Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-10-16T10:53:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5109719 bytes, checksum: 52efcdf891a2dfacc791843e0f48307d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-16T10:53:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5109719 bytes, checksum: 52efcdf891a2dfacc791843e0f48307d (MD5) Previous issue date: 2014-02-07 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Com o objetivo de avaliar os efeitos do AsIII no metabolismo antioxidativo de Salvinia molesta, indivíduos dessa espécie foram expostos às concentrações de 0, 5, 10 e 20 μM desse elemento em solução nutritiva, permanecendo sob tratamento por 24 h para as análises bioquímicas e 96 h para verificar a absorção de As, a taxa de crescimento relativo (TCR) e a sintomatologia visual. Plantas de S. molesta acumularam As nas folhas submersas e nas flutuantes, resultando em redução na TCR desses órgãos. Sintomas visuais, como clorose e necrose aumentaram com o incremento na concentração do poluente e tempo de exposição aos tratamentos. As respostas antioxidativas diferiram entre folhas flutuantes e folhas submersas, havendo nestas últimas, redução na atividade das enzimas dismutase do superóxido e catalase em plantas expostas a maior concentração de AsIII. Com isso, houve aumento na produção de espécies reativas de oxigênio nas folhas submersas e consequentes danos em membranas celulares. Nas folhas flutuantes, verificou-se atividade absoluta mais elevada das enzimas antioxidativas (catalase, peroxidase total, peroxidase do ascorbato e dismutase do superóxido) e menor acúmulo de As, em comparação com as folhas submersas. Em conjunto, esses fatores podem ser os responsáveis pela ausência de danos significativos em membranas celulares e de alterações no conteúdo de pigmentos cloroplastídicos nas folhas flutuantes. O teor de glutationa total e a atividade de algumas enzimas envolvidas no seu metabolismo, também foram alterados em resposta ao As III em S. molesta. A presença do poluente estimulou, tanto em folhas flutuantes, quanto nas folhas submersas, incrementos nas concentrações de glutationa total e na atividade da sintetase da ɣ-glutamilcisteína. As enzimas peroxidase da glutationa e sulfotransferase da glutationa, também apresentaram incrementos em suas atividades em ambos os órgãos avaliados, enquanto a redutase da glutationa aumentou somente nas folhas submersas. De modo geral, as folhas flutuantes demonstraram maior tolerância ao As do que as folhas submersas. No entanto, essa resposta diferenciada entre os órgãos necessita de estudos adicionais para ser esclarecida. O tempo de exposição aos tratamentos e a concentração de AsIII influenciaram nas respostas das plantas e indicam a necessidade de novas pesquisas, no sentido de caracterizar os efeitos desses fatores no metabolismo antioxidativo de S. molesta e definir o seu potencial como espécie fitorremediadora de As. / In order to evaluate the effects of AsIII in antioxidant metabolism of Salvinia molesta, individuals of this specie were exposed to concentrations of 0, 5, 10 and 20 μM of this element in nutrient solution, remaining under treatment for 24 h to biochemical analyzes and 96 h to verify As absorption, relative growth rate (RGR), and visual symptoms. S. molesta plants accumulated As in the submerged and on the floating leaves, resulting in reduction in the RGR of this organs. Visual symptoms, such as chlorosis and necrosis increased with the increase in pollutant concentration and duration of exposure to treatments. Antioxidative responses differ between floating leaves and submerged leaves, having is this last, reduction in the activity of the enzymes superoxide dismutase and catalase in higher concentrations of As III. This led to increased production of reactive oxygen species and consequent damage to cell membranes in the submerged leaves. In the floating leaves, it was found the highest absolute activity of antioxidant enzymes (catalase, total peroxidase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase) and less accumulation of As, as compared to the submerged leaves. Together, these factors may be responsible for the absence of significant cell membranes damage and changes in the content of chloroplastidic pigments in floating leaves. The glutathione content and the activity of some enzymes involved in its metabolism were also changes in response to As III in S. molesta. The presence of pollutant stimulated both in floating leaves and in the submerged leaves, increases in concentrations of total glutathione and the ɣ-glutamylcysteine synthetase activity. The glutathione peroxidase and glutathione sulfotransferase also showed increases in their activities, while glutathione reductase showed no change in the floating leaves, but increased significantly in the submerged leaves. In general, the floating leaves showed greater tolerance than the submerged leaves. However, this differential response between the organs needs further studies to be clarified. The exposure time and the concentration of AsIII influenced in plant responses and indicate the need for further research, in order to characterize the effects of these factors in antioxidative metabolism of S. molesta and define its potential as As phytoremediation species.

O arsênio inorgânico, um contaminante ambiental, produz uma série de respostas de estresse em células de mamíferos, incluindo o comprometimento da função mitocondrial, acompanhado por inibição do crescimento celular e carcinogênese. Como previamente identificamos efeitos deletérios do comprometimento da função mitocondrial e dos radicais livres do oxigênio na oogênese, investigamos os efeitos do arsenito na meiose, no desenvolvimento embrionário pré-implantação e na apoptose embrionária em camundongos. Camundongas com 6 semanas de idade foram tratadas com baixa (0,16 mg) ou média dose de arsenito (0,32 mg), por meio de 7 injeções intraperitoneais, 1 a cada 2 dias, durante 14 dias. Os controles foram injetados com solvente. A incidência de anomalias meióticas, caracterizadas por anormalidades do fuso celular e/ou mal alinhamento cromossômico, foi significantemente aumentada tanto nos oócitos in vivo ovulados, como nos in vitro maturados, oriundos dos animais tratados com arsenito. Foram detectadas reduções significativas das taxas de clivagem (24 horas de cultivo), de formação de mórula (72 h) e de desenvolvimento para blastocisto (96 h), nos embriões dos grupos tratados com arsenito. Apesar do número total de núcleos não ter diferido significativamente entre os blastocistos dos grupos controle e de tratamento, a percentagem de núcleos apoptóticos foi significantivamente maior nos blastocistos derivados dos animais tratados com a dose média de arsenito. Estes dados sugerem que o arsenito causa aberrações meióticas, que podem contribuir tanto para o comprometimento do desenvolvimento embrionário pré-implantação, como para a apoptose embrionária. / Inorganic arsenic, an environmental contaminant, produces a variety of stress responses in mammalian cells, including mitochondrial uncoupling accompanied by growth inhibition and carcinogenesis. Because previously we identified detrimental effects of mitochondrial uncoupling, and reactive oxygen species (ROS) on oogenesis, we investigated effects of arsenite on meiosis, early embryo development, and apoptosis in mice. Six-week-old CD-1 mice were treated with either low (0.16mg) or medium (0.32mg) doses of arsenite every two days by 7 intraperitoneal injections for 14 days, and controls were injected with solvent. The incidence of meiotic anomalies, characterized by spindle disruption and/or chromosomal misalignment or spreading, was significantly increased in both in vivo and in vitro treated oocytes. Further, we found a significant decrease in cleavage rates at 24h, morula formation at 72h, and development to blastocyst at 96h in treated groups. Although the total number of nuclei in developed blastocysts did not significantly differ between the treated and control groups, the percentage of apoptotic nuclei was significantly increased in blastocysts derived from the medium dose treated group. These data suggest that arsenite causes meiotic aberrations, which may contribute to decreased cleavage and preimplantation development, as well as increased apoptosis.

Orientador: Wellerson Rodrigo Scarano / Resumo: O arsênio é um metaloide associado ao desenvolvimento de algumas patologias, como doenças cardiovasculares, lesões dérmicas e diferentes tipos de câncer. Pouco se sabe sobre a ação do arsênio ou compostos de arsênio na próstata durante o período pré-puberal e puberdade, estágios essenciais para a morfogênese tardia da próstata. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo estabelecer se a exposição ao arsenito de sódio (NaAsO2) interfere na morfofisiologia da próstata ventral de ratos púberes. Para isso, 30 ratos machos da linhagem Wistar, no dia pós-natal 23 (DPN23), foram distribuídos, aleatoriamente, em 3 grupos experimentais (n =10/grupo). O grupo controle (Ctrl) recebeu água filtrada (veículo); o grupo As1 recebeu 0.01 mg/L de NaAsO2; e o grupo As2 recebeu 10.0 mg/L de NaAsO2. Todas as soluções foram diluídas na água do bebedouro e estiveram disponíveis aos animais do DPN23 ao DPN53. Os hábitos alimentares e a evolução do peso corpóreo dos animais foram acompanhados durante todo o período experimental. Ao final deste período, os animais foram pesados e, em seguida, eutanasiados (DPN53). Coletou-se o sangue para mensurar os níveis de testosterona. O fígado, os rins e a próstata ventral (PV) foram coletados e pesados. Apenas a PV foi dissecada e destinada às análises histológicas (hemilobo esquerdo) e moleculares (hemilobo direito). Os resultados dos parâmetros analisados durante o período experimental revelaram que o NaAsO2 não foi capaz de causar toxicidade sistêmica em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Arsenic is an endocrine disruptor associated with the development of some pathologies such as cardiovascular diseases, dermal lesions and different types of cancer. Little is known about the action of arsenic or arsenic compounds in the prostate during the prepubertal and puberty period, an essential stage for late morphogenesis of the prostate. Therefore, this study aimed to establish whether exposure to sodium arsenite (NaAsO2) interferes in the morphophysiology of the ventral prostate of pubertal rats. In this study, thirty male Wistar rats, on the postnatal day 23 (PND23), were randomly distributed to 3 experimental groups (n = 10/group). The control group (Ctrl) received only saline solution; the second group (As1) received 0.01 mg/L of NaAsO2; and the third group (As2) received 10.0 mg/L of NaAsO2. All solutions were diluted in drinking water and were available to the animals from DPN23 to DPN53. The eating habits and the evolution of the body weight of the animals were evaluated throughout the experimental period. At the end of this period, the animals were weighed and then euthanized (DPN53). Blood was collected to measure testosterone levels. The liver, kidneys and ventral prostate (VP) were collected and weighed. Only VP was dissected for histological analysis (left hemilobo) and molecular (right hemilobo). The results of the parameters analyzed during the experimental period revealed that NaAsO2 was not able to cause systemic toxicity in both exposed groups nor cha... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 547989 bytes, checksum: cfc62c6982aac5d8709b56ed06b56ef4 (MD5) Previous issue date: 2014-01-24 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Pistia stratiotes plants were subjected to different concentrations of arsenite (AsIII) in order to assess the intensity of oxidative stress generated by this metalloid and antioxidant responses involved in tolerance in this species. After acclimatization (5 days) in Clark nutrient solution 1⁄4 ionic strength and pH 6.5, the plants were exposed to four treatments: control (nutrient solution), 5, 10 and 20 μM of AsIII, where remained for 24 hours to biochemical analyzes, and 4 days for arsenic (As) absorption analysis , visual symptoms and relative growth rate (RGR). Plants of P. stratiotes accumulated high concentrations of As, however, most of this element was retained in roots giving a low translocation factor. The presence of As promoted toxicity symptoms and changes in physiological and biochemical parameters, as evidenced by severe chlorosis, root loss, TCR reduction, reactive oxygen species (ROS) increase, membrane damages, changes in antioxidant enzymes activity and glutathione content. The results showed that plants of P. stratiotes exposed to lowest concentration of AsIII (5 μM) are tolerant to the metalloid, due to efficient performance of enzymatic and non-enzymatic antioxidants. However, exposure to higher AsIII concentration resulted in impairment of defense mechanisms, particularly in roots, due to the high accumulation of As in this organ. In this sense, the mechanism of AsIII toxicity involves increased ROS generation and, in parallel, inhibition of antioxidant mechanisms, resulting in high incidence of oxidative stress. Thus, it can be concluded that P. stratiotes is able to absorb and accumulate high concentrations of AsIII, however, under higher concentrations of this pollutant, plant metabolism is greatly affected, impacting their ability to tolerate stress viii and limiting their use in phytoremediation of environments where As III found in high concentrations. / Plantas de Pistia stratiotes foram submetidas a diferentes concentrações de arsenito (AsIII) com a finalidade de avaliar a intensidade do estresse oxidativo gerado por este metaloide e as respostas antioxidantes envolvidas na tolerância desta espécie ao estresse. Após a aclimatação (5 dias) em solução nutritiva de Clark 1⁄4 de força iônica e pH 6,5, as plantas foram expostas a quatro tratamentos: controle (apenas solução nutritiva), 5, 10 e 20 μM de AsIII, onde permaneceram por 24 horas para as análises bioquímicas e durante 4 dias para as análises de absorção de arsênio (As), sintomatologia visual e taxa de crescimento relativo (TCR). Plantas de P. stratiotes apresentaram altos teores de As, no entanto, a maior parte deste elemento ficou retida nas raízes, conferindo um baixo fator de translocação. A presença do As promoveu sintomas de toxidez e alterações nos parâmetros fisiológicos e bioquímicos, evidenciados por intensa clorose, perda radicular, redução da TCR, aumento das espécies reativas de oxigênio (ROS), danos de membrana, alterações na atividade de enzimas antioxidantes e no teor de glutationa total. Os resultados obtidos evidenciam que plantas de P. stratiotes expostas à concentração mais baixa de AsIII (5 μM) são tolerantes ao metaloide, devido a atuação eficiente dos antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos. No entanto, a exposição à concentração mais elevada de As III, resultou em comprometimento dos mecanismos de defesa, principalmente nas raízes, em decorrência do elevado acúmulo de As neste órgão. Nesse sentido, o mecanismo de toxidez do AsIII envolve a maior formação de ROS e, paralelamente, a inibição dos mecanismos antioxidantes, resultando na alta incidência de estresse oxidativo. Assim, vi pode-se concluir que P. stratiotes é capaz de absorver e acumular altas concentrações de AsIII, no entanto, sob concentrações mais elevadas deste poluente, o metabolismo da planta é consideravelmente afetado, interferindo na sua capacidade de tolerar o estresse e limitando o seu uso na fitorremediação de ambientes em que o AsIII encontra-se em altas concentrações.

O arsênio inorgânico, um contaminante ambiental, produz uma série de respostas de estresse em células de mamíferos, incluindo o comprometimento da função mitocondrial, acompanhado por inibição do crescimento celular e carcinogênese. Como previamente identificamos efeitos deletérios do comprometimento da função mitocondrial e dos radicais livres do oxigênio na oogênese, investigamos os efeitos do arsenito na meiose, no desenvolvimento embrionário pré-implantação e na apoptose embrionária em camundongos. Camundongas com 6 semanas de idade foram tratadas com baixa (0,16 mg) ou média dose de arsenito (0,32 mg), por meio de 7 injeções intraperitoneais, 1 a cada 2 dias, durante 14 dias. Os controles foram injetados com solvente. A incidência de anomalias meióticas, caracterizadas por anormalidades do fuso celular e/ou mal alinhamento cromossômico, foi significantemente aumentada tanto nos oócitos in vivo ovulados, como nos in vitro maturados, oriundos dos animais tratados com arsenito. Foram detectadas reduções significativas das taxas de clivagem (24 horas de cultivo), de formação de mórula (72 h) e de desenvolvimento para blastocisto (96 h), nos embriões dos grupos tratados com arsenito. Apesar do número total de núcleos não ter diferido significativamente entre os blastocistos dos grupos controle e de tratamento, a percentagem de núcleos apoptóticos foi significantivamente maior nos blastocistos derivados dos animais tratados com a dose média de arsenito. Estes dados sugerem que o arsenito causa aberrações meióticas, que podem contribuir tanto para o comprometimento do desenvolvimento embrionário pré-implantação, como para a apoptose embrionária. / Inorganic arsenic, an environmental contaminant, produces a variety of stress responses in mammalian cells, including mitochondrial uncoupling accompanied by growth inhibition and carcinogenesis. Because previously we identified detrimental effects of mitochondrial uncoupling, and reactive oxygen species (ROS) on oogenesis, we investigated effects of arsenite on meiosis, early embryo development, and apoptosis in mice. Six-week-old CD-1 mice were treated with either low (0.16mg) or medium (0.32mg) doses of arsenite every two days by 7 intraperitoneal injections for 14 days, and controls were injected with solvent. The incidence of meiotic anomalies, characterized by spindle disruption and/or chromosomal misalignment or spreading, was significantly increased in both in vivo and in vitro treated oocytes. Further, we found a significant decrease in cleavage rates at 24h, morula formation at 72h, and development to blastocyst at 96h in treated groups. Although the total number of nuclei in developed blastocysts did not significantly differ between the treated and control groups, the percentage of apoptotic nuclei was significantly increased in blastocysts derived from the medium dose treated group. These data suggest that arsenite causes meiotic aberrations, which may contribute to decreased cleavage and preimplantation development, as well as increased apoptosis.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Rice is the main source of inorganic arsenic (Asi), a carcinogenic substance, in the human diet. In this sense, there is great interest in reducing the accumulation of As in rice grains. To achive this, field management / rice processing and study of different cultivars have been explored. Globally, many countries that consume rice don t produce it, or even specifics regions of a producer country. As to maintain the rice consumption these regions have to import rice, the identifycation of regions with low As is an important option to ensure food security for the consumers. However, the location of As free areas seems to be an incomplete solution; as there is a large demand for rice and the already considerable number of areas described as contaminated. Thus, it is necessary to use a set of information able to describe As levels in different areas, comparing cultivars, including specific mechanisms of tolerance and low translocation, besides the description of side effects such as levels of other minerals present in the grain and effect of soil management on grain quality. Given the above, this study aimed to evaluate commercial samples of rice in Latin America, as well as samples collected in the field under different managements of water, fertilizer and land use; in addition it was used short-term experiments in greenhouse were performed to evaluate morphophysiological parameters in different cultivars. There is a large discrepancy regarding As concentration among the different regions tested. Although the genetic factor (cultivar) has an effect on As concentration in grain, environmental and management factors are decisive. Apparently the cultivar BR-IRGA 409 presents a large susceptibility to As, also presenting a lower translocation to grains while cultivars described as tolerant had a higher accumulation of this element. The phosphorus use efficiency and the concentration of non-protein thiols appear to be related to tolerance, being highly pronounced in tolerant cultivars. Finally, As has a high potential to genotoxic and oxidative stress, and the main abnormality observed was the presence of micro-nuclei. / O arroz é a principal fonte de arsênio inorgânico (Asi), uma substância cancerígena, na dieta humana. Neste sentido, existe um grande interesse em reduzir o acúmulo do mesmo em grãos. Para tal, a gestão a campo, criação/modificação no processamento de arroz e estudo com diferentes cultivares vêm sendo explorados. A nível global, muitos países que consomem arroz não produzem o mesmo, ou mesmo regiões dentro de um país produtor. Visto que para manter o consumo tais regiões importam arroz, a identificação de regiões com baixa concentração de As é uma importante opção para a salubridade dos consumidores. Entretanto, a localização de pequenas áreas livres ou com baixas concentrações de As não parece ser a solução completa para a contaminação observada em alimentos; visto a grande demanda de arroz e o número já considerável de áreas descritas como contaminadas. Desta forma, faz-se necessário o uso conjunto de informações como a descrição dos níveis de As em diferentes áreas, comparação entre cultivares, incluindo mecanismos específicos de tolerância e baixa translocação, além da descrição de efeitos secundários como nível dos demais minerais presentes no grão e efeito do manejo da cultura na qualidade de grãos. Visto o exposto, o presente estudo teve por objetivos avaliar amostras comerciais de arroz da América Latina, bem como amostras coletadas a campo sob diferentes manejos de água, fertilizantes e uso do solo; além de utilizar experimentos de curta duração em casa de vegetação para avaliar parâmetros morfofisiológicos em diferentes cultivares. Existe uma grande discrepância na concentração de As nas diferentes regiões testadas. Embora o fator genético (cultivar) tenha efeito sobre a concentração de As em grãos, os fatores ambiente e manejo são determinantes. Aparentemente, a cultivar BR-IRGA 409 apresenta uma maior suscetibilidade ao As, apresentando também uma menor translocação para os grãos, enquanto que cultivares com comportamentos tolerantes apresentaram um maior acúmulo deste elemento. A eficiência de uso de fósforo e a concentração de tióis não proteicos parecem estar relacionadas à tolerância ao As, sendo altamente pronunciadas em cultivares tolerantes. Finalmente, o As apresenta alto potencial genotóxico e oxidativo, sendo a principal anormalia observada a presença de micro-núcleos.