquários permite a realização de ensaios controlados, acompanhamento da resposta a diversos poluentes, concentrações e tempo de exposição. Os objetivos deste estudo foram: I). avaliar a imunocompetência através da expressão de proteínas do sistema imune Fator Inflamatório de Enxerto AIF -1 e pP38 por teste de ELISA (do inglês, Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) em esponjas expostas a poluentes, II) acompanhar a expressão das proteínas AIF-1 e pP38 nas cinco espécies de esponjas marinhas: Aplysina fulva (Pallas, 1766), Chondrilla aff. nucula Schimidt, 1862, Dysidea robusta Vilanova e Muricy 2001, Polymastia janeirensis (Boury-Esnault, 1973) e Hymeniacidon heliophila (Parker, 1910) após exposição a lipopolisacarídeo (LPS) de E. Coli III) avaliar a expressão das proteínas AIF-1 e pP38 nas espécies C. aff. nucula e P. janeirensis após exposição a dodecil sulfato de sódio (SDS) IV) avaliar a mortalidade de mexilhões quando expostos ao dispersante Triton X-100 e esgoto doméstico in natura. Os resultados indicam que as esponjas A. fulva, C. aff. nucula, D. robusta e P. janeirensis expostas a 20 μg/mL de LPS por 30 minutos, uma, três, 24 e 48 horas apresentaram aumento de expressão da proteína AIF-1 em relação ao controle, com diferentes tempos de resposta para cada espécie. A esponja H. heliophila exposta a 30 μg/mL de LPS apresentou diferença significativa na expressão de AIF-1 em relação ao controle na exposição por 30 min, uma, quatro, 24 e 48 horas. Contudo, não houve diferença significativa na expressão de outra proteína, a quinase pP38, nesses ensaios. As esponjas C. aff. nucula e P. janeirensis foram expostas a 0,25 mg/L de dodecil sulfato de sódio (SDS) por 24 e 48 horas. C. aff. nucula apresentou aumento da expressão de AIF -1 quando comparada ao controle em 24 e 48 horas, mas para P. janeirensis não houve diferença significativa. Os mexilhões Perna perna foram expostos a poluentes de duas maneiras a detergente Triton X-100 0,10 g/L por três, seis, 12 e 18 horas que induziu diferença significativa na mortalidade em seis, 12 e 18 horas em comparação com o controle e a a esgoto doméstico in natura diluído na proporção de 1:50 não houve mortalidade no tratamento ou no controle. A variação da expressão da proteína AIF-1 observada nas cinco espécies de esponjas marinhas confirma a utilização dessa proteína como eficiente biomarcador de estresse. Os mexilhões foram bons bioindicadores da poluição por detergente. / Marine biota is constantly exposed to several toxic substances which may cause severe environmental problems. Sponges (Porifera) and mussels (Mollusca) are often used as pollution bioindicators mainly due to their sessile and filter feeding habits. Laboratory experiments using aquaria enable the performance of controlled assays, following the various responses of animals to different concentrations and types of pollutants, besides of exposure time. The aims of this study were: I) evaluate the immunocompetence using proteins of the immune system Allograph Inflammatory Factor (AIF-1) and Pp38 by ELISA Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay in sponges exposure to pollutants II) evaluate the expression of AIF-1 and pP38 at the five species of marine sponges Aplysina fulva (Pallas, 1766), Chondrilla aff. nucula Schimidt, 1862, Dysidea robusta Vilanova e Muricy 2001, Polymastia janeirensis (Boury-Esnault, 1973) e Hymeniacidon heliophila (Parker, 1910) after exposure to Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) III) evaluate the expression of AIF-1 and pP38 in C. aff. nucula and P. janeirensis after exposure to sodium dodecyl sulfate (SDS) IV) evaluate the mortality of mussel Perna perna after exposed to detergent Triton X-100 and domestic sewage The results indicate that A. fulva, C. aff. nucula, D. robusta and P.janeirensis sponges exposed to 20 μg/mL of E. coli LPS during 30 minutes, one, three, 24 and 48 hours presented an increase in AIF-1 expression when compared to controls, at different response times for each species. The sponge H. heliophila exposed to 30 μg/mL of LPS presented a significant difference in the expression of AIF-1 compared to control, in short (30 min, one four hours) and long (24 and 48 hours) time exposure assays, but there were no significant difference in the expression of pP38 protein in any of the assays. Sponges C. aff. nucula and P. janeirensis were exposed to 0.25 mg/L of sodium dodecyl sulfate (SDS) for 24 and 48 hours. C aff. nucula showed increased expression of AIF-1 when compared to the control at 24 and 48 hours. For P. janeirensis there were no significant difference between treatments and controls. Perna perna mussels were exposed to pollutants in two assays. The animals were exposed to the detergent Triton X-100 0.10 g/L for three, six, 12 and 18 hours. There were significant differences in mortality in six, 12 and 18 hours. The mussels were also exposed to domestic sewage diluted in 1:50 proportion. This assay did not induce mortality in the treatment and control. The variation in the expression of AIF-1 protein observed in five species of the marine sponges confirms the efficient use of this protein as a stress biomarker. It was demonstrated that mussels are good bioindicators of detergent pollution.

published_or_final_version / Zoology / Master / Master of Philosophy

The effects of small scale (cm) water movement on the settlement and growth rates of the brown mussel Perna perna were investigated on the south-east coast of South Africa (33°28′S, 27°10′E). L-shaped metal baffles attached to the substratum decreased the erosion rates of cement balls and it was concluded that the baffles decreased the water flow rate around cement balls. These L-shaped baffles were then used to decrease water flow rates around mussel patches and pot-scouring pads used as artificial substrata for the settlement of P.perna larvae. Anova indicated that settlement rate varied by date and site while decreased water flow rate significantly increased larval settlement (p<0.05), only on the site and day that had the overall highest number of settlers. Mussels in the low zone had significantly higher growth rates than those in the high zone. Decreased water flow rate significantly increased mussel growth rate in the lower zone (Anova, p<0.05), while it did not have a significant effect on the mussel in the high zone. Thus water flow manipulation increased growth rates in the zone, which already had high growth rate. It was concluded that small-scale (cm) water flow patterns have an effect on both Perna perna settlement and growth rates, but only under specific conditions. Larval settlement rate was significantly increased by water flow manipulation on the site and day that had the highest number of settlers. Growth rates were significantly increased by decreased water flow rate only in the low zone, where growth rates are the highest. Although water flow was manipulated in both zones its effect in the high zone was insignificant (Anova) compared to other factors affecting growth rates at this tidal level.