Orientador: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca: Maria Aparecida Marin Morales / Banca: Marco Tadeu Grassi / Banca: Sandro Navickiene / Resumo: Estrógenos naturais e sintéticos são microcontaminantes emergentes continuamente lançados no ambiente, incluídos na classe de substâncias capazes de afetar a saúde, crescimento e reprodução de organismos aquáticos e humanos, os alteradores endócrinos. A ocorrência de estrógenos foi investigada em água e material particulado em suspensão (SPM) de dois importantes mananciais inseridos na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo (UGRHI 13 - Tietê/Jacaré), receptores de efluente in natura (Rio Bauru) ou tratado (Ribeirão das Cruzes), utilizando métodos de extração em fase sólida (SPE) para água, extração sólido-líquido para SPM e QuEChERS para sedimentos, desenvolvidos com critérios de confiabilidade analítica (exatidão, precisão, seletividade, robustez e avaliação de efeito matriz) seguido de análise simultânea por HPLC-FLD-UV em modo de eluição isocrático (60:40, MeCN:H2O ambos à 0,1% H3CCOOH) e coluna C18. Os limites de detecção e quantificação dos métodos foram determinados para ambos os detectores e variaram, respectivamente, de 0,009- 1200 ng mL-1 e 0,03-1700 ng mL-1 (FLD) e 0,4-1,8 μg mL-1 e 0,6-2,6 μg mL-1 (UV) para as amostras de água, de 1,0-28,5 ng g-1 e 1,6-42,7 ng g-1 (FLD) para as amostras de sedimento e, de 290-430 ng g-1 e 450-630 ng g-1 (FLD) e 90-160 ng g-1 e 130-230 ng g-1 (UV) para as amostras de MPS. Os métodos apresentaram valores de recuperação média e coeficiente de variação entre 60 - 139% e 0,5 - 20%, nesta ordem. A distribuição dos estrógenos nos compartimentos aquáticos foi distinta para os mananciais e as maiores concentrações desses compostos foram encontradas na fase aquosa (0,02-17 ng mL-1) e material em suspensão (791,8-14403,8 ng g-1) do Rio Bauru. As amostras foram submetidas a ensaios in vivo (enzimas de biotransformação e defesa antioxidantes) e in vitro (RYA) para avaliar a toxicidade e possível impacto ambiental... / Abstract: Natural and synthetic estrogens are emerging microcontaminants daily released to the environment, included in class of substances that may affect health, growth and reproduction of aquatic organisms and humans, the endocrine disrupters. Occurrence of estrogens has been researched in surface water and suspended particulate matter (SPM) in two important aquifers inserted into the Comitê da Bacia Hidrográfica Tietê-Jacaré (UGRHI 13 - Tietê/Jacaré) , effluent untrated (Bauru River) or treated (Ribeirão das Cruzes) receivers, employing solid phase extraction (SPE) for water , solid-liquid extraction for MPS and QuEChERS for sediments developed reliable analytical criteria (accuracy, precision, selectivity, robustness and evaluation of matrix effect) followed by simultaneous analysis HPLC-FLD-UV in isocratic elution (60:40 MeCN:H2O both 0.1% H3CCOOH) and C18 analytical column. Methods detection and quantification limits were established for FLD and UV detectors. It ranged from 0.009 - 1200 ng mL-1 and 0.03 - 1700 ng mL-1 (FLD) and 0.4 - 1.8 mg mL-1 and 0.6 - 2.6 mg mL-1 (UV) to surface waters; from 1.0 - 28.5 ng g-1 and 1.6 - 42.7 ng g-1 (FLD) for sediment and 290 - 430 ng g-1 and 450 - 630 ng g-1 (FLD) and 90 - 160 ng g-1 and 130 - 230 ng g-1 (UV) for MPS. Recoveries of every method ranged from 60 - 139 % with relative standard deviations 0.5 - 20%. The estrogens partition in aquatic compartments was otherwise for rivers and highest compounds concentrations were found in Bauru River aqueous phase (0.02 - 17 ng mL-1) and suspended solids (791.8 - 14403.8 ng g-1). The samples were submitted to in vivo (biotransformation enzymes and antioxidants defenses) and in vitro (RYA) assays in order evaluate toxicity and environmental impact. All samples showed estrogenic activity with EEQ ranged from 1.0 - 880.0 nM in the RYA for surface water and 0.4 - 56.7 nM for MPS. Additionally, changes has been observed in phase Ι and ΙΙ besides... / Doutor

Orientador: Carmem Silva Fontanetti Chistofoletti / Banca: Priscila Cintra Socolowski / Banca: Cintya Aparecida Christofoletto de Fogueiredo / Banca: Dânia Elisa Christofoletti Mazzeo / Banca: Rafael Neodini Remedio / Resumo: A crescente utilização de agrotóxicos com o intuito de aumentar a produção agrícola tornou-se um dos principais problemas em relação ao meio ambiente. O solo é o primeiro compartimento a receber estas substâncias e, portanto, os organismos que nele habitam são os mais prejudicados pela sua aplicação. Com o intuito de proteger a biodiversidade do planeta, a comercialização e utilização de muitos agrotóxicos com reconhecida ação tóxica a organismos não-alvos têm sido proibidas por diversos países e organizações internacionais. Para substituí-los de forma eficaz, novos produtos têm sido desenvolvidos. As substâncias testadas no presente estudo, [Mg(5-Cl-phen)(hesperitina)(H2O)2](CH3COO) e [Mg(5-metil-phen) (hesperitina)(H2O)2](CH3COO), foram desenvolvidas como uma alternativa ao formicida sulfluramida, amplamente utilizado no combate às formigas cortadeiras e proibido em muitos países. Estas substâncias são complexos metálicos, compostos por um produto natural extraído de frutos cítricos, o flavonóide hesperitina, ligado a um metal. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo investigar a toxicidade destas duas formulações de metalo-inseticidas para organismos não-alvo. Vegetais superiores, Allium cepa e Tradescantia pallida, e invertebrados terrestres, Rhinocricus padberdi, Eisenia fetida, Enchytraeus crypticus e Folsomia candida, foram utilizados como organismos bioindicadores na realização dos bioensaios. A avaliação da toxicidade foi realizada pela análise de difer... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The great use of pesticides in order to increase agricultural production has become a major problem to the environment and has concerned scientists worldwide. These substances reach primarily the soil and the organisms that inhabit it are the most affected by its implementation. In order to protect the planet's biodiversity, the commercialization and use of many pesticides with known toxic effects to non-target organisms have been banned by many countries and international organizations. In order to effectively replace them, new products have been developed. The substances tested in this study were developed to replace the sulfluramide formicide, widely used against leaf cutting ants and banned in many countries. These new substances are metal complexes consisting of a natural product, the flavonoid hesperetin, linked to an inorganic metal. Among the developed formulations, [Mg(5-Cl-phen)(hesperetin)(H2O)2](CH3COO) and [Mg(5-methyl-phen)(hesperetin)(H2O)2](CH3COO) were the ones which showed better insecticide efficacy. In this sense, the present study aimed to investigate the toxicity of these two new formulations of metal-insecticides to non-target organisms. Higher plants, Allium cepa and Tradescantia pallida, and terrestrial invertebrates, Rhinocricus padberdi, Eisenia fetida, Enchytraeus crypticus and Folsomia candida were choosen as bioindicators organisms. The toxicity evaluation was carried out by analyzing different parameters, such as chromosomal aberrations and ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Devido à necessidade de se conhecer os impactos que as diversas atividades antropogênicas exercem sobre os ecossistemas torna-se relevante o estudo dos organismos aquáticos perante os resíduos tóxicos resultantes, com o objetivo de facilitar a identificação de áreas poluiídas ou contaminadas e estudos de meios atingidos por estes agentes poluentes. Estudo da microalga em contato com o fenol em concentrações conhecidas, compreende a determinação dos efeitos tóxicos e geração de metabólitos, caracterizando uma possível utilização deste microorganismo como bioindicador para contaminações do poluente. Determinou-se as concentrações de fenol capazes de em 24 horas inibirem o crescimento das células de L. polyedrum em 20 e 50% (IC 20 e IC 50) respectivamente 40 µmol.L-1 e 120 µmol.L-1. Identificou-se a necessidade de padronização das variáveis na execução dos ensaios dose-resposta com algas, permitindo construir protocolos que auxiliariam a obtenção de legislações que assegurem os limites de compostos tóxicos aos organismos costeiros. Calculou-se que a microalga L. polyedrum possui uma taxa de biodegradação do fenol por célula na média de aproximadamente (0,02 µmol.h-1.cel-1), capaz de biotransformar 120 µmol.L-1 de fenol em um período de 16 horas. Vias de biotransformação do fenol na microalga L.polyedrum se dão pela conjugação com a glutationa, catalisada por glutationa S-transferase e pela via metabólica de fenol hidroxilase e catecol 2,3-dihidroxigenase. Identificou-se a geração do ácido 2-hidroximucônico semialdeído, 1,2-dihidroxibenzeno (Catecol) e ácido 2-oxo 4-pentenóico como metabólitos resultantes da exposição de L. polyedrum ao fenol. O composto orgânico fenol é capaz de induzir um estado de aumento na atividade antioxidante da microalga L. polyedrum, sendo as enzimas superóxido dismutase e catalase os melhores biomarcadores, por terem sua expressão até três vezes maior no grupo exposto. Determinou-se que a razão GSH/GSSG no grupo tratado com fenol é menor, devido ao aumento de 20 ng.mL-1 de GSSG, expressando o efeito oxidativo no sistema glutationa, que em condições normais possui os níveis de GSSG muito abaixo dos de GSH. A avaliação fotossintética sugeriu que o fenol interferiu relativamente na fotossíntese da microalga em um curto intervalo de tempo, demonstrando a promissora sensibilidade a este poluente presente no ambiente marinho. / Due necessity of knowing and understand the impacts of diverse anthropogenic activities exerted above ecosystems became relevant the study of aquatic organisms exposed to toxic waste, this can facilitate the identification of polluted or contaminated areas. Study of microalgae in contact with phenol at known concentrations, comprehended a determination of the toxic effects and generation metabolites of characterizing the possible use of the organism as a bioindicator to contamination of the pollutant. In this work it was determined in 24 hours those inhibitor phenol concentrations of cell growth of L.polyedrum on 20% and 50% (IC 20 and IC 50) respectively 40 µmol.L-1 and 120 µmol.L-1. Acknowledged need for standardization of variables in the implementation of dose-response tests with algae, allowing you to build protocols that would help to obtain laws that ensure the limits of toxic compounds to coastal organisms. It was assumed that the L. polyedrum microalgae has a biodegradation rate of phenol per cell on average of about (0,02 µmol.h-1.cel-1), capable of biotransformation 120 µmol.L-1 of phenol in a period of 16 hours. Biotransformation pathways of phenol in the microalgae L. polyedrum occur by conjugation with glutathione, catalyzed by glutathione S-transferase and the metabolic pathway of phenol hydroxylase and catechol 2,3-dihydroxygenase. We identified 2- hydroxy muconic semialdehyde acid, 1,2-dihydroxybenzene (catechol) and 2-oxo-4-pentenoic acid as metabolites resulting from exposure to phenol. The phenol is able to induce a high active antioxidant enzymes on L. polyhedron, and the enzymes superoxide dismutase and catalase the best biomarkers since were induced three times more in the exposed group. It was determined that the GSH / GSSG ratio in the group treated with phenol, GSSG has an increase of 20 ng.mL-1. Evaluation suggested that the phenol interfered on photosynthesis of microalgae in a short time, showing promising sensitivity to this pollutant in the marine environment.

As cianobactérias são micro-organismos reconhecidos por seu potencial em produzir cianotoxinas que afetam não só o ecossistema e a outros organismos dos ambientes aquáticos, mas também aos seres humanos, agindo em diversos órgãos e tecidos. Cerca de 600 metabólitos secundários produzidos por cianobactérias já foram descritos na literatura, sendo que muitos deles possuem potencial biológico. Os peptídeos de baixo peso molecular, produzidos por cianobactérias chamados cianopeptídeos, dos quais se podem citar as anabaenopeptinas, aeruginosinas, microviridinas, cianopeptolinas e microgininas, são compostos provindos do metabolismo secundário de cianobactérias e são descritos como inibidores de proteases e fosfatases em alguns sistemas biológicos. Sendo assim, o objetivo do estudo foi identificar a ocorrência de cianopeptídeos em cianobactérias brasileiras e testar seu efeito de inibição da atividade sobre enzimas proteases. Os objetos de estudo foram: uma linhagem da espécie Sphaerospermopsis torques-reginae, duas de Cylindrospermopsis raciborskii, duas de Microcystis sp, uma de Oscillatoria e uma de Pseudanabena sp. A partir dos resultados obtidos pode-se afirmar que do total de linhagens analisadas, ao menos 4 destas parecem produzir os cianopeptídeos de interesse, quando avaliados por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD). Em seguida, culturas de duas linhagens de C. raciborskii (uma produtora e outra não produtora de saxitoxina) foram amostradas a cada 3 dias, para a avaliação do crescimento celular, produção de cianopeptídeos e de saxitoxina e suas variantes. Não foi possível confirmar a produção de cianopeptídeos nas duas linhagens desta espécie. Por outro lado, foi evidenciado um aumento da produção de saxitoxinas quando cultivada num meio sem nitrogênio em comparação com a condição controle. Quando analisada a linhagem de Microcystis sp. (LTPNA 08), produtora de microcistinas, foi possível confirmar por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC-MS) a produção de dois cianopeptídeos, sendo estes, duas microgininas. Desta forma, desenvolveu-se um método cromatográfico para a separação desses compostos e purificação por cromatografia líquida semi-preparativa, onde foi possível a obtenção de frações enriquecidas de microgininas e microcistinas-RR e LR, com cerca de 70%, 86% e 97% de pureza. Por fim, realizaram-se ensaios avaliando a atividade da enzima conversora de angiotensina (ECA) e aminopeptidase M (AMP M) com as frações isoladas de microgininas e microcistina-LR. A atividade da ECA foi ± 50% inibida pelas frações testadas de cianopeptídeos, microcistina-LR isolada e microcistins-lR comercial. A atividade da AMP M foi 100% e 24,5% inibida quando incubada com 20 µM da fração de microgininas e microcistina-LR, respectivamente. Desta forma, as microgininas isoladas de cianobactérias brasileiras, mostraram-se como importantes inibidores da ECA e AMP M, podendo, no futuro, serem utilizadas como compostos para o tratamento de patologias cardiovasculares e renais. / Cyanobacteria are micro-organisms recognized for their potential to produce cyanotoxins that affect not only the ecosystem and other organisms of aquatic environments, but also humans, acting in various organs and tissues. Around 600 secondary metabolites produced by cyanobacteria have been described in the literature; many of them have biological potential. Low molecular weight peptides produced by cyanobacteria are called cyanopeptides, among them we can cite the anabaenopeptins, aeruginosins, microviridins, cyanopeptolins and microginins, these compounds are derived from secondary metabolisms of cyanobacteria and apparently cause inhibition of proteases and phosphatases in some biological systems. Therefore, this study targeted the identification of the occurrence of cyanopeptides in Brazilian cyanobacterias and testing its effect on the inhibition of proteases activity. The targets of study were: a strain of species Sphaerospermopsis torques-reginae, two strains of Cylindrospermopsis raciborskii, two strains of Microcystis sp. and, one strain of Pseudanabena and Oscillatoria sp. From the results obtained in this study it can be stated that at least four of the total of strains analyzed appear to produce cyanopeptides of interest, when analyzed by high-performance liquid chromatography whit phodo diodo array detector (HPLC-PDA). The cultures of two strains of C. raciborskii (a producer of saxitoxin and a non-producer) were sampled every 3 days for assessment of cell growth, production of cyanopeptides and saxitoxins. It was not possible to confirm the production of cyanopeptides in strains of this species. Nevertheless, an increase in production of saxitoxins was shown when cultivated in an environment without nitrogen, as compared to the control condition. When the strain of Microcystis sp. (LTPNA 08), a producer of microcystins, was analyzed, the production of two cyanopeptides was confirmed by using liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). After confirmation, a method using HPLC-PDA was used to do the separation and purification of these compounds by semi-preparative chromatography, in which it was possible to obtain an enriched fraction of microginins, microcystin-RR and microcystin-LR with approximately 70%, 86% and 97% purity, respectively. Lastly, inhibition experiments were run with angiotensin-converting enzyme (ACE) and aminopeptidase M (AMP M) with the isolated fractions. The microginins fractions, MC-LR commercial and MC-LR isolated, showed an inhibition of ± 50% of the angiotensin-converting enzyme. The activity of AMP M was 100% and 24.5% inhibited when incubated with microginins and microcystin-LR fractions in a concentration of 20 µM, respectively. Thus, isolated microginins from Brazilian cyanobacteria have exhibited properties as potential therapeutic agents in development of inhibitors of ACE and AMP M, which can be a benefit of using these molecules in the treatment of cardiovascular and renal pathologies.

Neste trabalho foram estabelecidos os níveis basais de concentração de metais nos sedimentos do sistema estuarino da Baixada Santista. O local da área de estudo foi o Canal de Bertioga que apresentou as seguintes concentrações basais: Ag (<1,00 mg.kg-1), Al (27.213 mg.kg-1), As (9,84 mg.kg-1), B (90,1 mg.kg-1), Ba (26,2 mg.kg-1), Be (<0,03 mg.kg-1), Cd (<0,02 mg.kg-1), Co (6,70 mg.kg-1), Cr (27,8 mg.kg-1), Cu (11,0 mg.kg-1), Fe (31.954 mg.kg-1), Hg (<0,02 mg.kg-1), Mn (299 mg.kg-1), Mo (<4,00 mg.kg-1), Ni (11,2 mg.kg-1), Pb (<0,26 mg.kg-1), Sb (<1,10 mg.kg-1), Se (<0,20 mg.kg-1), Sn (<5,00 mg.kg-1), Ti (336 mg.kg-1), Tl (<2,30 mg.kg-1), V (37,3 mg.kg-1) e Zn (63,8 mg.kg-1), onde o As foi o elemento que apresentou concentrações mais elevadas em comparação com a Resolução CONAMA Nº 344/04. No estudo realizado para avaliar a distribuição das concentrações de metais em duas diferentes frações granulométricas (<2,00 mm e <63 &#181;m), mostrou que na maioria dos casos a fração mais fina (<63&#181;m ) incorpora mais metais que a fração total (<2,00 mm) e a fração granulométrica mais adequada para determinação de metais em amostras de sedimentos para a maioria dos estudos ambientais é a fração <2,00 mm. Para avaliar e comparar métodos de solubilização de amostras de sedimentos para determinação de metais por técnicas espectrométricas, três diferentes métodos foram utilizados, sendo dois com solubilização parcial da amostra de sedimento (U.S EPA 3051a, com HNO3 e HNO3 + HCl) e um terceiro com solubilização total (U.S EPA 3052, com HNO3 + HCl + HF), os resultados mostraram que ambos os métodos da U.S EPA 3051a são estatisticamente equivalentes e a solubilização pelo método U.S EPA 3052 apresentou concentrações mais altas em relação aos valores obtidos na solubilização parcial para a maioria dos metais. Outro objetivo deste trabalho foi testar e avaliar duas técnicas para determinação de granulometria, com ao menos um método conservativo, mostrando que os dois métodos são estatisticamente equivalentes, porém o método conservativo não foi adequado para estimar a fração orgânica. No estudo para estimar e avaliar as concentrações de metais em ostras, mostrou que as concentrações de As, Cd, Cu, Hg, Ni, Pb, Sb, Sn e Se apresentaram-se abaixo dos níveis estabelecidos pela ANVISA, enquanto que para o Zn os valores estiveram acima do valor estabelecido pela ANVISA, mas em concordância com níveis encontrados em outros estudos ambientais. / In this work were established the background concentrations of metals in sediments of Estuarine System of Baixada Santista. The location of study area was the Canal de Bertioga which presented the following basal concentrations: Ag (<1,00 mg.kg-1), Al (27.213mg.kg-1 ), As (9,84 mg.kg-1), B (90,1 mg.kg-1), Ba (26,2 mg.kg-1), Be (<0,03 mg.kg-1), Cd (<0,02 mg.kg-1), Co (6,70 mg.kg-1), Cr (27,8 mg.kg-1), Cu (11,0 mg.kg-1 ), Fe (31.954 mg.kg-1 ), Hg (<0,02 mg.kg-1), Mn (299 mg.kg-1), Mo (<4,00 mg.kg-1), Ni (11,2 mg.kg-1), Pb (<0,26 mg.kg-1), Sb (<1,10 mg.kg-1), Se (<0,20 mg.kg-1), Sn (<5,00 mg.kg-1), Ti (336 mg.kg-1), Tl (<2,30 mg.kg-1), V (37,3 mg.kg-1) and Zn (63,8 mg.kg-1), where As was the element that presented high concentrations incomparison to Resolucao CONAMA Nº 344/04 (Brazilian Guidelines). In the study to evaluate the distribution of metals concentrations in two different size fractions (<2,00 mm and <63&#181;m), showed that in most of the cases that the finest fraction (<63&#181;m) can incorporate much more metals than total fraction (<2,00 mm) and the most adequate fraction for determination of metals in sediments samples in the majority of environmental studies is <2,00 mm. In order to evaluate and compare methods of solubilization of sediments samples for determination of metals by spectrometry techniques were used three different methods, two for total-recoverable concentrations (U.S EPA 3051a, com HNO3 e HNO3 + HCl) and a third one for total-total concentrations (U.S EPA 3052, com HNO3 + HCl + HF), the results showed that both U.S 3051a methods are statistically similar and U.S EPA 3052 method presented higher concentrations in relation to U.S 3051a method for the huge majority of metals. Another objective of this work was to test and evaluate two methods for determination of particle size with at least one method without destruction of organic matter called sieving and the results showed that sieving method wasn\'t adequate to estimate organic matter fraction (<20 &#181;m). In the study to estimate and evaluate metals concentrations in oyster tissue showed that As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sb, Sn and Se presented values lower than the levels established by ANVISA while Zn presented higher values but in according to levels found in other environmental studies.

Com o aumento de atividades humanas nocivas ao meio ambiente e principalmente ao meio aquático, torna-se importante a elucidação dos mecanismos de defesa que envolvem os organismos expostos. As algas têm particular importância por serem a base da cadeia alimentar do ecossistema marinho. Ao acumular as substâncias tóxicas presentes no ambiente e servirem de alimento para outras espécies, elas podem provocar biomagnificação do agente tóxico ao longo da cadeia. A escolha da microalga Lingulodinium polyedrum deve-se à sua ampla distribuição em âmbito nacional e mundial e por ser um organismo modelo para estudos de toxicologia envolvendo metais. Este trabalho tem como objetivos padronizar as condições do meio de cultivo de forma a proporcionar o crescimento ideal da espécie, traçar a curva de crescimento e monitorar os aspectos biológicos que sofrem alterações frente a metais, tais como: taxa fotossintética, atividade da enzima antioxidante superóxido dismutase, balanço entre glutationa reduzida e oxidada, bioacumulação intracelular dos metais a que foram expostas e identificação de substâncias quelantes sintetizadas pelas algas, conhecidas como fitoquelatinas. Para alcançar estes objetivos foram utilizadas técnicas analíticas tais como espectrofotometria, espectrometria de massas e espectrometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente. Dentre os resultados obtidos estão diminuição da quantidade de glutationa reduzida e oxidada quando algas são expostas a metais, diminuição da quantidade de cádmio presente no meio, aumento da atividade de superóxido dismutase e síntese de fitoquelatinas. Com os resultados obtidos podemos concluir que as fitoquelatinas podem ser usadas como biomarcadores de exposição ao cádmio e o organismo, por ser capaz de diminuir a quantidade de metais disponíveis no ambiente, tem potencial para biorremediar ambientes poluídos. / Given the increase of environmentally harmful human activities, in particular the ones injurious to the aquatic environment, it is important to elucidate the defense mechanisms utilized by organisms exposed to damaging agents. Those species can later be suggested to be used as pollution bioindicators or bioremediatiors. Algae are of particular importance because they are the basis of the marine ecosystem food chain. Given that these organisms can accumulate toxic substances from the environment and they serve as food for other species, it will cause biomagnification of the toxic agent in the chain. The choice of the microalgae Lingulodinium polyedrum was due to its wide national and global distribution and the fact that it is a model organism for toxicology studies involving metals. This work aims to standardize the medium conditions in order to provide the ideal growth of the species; plot the growth curve; and monitor the biological aspects that change in the presence of metals, such as: photosynthetic rate, antioxidant enzyme superoxide dismutase activity, balance between oxidized and reduced glutathione, intracellular accumulation of metals and identification of chelating substances synthesized by the alga, known as phytochelatins. To achieve these objectives there were used analytical techniques such as spectrophotometry, mass spectrometry and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. Among the obtained results there are the decrease in the amount of reduced and oxidized glutathione when algae are exposed to the metal; reduction in the quantity of cadmium in the medium; and increase in superoxide dismutase activity and phytochelatin synthesis. Based on the results it can be concluded that phytochelatins can be used as biomarkers of exposure to cadmium and the organism have potential to bioremediate polluted environments.

Made available in DSpace on 2015-04-14T14:51:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 440822.pdf: 1496271 bytes, checksum: ed1a67fe6439eb139b2edd2275228d18 (MD5) Previous issue date: 2012-01-27 / Cadmium is considered the seventh most dangerous substance in the environment and is classified as carcinogen type I, potentially affecting a wide range of living organisms, including humans. In addition to its wide systemic impact and potential lethality, cadmium has been associated to neurobehavioral defects that may also compromise animals ecological status and survival. Despite its potential impact, the comprehension of cellular and molecular mechanisms underlying cadmium deleterious effects on animals behavior is still scarce. This study aimed to evaluate the behavioral effects of cadmium for 1 or 7 days at environmentally relevant concentrations (10 &#956;g/L, 100 &#956;g/L and 1000 &#956;g/L) on zebrafish and to analyze brain oxidative stress and apoptotic markers. Cadmium-exposed zebrafish exhibited a generalized increase in locomotor activity after 1 and 7 days of treatment at all doses in all parameters evaluated, including distance travelled in a 5-min. evaluation period, mean speed and mobile periods. This hyperlocomotory effect significantly compromised animals general performance in exploring a new environment, which was evident in all cadmium exposed animals decreased path efficiency and altered distribution on the water column. Additionally, our results confirmed previous reports of increased oxidative damage in fishes exposed to cadmium and specifically demonstrated higher levels of damaged proteins in brain samples of animals exposed to cadmium at 100 &#956;g/L for 1 day and at 10 &#956;g/L for 7 days when compared to their respective control groups. Lipid peroxidation was also significantly increased in animals brain after 1 day cadmium exposure at 100 &#956;g/L. Real-Time PCR analysis of transcripts for p53 and bax were not altered after 1 day cadmium exposure, but significantly increased after 7 days. Our results present evidence of cadmium deleterious effects on zebrafish cognitive functions and raise attention to the fact that its manifestation appears already after a one day exposure to 10 &#956;g/L, a concentration accepted by most international regulating agencies / O c?dmio ? considerado a s?tima subst?ncia mais perigosa presente no ambiente e ? classificado como carcinog?nico tipo I, potencialmente afetando uma grande quantidade de seres vivos, incluindo os humanos. Ademais, o c?dmio tem sido associado a defeitos neurocomportamentais que podem comprometer o status ecol?gico e a sobreviv?ncia de animais. Apesar do potencial impacto, a compreens?o dos mecanismos celulares e moleculares por tr?s de seus efeitos delet?rios no comportamento de animais ? ainda escassa. Este estudo teve por objetivo avaliar os efeitos comportamentais do c?dmio por 1 e 7 dias a concentra??es relevantes no ambiente (10 &#956;g/L, 100 &#956;g/L and 1000 &#956;g/L) em zebrafish e analisar o estresse oxidativo e marcadores de apoptose no enc?falo. Animais expostos ao c?dmio apresentaram aumento na atividade locomotora ap?s 1 e 7 dias de tratamento em todas as concentra??es e par?metros avaliados, incluindo dist?ncia percorrida num per?odo de 5 minutos, velocidade m?dia e per?odos m?veis. A hiperlocomo??o afetou significativamente o desempenho dos animais em explorar um novo ambiente em todos os grupos tratados, evidenciado por uma diminui??o na efici?ncia de percurso e alterada distribui??o na coluna d ?gua. Adicionalmente, nossos resultados confirmaram estudos pr?vios sobre aumento no dano oxidativo em peixes quando expostos ao c?dmio e especialmente demonstraram n?veis mais elevados de dano a prote?nas em amostras de enc?falo em animais tratados a 100 &#956;g/L por 1 dia e a 10 &#956;g/L por 7 dias quando comparados aos seus respectivos controles. Lipoperoxida??o aumentou significativamente no enc?falo de animais expostos por 1 dia a 100 &#956;g/L. An?lises dos marcadores p53 e bax por Real-time PCR apresentaram nenhuma altera??o ap?s 1 dia de exposi??o, mas significativamente aumentaram ap?s 7 dias. Nossos resultados apresentam evid?ncias dos efeitos delet?rios do c?dmio no comportamento de zebrafish e chama aten??o para o fato de que a manifesta??o de seus efeitos aparece a partir de 1 dia de exposi??o a 10 &#956;g/L, uma concentra??o aceita por muitas ag?ncias de regulamenta??o internacional

Crianças são mais sensíveis aos efeitos adversos causados por contaminantes ambientais, tais como os metais, do que os adultos. Dentre esses efeitos adversos, estão os danos ao sistema nervoso central e inibição da enzima δ-aminolevulinato desidratase (ALA-D). Neste trabalho, as concentrações de alguns metais (Al, Pb, Cd, As, Hg, Cr, Mn e Fe) foram quantificadas em amostras de sangue total, soro e cabelo de crianças provenientes de uma área rural e de uma área urbana. Esses elementos também foram quantificados em amostras de água das residências das crianças. A função cognitiva foi avaliada através da aplicação do Teste Matrizes Progressivas Coloridas de Raven. A atividade da enzima ALA-D e o índice de reativação da enzima (ALA-RE) com DTT e com ZnCl2 foram avaliados. As crianças da área rural demonstraram menor desempenho cognitivo no Teste de Raven do que as crianças da área urbana (p<0,001). Níveis sanguíneos de Cr e Hg foram negativamente associados aos escores de QI (p<0,005). Além disso, os escores de QI foram negativamente associados com os níveis de Mn e Fe no cabelo (p<0,01). Adicionalmente, correlações de Spearman foram observadas entre: Mn no cabelo vs. Mn na água (p<0,001); Fe no cabelo vs. Fe na água (p<0,05) e Fe no sangue total vs. Fe na água (p<0,001). A atividade da enzima ALA-D foi significativamente diminuída nas crianças da área rural em relação às crianças da área urbana (p<0,05), bem como a ALA-RE com DTT e ZnCl2 foi significativamente aumentada nas crianças da área rural em comparação com as crianças da área urbana (p<0,005). Adicionalmente, a inibição da ALA-D foi correlacionada com os níveis sanguíneos de Cr (p<0,05) e a ALA-RE com DTT foi associada com os níveis sanguíneos de Cr (p<0,001) e Hg (p<0,001). De forma semelhante, a ALA-RE com ZnCl2 foi também correlacionada com níveis sanguíneos de Cr e Hg (p<0,05). Neste estudo foi possível observar déficit na função cognitiva e inibição da ALA-D associados à exposição a alguns metais em crianças da área rural. Além disso, os resultados indicaram a água como uma provável fonte de contaminação a metais. / Children are more sensitive to the adverse effects caused by environmental contaminants, such as metals, than adults. Among these adverse effects, there are the damage to nervous system central and inhibition of the enzyme δ-aminolevulinate dehydratase (ALA-D). In this study, the concentrations of some metals (Al, Pb, Cd, As, Hg, Cr, Mn and Fe) were quantified in whole blood, serum and hair of children from rural and urban areas. These elements were measured on samples of drinking water from household’s children. The cognitive function was evaluated by the Raven’s Colored Progressive Matrices Test. The activity of the ALA-D and the rate of reactivation of the enzyme (ALA-RE) with DTT and ZnCl2 were evaluated. Children from rural area had lower performance on the Raven’s Test than children from urban area (p<0.001). The Cr and Hg blood levels were negatively associated with percentile IQ scores (p<0.05). Moreover, the IQ scores were negatively associated with Mn and Fe in hair (p<0.01). Additionally, Spearman’s correlations were found between: Mn in hair vs. Mn in drinking water (p<0.001); Fe in hair vs. Fe in drinking water (p<0.05) and Fe in whole blood vs. Fe in drinking water (p<0.001). The activity of ALA-D was significantly decreased in children from rural area when compared with children from urban area (p<0.05) and the ALA-RE with DTT and ZnCl2 was significantly increased in children from rural area compared with children from urban area (p<0.005). Additionally, the ALA-D inhibition was correlated with Cr in blood (p<0.05) and ALA-RE with DTT was associated with blood levels of Cr and Hg (p<0.001). Similarly, ALA-RE with ZnCl2 was also correlated with blood levels of Cr and Hg (p<0.05). In this study it was revealed cognitive deficit and ALA-D inhibition associated with exposure to some metals in children from a rural area. Moreover, the results indicated the drinking water as a possible source of contamination to metals.

Resumo: O chumbo (Pb) é um metal pesado naturalmente encontrado na natureza, principalmente sob a forma de galena. Suas concentrações consideradas toleráveis são suplantadas pela ação antropogênica, associada à exploração agropecuária inadequada e/ou deposição de resíduos químicos gerados por indústrias poluidoras do meio ambiente. Este elemento pode ser veiculado aos animais que utilizam dos recursos presentes no meio ambiente para sua subsistência comprometendo consequentemente o Bem Estar do Homem. O objetivo deste projeto é monitorar o meio ambiente utilizando amostras de sangue de bovinos que servirão como bioindicadores, além da quantificação do Pb por intermédio da técnica de Espectrometria de Absorção Atômica em Chama (GBC932AA) em amostras de água, capim e solo na região do Rio das Pedras na Serra da Esperança no município de Guarapuava - Paraná. As amostras foram coletadas em quatro sub-coletas: 1) área próxima à indústria de papel e celulose; 2) área distante da indústria e próxima a atividade de pequenos produtores rurais; 3) área de lazer e próxima a atividade de pequenos produtores rurais; 4) área limítrofe entre a Serra da Esperança e à região urbana do município de Guarapuava. As amostras de água, solo e capim foram coletadas com sacos e garrafas plásticas, identificadas, refrigeradas a menos 4ºC. As amostras de sangue foram coletados por venopunção jugular na quantidade de 5mL em frasco vacutainer. As análises foram realizadas no CEATOX/IB, UNESP - Botucatu, SP, utilizando a técnica de Espectrometria de Absorção Atômica (GBC932AA) obtendo os seguintes resultados: no primeiro ponto de coleta, as concentrações encontradas de Pb foram: solo no interior do rio igual a 0,72μg/g e solo na margem igual a 3,53μg/g, porém não foi detectado para capim. No segundo ponto de coleta a concentração no solo foi de 0,75μg/g... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Lead (Pb) is a heavy metal naturally found in nature, especially in the form of galena. Its concentrations considered tolerable are surpassed by anthropogenic action associated to inadequate agricultural exploration and/or deposition of chemical waste produced by environment polluting industries. This element can be vehiculated to the animals that utilize environmental resources for survival and in consequence affects human well being. The purpose of this study was to monitor the environment using bovine blood samples as bioindicators, as well as quantify Pb by Flame Atomic Absorption Spectrometry (GBC932AA) in water, grass, and soil samples in the Rio das Pedras area in Serra da Esperança, municipal district of Guarapuava - Paraná. Samples were collected from four collection sites: 1) area surrounding a paper and cellulose industry; 2) area distant from the industry and close to the activity of small rural producers; 3) recreational area close to the activity of small rural producers; 4) border area between Serra da Esperança and the city of Guarapuava. Water, soil and grass samples were collected in labeled plastic bottles and bags refrigerated at -4ºC. Blood samples were collected by jugular venipuncture (5mL) into a vacutainer tube. Analyses were performed at CEATOX/IB, UNESP - Botucatu, SP, using Atomic Absorption Spectrometry, and yielded the following results: 1) in the first collection site, Pb concentrations were 0.72μg/g in river soil and 3.53μg/g in river-margin soil while no Pb was detected in grass; 2) in the second collection site, Pb concentration was 0.75μg/g in the soil, 6.14μg/g in river and rivermargin soil, and 5.33μg/g in grass; 3) in the third collection site, Pb soil concentration was 10.36μg/g, and no Pb was detected in grass samples; 4) in the fourth site, no Pb was detected in any of the samples. Pb was undetected in the water in all collection... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Michiko Sakate / Coorientador: Marta Chagas Monteiro / Banca: Noeme Sousa Rocha / Banca: Roberto Calderon Gonçalves / Banca: Mario Roberto Hatayde / Banca: Wilmar Sachetin Marçal / Doutor

Orientador: Ederio Dino Bidoia / Banca: Marcelo Henrique Otenio / Banca: Dejanira de Franceschi de Angelis / Resumo: Nos últimos anos, a avaliação da qualidade do solo após o processo de biorremediação era baseada apenas em dados químicos, porém este procedimento não pode prever os efeitos dessas substâncias aos organismos. Assim os testes ecotoxicológicos têm sido utilizados como ferramenta complementar para avaliação da toxicidade. O metabolismo microbiano responsável pela biodegradação de várias substâncias é diretamente relacionado com a toxicidade, pois o processo de biodegradação não garante diminuição da toxicidade. Além disso, a toxicidade de um poluente pode afetar os micro-organismos, inviabilizando parte dos processos biogeoquímicos cruciais para todos os organismos. Em ensaios ecotoxicológicos com sementes, a sensibilidade dos períodos de germinação e o desenvolvimento da plântula são utilizados para avaliar a interferência do contaminante no desenvolvimento do organismo. Deste modo, o objetivo do trabalho foi avaliar a fitotoxicidade de solo contaminado com biodiesel, diesel e petróleo em diferentes tempos de biodegradação utilizando como organismo-testes as sementes de Cucumis sativus (pepino), as de Lactuca sativa (alface) e as de Eruca sativa (rúcula). Avaliou-se, também, a eficiência da biodegradação utilizando o Bacillus subtilis no solo, como também o metabolismo da microbiota indígena frente aos contaminantes por meio de um método colorimétrico adaptado baseado no uso de aceptor de elétrons como o 2,6-diclorofenol-indofenol (DCPIP). Os resultados mostraram que o biodiesel sofreu maior biodegradação que os hidrocarbonetos do petróleo e menor toxicidade após 240 dias. Todas as sementes foram inibidas com menor intensidade no solo contaminado com biodiesel biodegradado durante 240 dias. O petróleo e o diesel não foram totalmente biodegradados. O alongamento da raiz... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The assessment of soil quality after the bioremediation process was based solely on chemical data, but this procedure cannot predict the effects of these substances to organisms. Thus, the ecotoxicity tests have been used as a complementary tool for evaluation of toxicity. The microbial metabolism responsible for biodegradation of various substances is directly related to toxicity, because the biodegradation process does not guarantee decreased toxicity. Moreover, the toxicity of a pollutant can affect the microorganisms, preventing part of biogeochemical processes important to all organisms. In ecotoxicological assays with seed, the sensitivity of the periods of germination and seedling development are used to evaluate the influence of the contaminant on the organism development. Thus, the objective of this study was to evaluate the phytotoxicity of contaminated soil with biodiesel, diesel and petroleum at different times of the biodegradation using as organism-tests the seeds of Cucumis sativus (cucumber), Lactuca sativa (lettuce) and Eruca sativa (arugula). Also it was evaluated the efficiency of Bacillus subtilis in the biodegradation, as well as the metabolism of the microorganism indigenous against the contaminants by a colorimetric method adapted. The results showed that biodiesel was more biodegradable than petroleum hydrocarbons and less toxic after 240 days of biodegradation. The petroleum and diesel were not completely biodegraded. The root and hypocotyl elongation of C. sativus and L. sativa were the parameter that showed the correlation between the times of biodegradation and decrease of the phytotoxicity of biodiesel and diesel enriched with B. subtilis. The incubation of contaminated soil with diesel and B. subtilis during 240 days showed low inhibition of the root elongation of cucumber and... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre