Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Commercial formulations of the herbicide clomazone have been widely used in agriculture and fish farming to control weeds. Fish can be affected when the water reaches the drainage waterways, causing an imbalance in the aquatic ecosystem. In order to evaluate a possible contamination, we determined LC50 (96h) using a commercial formulation containing clomazone (Gamit®). We verified the metabolic, enzymatic, and genotoxic parameters as well as the oxidative stress in juvenile carp (Cyprinus carpio). Firstly, in order to determine the LC50 for the acute toxicity test, , the animals were exposed to the concentrations of 10, 20, 30, 40 and 50 mg/L of clomazone for 96 h and the fish behavior was analyzed during this period. After exposure, we verified the activity of the enzyme acetylcholinesterase (AChE) in muscle and brain of the dead fish and the live carp. Secondly, fish were exposed to the herbicide for 7 days, both in field (rice crop) and laboratory conditions. The concentration used in the rice crop and the laboratory was 0.5 mg/L. After the experimental period of 7 days under laboratory conditions and 7, 30, and 90 days under rice crop conditions, brain, liver and muscle of fish were sampled to carry out the toxicological analysis. The parameters studied were enzymatic activity of AChE, catalase (CAT) and glutathione S-tranferase (GST) in different tissues of this species. Some markers of oxidative stress, such as protein carbonylation and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) levels in liver tissue were also analyzed. Some metabolic parameters such as glucose, glycogen, lactate, protein, and ammonia as well as amino acids in liver and muscle of carp were also measured. In plasma, we measured glucose, lactate, and protein. Thirdly, carp were exposed to approximately 15% of the LC50 (5.0 mg/L) for 7 days. We verified the formation of reactive oxygen species (ROS) and micronucleus, and the comet test was performed in order to investigate the presence of DNA damage. In the first study we observed that fish exposed to 20, 30, 40 and 50 mg/L showed behavioral changes and LC50 (96h) was 30.35 mg/L. In addition, it was found that the activity of the enzyme AChE showed no significant changes in the brain of the fish that died at the concentrations tested (30, 40 and 50 mg/L), and the muscle of dead fish had an increase in this enzyme when they were exposed to 50 mg/L of clomazone. The activity decreased significantly in the brain AChE of fish that remained alive after 96 h of exposure to 10, 20 and 30 mg/L, but increased in the muscle of the surviving fish exposed to all concentrations tested. In the second experiment results showed that fish exposed to 7 days had no changes in AChE under field conditions. However, a decrease in the activity of this enzyme in muscle was observed under laboratory conditions. During the same period of exposition, the parameters of oxidative stress conditions changed both under the field and in laboratory conditions. However, metabolic parameters were altered only under field conditions. After 30 and 90 days, AChE activity did not change under field conditions. Disturbances in oxidative stress parameters and metabolism in different tissues were evident in the tissues up to 90 days after treatment. The results showed that the activity of AChE changed only under laboratory conditions, and that oxidative stress associated with metabolic parameters can be good indicators of contamination for clomazone in C. Carpio in rice field conditions. In the third experiment, the results showed an increased formation of ROS and a significant micronucleus (MN) and DNA damage in erythrocytes after exposure to 5.0 mg/L of the herbicide clomazone. Given these results, we can conclude that the herbicide studied can be dangerous to Cyprinus carpio when exposed to it due to increased ROS, which in turn cause oxidative stress evidenced by changes in enzyme markers, metabolic, genotoxic and oxidative stress. However, further studies are needed in order to verify the safety of this herbicide is when associating rice and fish. / As formulações comerciais do herbicida clomazone têm sido amplamente utilizadas na agricultura e na piscicultura para controle de plantas daninhas. Os peixes podem ser afetados quando as águas de drenagem atingem os cursos d água, acarretando um desequilíbrio no ecossistema aquático. Para avaliar uma possível contaminação foi determinada a CL50 (96h) utilizando-se uma formulação comercial contendo clomazone (Gamit®) verficando-se parâmetros metabólicos, enzimáticos, genotóxicos e de estresse oxidativo em juvenis de carpas (Cyprinus carpio). Para o teste de toxicidade aguda, a fim de determinar a CL50, os peixes foram expostos às concentrações 10, 20, 30, 40 e 50 mg/L de clomazone em água durante 96 horas e o comportamento dos peixes foi analisado nesse período. Após a exposição, foi verificada a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE) no cérebro e músculo dos peixes mortos e das carpas que sobreviveram. No segundo experimento, os peixes foram expostos ao herbicida durante sete dias, tanto em condição de campo (lavoura de arroz irrigado) como de laboratório. A concentração utilizada na lavoura de arroz e no laboratório foi de 0,5 mg/L. Decorridos os períodos experimentais de 7 dias em condições de laboratório, e 7, 30 e 90 dias em condições de lavoura de arroz, foram retirados o cérebro, o fígado e o músculo dos peixes para realização das análises toxicológicas. Os parâmetros enzimáticos analisados foram a atividade da AChE, catalase (CAT) e glutationa S-transferase (GST). Também foram analisados alguns marcadores de estresse oxidativo, como a carbonilação de proteínas e níveis das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) no tecido hepático. Por fim, foram avaliados alguns parâmetros metabólicos como: glicose, glicogênio, lactato, proteína, amônia e os aminoácidos em fígado e em músculo de carpas. No plasma, foram feitas as dosagens de glicose, de lactato e de proteína. Em um terceiro experimento, as carpas foram expostas a aproximadamente 15% do valor obtido para a CL50 (5,0mg/L) por 7 dias. Posteriormente, foi verificada a formação das espécies reativas de oxigênio (EROs) e foram realizados os testes do micronúcleo e cometa (expresso por índice de dano do DNA). No primeiro experimento, foi observado que os peixes expostos a 20, 30, 40 e 50 mg/L, mostraram mudanças comportamentais e a CL50 (96h) foi 30,35 mg/L. Além disso, foi verificado que a atividade da enzima AChE não apresentou alterações significativas no cérebro dos peixes que morreram nas concentrações testadas (30, 40 e 50mg/L), e no músculo dos peixes mortos houve uma elevação na atividade desta enzima, quando eles foram expostos a 50 mg/L de clomazone. Já a atividade AChE diminuiu significativamente no cérebro dos peixes que sobreviveram após 96h de exposição a 10, 20 e 30mg/L, no entanto, aumentou no músculo dos peixes sobreviventes expostos a todas as concentrações testadas. No segundo experimento, os resultados mostraram que os peixes expostos a 7 dias não apresentaram alterações na AChE em condições de campo. No entanto, uma diminuição da atividade desta enzima no músculo foi observada em condições de laboratório. Durante o mesmo período de exposição, os parâmetros de estresse oxidativo mudaram tanto em condições de campo quanto em laboratório. Entretanto, os parâmetros metabólicos foram alterados apenas em condições de campo. Após 30 e 90 dias, a atividade da AChE não se alterou em condições de campo. Distúrbios nos parâmetros de estresse oxidativo e metabolismo foram evidentes nos tecidos até 90 dias após a aplicação. Os resultados mostraram que a atividade da AChE alterou apenas em condições de laboratório, e que marcadores de estresse oxidativo associados aos parâmetros metabólicos podem ser bons indicadores de contaminação para o clomazone em C. carpio em condições de campo. No terceiro experimento, os resultados mostraram um aumento da formação das EROs e significativo aumento dos MN e de danos no DNA dos eritrócitos após a exposição a 5,0 mg/L do herbicida clomazone. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que o herbicida estudado pode ser perigoso para as carpas quando expostas, devido ao aumento das EROs que por sua vez causam estresse oxidativo, evidenciado por alterações em marcadores enzimáticos, metabólicos, genotóxicos e de estresse oxidativo. Contudo, mais estudos serão necessários para verificar a segurança desse herbicida para os cultivos associados utilizando-se arroz e peixes.

The activities of the enzymes NTPDase (E.C. 3.6.1.5, apyrase, CD39) and 5 -nucleotidase (E.C. 3.1.3.5, CD73) were analyzed in synaptosomes from the cerebral cortex and platelets of rats submitted to demyelination by ethidium bromide (EB) associated with interferon-β (IFN-β) treatment. The following groups were studied: I - control (saline), II - (saline and IFN-β), III - (EB) and IV - (EB and IFN-β). After 7, 15 and 30 days of the surgical procedure, the animals (n=5) were sacrificed and samples was collected for enzymatic assays. The results showed that NTPDase and 5 -nucleotidase activities was increased in synaptosomes of the group III after 7 and 15 days in relation in the control group. The treatment with IFN-β increased the ATP hydrolysis in the groups II e IV after seven days and in the group IV in fifteen days, whereas no alteration was observed in ADP hydrolysis in relation the group I. The 5 -nucleotidase activity in synaptosomes also increased in the group II e IV in fifteen days, when compared with the control group. In relation the ectonucleotidases in platelets, the results demonstrated that the NTPDase activity was reduced in the group III after seven and fifteen days and the IFN-β treatment increased nucleotides hydrolysis in the group IV with relation the group III. In the group II was observed a reduction in the ATP and ADP hydrolysis after 7 days and an increase after 15 days with relation the group I. The 5 -nucleotidase activity in platelets increased in the group IV after 7days and reduced in the groups III and IV after 15 days when compared with the control. In 30 days, no significant alteration was observed in the enzymes activities in synaptosomes and platelets of the groups studied. These results demonstrated that the NTPDase and 5 -nucleotidase activities are altered in synaptosomes and platelets the rats after an event the toxic demyelination in the central nervous system and that IFN-β interfered with the adenine nucleotide hydrolysis. / A atividade das enzimas NTPDase (E.C. 3.6.1.5, apirase, CD39) e 5 -nucleotidase (E.C. 3.1.3.5, CD73) foram avaliadas em sinaptossomas de córtex cerebral e plaquetas de ratos submetidos a desmielinização experimental pelo brometo de etídio (BE) associado ao tratamento com interferon beta (IFN-β). Os seguintes grupos foram estudados: I - controle (salina), II - (salina e IFN-β), III - (BE) e IV - (BE e IFN-β). Após 7, 15 e 30 dias do procedimento cirúrgico, os animais (n=5) foram sacrificados e as amostras coletadas para os ensaios enzimáticos. Os resultados demonstraram que a atividade da NTPDase e 5 -nucleotidase em sinaptossomas aumentou no grupo III após 7 e 15 dias em relação ao grupo controle. O tratamento com IFN-β aumentou a hidrólise do ATP em sinaptossomas nos grupos II e IV após 7 dias e no grupo IV aos quinze dias enquanto que não foram observadas alterações na hidrólise do ADP em relação ao grupo I. A atividade da 5 -nucleotidase em sinaptossomas também aumentou no grupo II e IV aos quinze dias quando comparado ao grupo controle. Em relação as ectonucleotidases de plaquetas, os resultados demonstraram que a atividade da NTPDase está reduzida no grupo III após 7 e 15 dias e o tratamento com IFN-β aumentou a hidrólise dos nucleotídeos no grupo IV em relação ao grupo III. No grupo II foi observado uma redução na hidrólise do ATP e ADP após 7 dias e um aumento após 15 dias em relação ao grupo I. A atividade da 5 -nucleotidase em plaquetas aumentou no grupo IV após 7 dias e reduziu nos grupos III e IV após 15 dias quando comparado ao grupo controle. Aos 30 dias nenhuma alteração foi observada na atividade das enzimas em sinaptossomas e plaquetas dos respectivos grupos estudados. Estes resultados demonstraram que a atividade das enzimas NTPDase e 5 -nucleotidase está alterada em sinaptossomas e plaquetas de ratos após um evento de desmielinização tóxica no sistema nervoso central e que IFN-β interferiu com a hidrólise dos nucleotídeos de adenina.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aluminum (Al) is the most abundant metal in the Earth's crust, affecting growth and development of plants. The aim of this study was to investigate the effects of Al on seedlings of cucumber (Cucumis sativus L.) and oat (Avena sativa L) through the analysis of biochemical and physiological parameters. Three different genotypes of oat seedlings were studied, namely UFRGS 930598 Al-sensitive, UFRGS 17 Altolerant, and 280 Al-intermediate (resulting from the crossing UFRGS 930598 and UFRGS 17), exposed to 0, 5, 10, 20, and 30 mg/L Al. The biochemical parameters analyzed for cucumber were: the activity of antioxidant enzymes (catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and superoxide dismutase (SOD)), the levels of lipid peroxidation, leakage electrolytes, protein oxidation, and chlorophyll content. The increase of electrolyte leakage and the production of hydrogen peroxide observed are related to the decreased efficiency of the antioxidant system at the highest concentrations of Al. The antioxidant system was unable to prevent the toxicity resulting in negative effects such as lipid peroxidation, protein oxidation, and decreased plant growth. Oat seedlings were exposed to Al in different growth media. The first exposure was in the midst of semi-solid growth agar for 5 days, seedlings with five days of development and then to a hydroponic solution for 7 days with 10 days of seedling development. The content of hydrogen peroxide, lipid peroxidation, ascorbic acid and non-protein thiols (NPSH), as well as the activity of the enzymes CAT, APX and SOD, and the content of Al accumulated in the seedlings were evaluated. Enzymes activities of the antioxidant SOD and CAT were increased in UFRGS 17 and UFRGS 280 genotypes. Even when these two genotypes accumulated high concentrations of Al, they did not show high levels of lipid peroxidation and contents of hydrogen peroxide when compared with the 930598 genotype. For this genotype, an activation of the enzyme APX was observed, however, high levels of Al accumulated in the plant caused an increase in the lipid peroxidation and hydrogen peroxide content. The UFRGS 930598 genotype was more sensitive to Al than the UFRGS 17 and UFRGS 280 genotypes, which confirms the previous morphological analysis obtained by FEDERIZZI et al., 2000. Although there was increased activity of APX in this genotype, the antioxidant system was not efficient in the removal of reactive oxygen species (ROS). In order to better understand these results, a growth medium with a hydroponic solution was used in which the mobility of the metal was greater for an exposure period of 7 days with oat seedlings with 10 days of development. Besides the biochemical parameters mentioned above, the analysis of the growth of roots and shoots, fresh and dry matter, chlorophyll content, activity of the enzyme δ -aminolevulinic acid dehydratase (δ -ALA -D), and the monitoring of the pH of the hydroponic solution of each genotype were performed. The pH of the hydroponic solution of salt-tolerant genotype (UFRGS 17) showed a significant increase in pH, while the sensitive (UFRGS 930598) and intermediate (UFRGS 280) genotypes showed no significant changes. The sensitive genotype presented inhibition of root and shoot growth at the highest concentrations of Al while the tolerant and intermediate genotype showed no significant changes. The activity of antioxidant enzymes was increased after 7 days of exposure to Al in the sensitive genotype, whereas in the tolerant genotype there was no increase in this activity. In seedlings of the intermediate genotype there was an increase in the activity of CAT, APX and SOD enzymes only at higher Al concentrations (20 and 30 mg/L). Results showed that the intermediate and tolerant genotypes showed similar effects not only on the activity of enzymes of the antioxidant system, but also on the physiological parameters such as growth of roots and shoots. Even when accumulating high concentrations of Al, the intermediate genotype did not show a decrease in growth, which shows that it has resistance mechanisms related to the internal immobilization of this metal in the vacuoles. The tolerant genotype also introduces mechanisms of resistance to Al, but these mechanisms may be the exclusion of Al by binding this metal to organic acids. In order to investigate if the antioxidant system is activated in different genotypes of oat, seedlings were placed in growth medium with a hydroponic solution and withdrawn from the medium after 12, 24, and 36 h of exposure to 20 mg/L. Tolerant and intermediate genotypes showed an increase of the enzyme activity of the antioxidant system after 12 h of exposure to Al, while the sensitive genotype presented this increase only after 24 or 36 h. This difference in the rate of activation of the antioxidant system may be crucial in maintaining cellular redox homeostasis of this genotype. At this stage of development, the tolerant and the intermediate genotypes showed a stimulation of root growth while the sensitive type showed significant growth retardation. In order to compare plant species, cucumber was placed in hydroponic growth medium with the oat seedlings (sensitive and tolerant genotypes.) When cucumber was placed in hydroponic solution exposed to 20 mg/L Al along with the tolerant (UFRGS 17) and the sensitive (UFRGS 930 598) genotypes, it showed similarities with the sensitive genotype (increased catalase activity after 36 h of exposure to Al). The levels of lipid peroxidation were high after 12, 24, and 36h of exposure to Al and as a consequence there was a reduction in root growth. Considering the evaluation with tolerant (UFRGS 17) and sensitive (UFRGS 930 598) oat genotypes, the cucumber may be considered an Al-sensitive species. / O alumínio (Al) é o metal mais abundante na crosta terrestre, afetando o crescimento e desenvolvimento das plantas. Neste estudo, foram investigados através da análise de parâmetros bioquímicos e fisiológicos, os efeitos do alumínio (Al) em plântulas de pepino (Cucumis sativus L.) e em plântulas de aveia (Avena sativa L). As plântulas de aveia estudadas pertencem a três diferentes genótipos: UFRGS 930598-sensível ao alumínio, UFRGS 17-tolerante ao alumínio e UFRGS 280-intermediário ao alumínio (resultante do cruzamento entre UFRGS 930598 e UFRGS 17), expostos a 0, 5, 10, 20 e 30 mg/L de Al. Os parâmetros bioquímicos analisados para C. sativus foram: a atividade das enzimas antioxidantes (catalse (CAT), ascorbato peroxidase (APX) e superóxido dismutase (SOD)), os níveis de peroxidação lipídica, vazamento de eletrólitos, oxidação de proteínas e conteúdo de clorofila. O aumento na porcentagem de vazamento de eletrólitos e na produção de peróxido de hidrogênio observado está relacionado com a diminuição da eficiência do sistema antioxidante nas concentrações mais altas de alumínio. O sistema antioxidante foi incapaz de impedir a toxicidade, resultando em efeitos negativos, tais como peroxidação lipídica, oxidação de proteínas e diminuição do crescimento das plantas. Plântulas dos três genótipos de aveia foram expostas ao Al em diferentes meios de crescimento. Primeiro a exposição foi em meio de crescimento semi-sólido com agar por 5 dias, com plântulas com 5 dias de desenvolvimento, depois em solução hidropônica por 7 dias com plântulas com 10 dias de desenvolvimento. Foram avaliados o conteúdo de peróxido de hidrogênio, peroxidação de lipídeos, conteúdo de ácido ascórbico e tióis não protéicos (NPSH), a atividade das enzimas CAT, APX e SOD e o conteúdo de Al acumulado nas plântulas. As enzimas do sistema antioxidante SOD e CAT tiveram suas atividades aumentadas nos genótipos UFRGS 17 e UFRGS 280. Mesmo acumulando altas concentrações de alumínio estes dois genótipos não apresentaram altos níveis de peroxidação lipídica e conteúdo de peróxido de hidrogênio quando comparados com o genótipo 930598. Para esse genótipo houve ativação da enzima APX, entretanto os altos níveis de alumínio acumulados na planta causaram um aumento na peroxidação de lipídeos e no conteúdo de peróxido de hidrogênio. O genótipo UFRGS 930598 mostrou ser mais sensível ao alumínio que os genótipos UFRGS 17 e UFRGS 280, o que confirma as análises morfológicas prévias obtidas por FEDERIZZI et al., 2000. Embora tenha ocorrido um aumento da atividade da APX neste genótipo, o sistema antioxidante não foi eficiente na remoção das espécies reativas de oxigênio (EROS). Com a finalidade de melhor entender esses resultados foi utilizado o meio de crescimento com solução hidropônica onde a mobilidade do metal é maior por um período de exposição de 7 dias com plântulas de aveia com 10 dias de desenvolvimento. Neste experimento além dos parâmetros bioquímicos citados acima, foi feita a análise do crescimento da raiz e parte aérea, matéria seca e fresca, conteúdo de clorofila, atividade da enzima δ -aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) e o monitoramento do pH da solução hidropônica de cada genótipo. O pH da solução hidropônica do genótipo tolerante (UFRGS 17) apresentou um aumento significativo nos valores de pH, enquanto os genótipos sensíveis (UFRGS 930598) e intermediário (UFRGS 280) não apresentaram mudanças significativas nos valores de pH. O genótipo sensível teve inibição do crescimento da raiz e parte aérea nas concentrações mais altas de alumínio enquanto que para o genótipo tolerante e intermediário, não houve modificações significativas do crescimento da raiz e parte aérea. A atividade das enzimas antioxidantes foi aumentada após 7 dias de exposição ao alumínio no genótipo sensível, enquanto que no genótipo tolerante não houve aumento na atividade das enzimas antioxidantes. Nas plântulas do genótipo intermediário houve o aumento na atividade das enzimas CAT, APX e SOD apenas nas maiores concentrações de alumínio (20 e 30 mg/L). Os resultados mostram que os genótipos intermediário e tolerante apresentaram semelhanças quanto ao efeito do alumínio na atividade das enzimas do sistema antioxidante e também nos parâmetros fisiológicos como o crescimento das raízes e parte aérea. Mesmo acumulando altas concentrações de alumínio, o genótipo intermediário não apresentou diminuição do crescimento, o que mostra que ele apresenta mecanismos de resistência, relacionado com a imobilização interna deste metal nos vacúolos. O genótipo tolerante também apresenta mecanismos de resistência ao alumínio, porém estes mecanismos podem ser de exclusão do alumínio pela raiz através da ligação deste metal a ácidos orgânicos. Com a finalidade de investigar quando o sistema antioxidante é ativado nos diferentes genótipos de aveia, as plântulas foram colocadas no meio de crescimento com solução hidropônica e retiradas do meio após 12, 24 e 36 horas de exposição a 20 mg/L de Al. Os genótipos tolerante e intermediário apresentaram aumento na atividade das enzimas do sistema antioxidante após 12 h de exposição ao alumínio, enquanto o genótipo sensível somente após 24 ou 36 horas de exposição. Esta diferença na velocidade de ativação do sistema antioxidante pode ser crucial na manutenção da homeostase celular redox deste genótipo. Nessa fase do desenvolvimento, o genótipo tolerante e o intermediário apresentaram um estímulo do crescimento da raiz enquanto o sensível um atraso do crescimento. Com a finalidade de estabelecer comparações entre as espécies vegetais, o pepino (Cucumis sativus) foi colocado em meio de crescimento hidropônico, juntamente com as plântulas de aveia (genótipo sensível e tolerante). O pepino (Cucumis sativus) quando colocado em solução hidropônica exposto a 20 mg/L de alumínio juntamente com o genótipo tolerante (UFRGS 17) e o genótipo sensível (UFRGS 930598), apresentou semelhanças com o genótipo sensível tais como o aumento da atividade da enzima catalase após 36 h de exposição ao alumínio. Os níveis de peroxidação lipídica foram elevados após 12, 24 e 36h de exposição ao alumínio e como conseqüência a raiz teve uma diminuição do crescimento. Através da avaliação conjunta, com os genótipos de aveia tolerante, UFRGS 17, e sensível, UFRGS 930598, o pepino (Cucumis sativus) pode ser considerado uma espécie sensível ao alumínio.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Mercury (Hg) consists in a heavy metal with toxicological relevance whose contamination is mainly attributed to anthropogenic activities, leading to environmental contamination. It is known that an induction in oxidative stress caused by increased production of reactive oxygen species and/or decrease in antioxidant enzymes activity and a modulation of phosphorylation of proteins that participate in processes of cellular signaling transduction, as Mitogen-Activated Protein Kinases (MAPKs) represent molecular mechanisms implicated in Hg toxicity in rodents and other vertebrates. Studies from the literature have been pointing Drosophila melanogaster as an organism with considerable potential to be used as a bio indicator organism to monitoring the presence of environmental contaminants, presenting biochemical and behavioral effects in response to contaminants similarly to those observed in mammals. Thus, our results showed that HgCl2, when incorporated through the diet with sucrose in D. melanogaster, causes a significant decrease in viability of flies from 24h in a concentration dependent manner. Moreover, after 48h of exposure, the flies treated with Hg 100μM presented deficits in locomotor performance, decrease in the activity of enzymes: acetylcholinesterase (AChE), glutathione peroxidase (GPx) and Superoxide dismutase (SOD), without alteration in catalase activity (CAT). In this study, gene expression of D. melanogaster was evaluated by the method of Real-Time PCR. It was observed that mRNA levels of SOD, CAT and NF-E2-associated factor 2 (Nrf2) were not altered by Hg (II) treatment when compared to the control group, however, Hsp83 expression was10 times increased. Additionally, from 6h of treatment with Hg (II) 100 μM it was verified an induction of lipid peroxidation and oxidative stress, these effects persisted until 48 h of treatment. In the present study, the amount of Hg in the treated and control flies was measured and expressed in μg Hg / g tissue. It was observed that the flies treated for 48h with HgCl2 (100 μM) presented higher levels of Hg than the control group (100 times increase). With regard to the modulation of signaling pathways by Hg (II) treatment, the metal caused an increase in phosphorylation levels of ERK and JNK without altering phosphorylation of p38 as well as the total content of these proteins. Hg (II) exposure caused an induction of PARP cleavage, indicating an induction of apoptotic cell death. In conclusion, the data obtained over this work draw attention to the Hg (II) toxicity and help to extend the knowledge about the mechanisms involved in the toxicity of this metal in invertebrates. In addition, this study points the antioxidant system and modulation of specific signaling transduction pathways as common mechanisms mediating the toxicity of Hg (II) in vertebrates and invertebrates. / O Mercúrio (Hg) é em um metal pesado de relevância toxicológica cuja contaminação ambiental decorre principalmente de atividades antropogênicas. Dentre os mecanismos moleculares envolvidos na toxicidade do Hg estão um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio, diminuição na atividade de enzimas antioxidantes e modulação da fosforilação de proteínas que participam de vias de transdução de sinal celular, entre estas as Proteínas Cinases Ativadas por Mitógenos (MAPKs). Estudos apontam Drosophila melanogaster como um organismo que apresenta um considerável potencial para atuar como um bioindicador de contaminantes ambientais, apresentando alterações bioquímicas e comportamentais similares a efeitos observados em mamíferos. Deste modo, nossos resultados demonstraram que o HgCl2, quando incorporado na dieta junto com sacarose em D. melanogaster, causa significativa diminuição da viabilidade das mesmas a partir de 24h de modo dependente de concentração utilizada do composto. Além disso, após 48h de exposição ao Hg(II) as moscas tratadas com concentrações a partir de 100μM obtiveram prejuízos no desempenho locomotor, diminuição na atividade das enzimas: Acetilcolinesterase (Ache), Glutationa Peroxidase (GPx) e Superóxido Dismutase (SOD), não alterando a atividade da Catalase (CAT). Na análise dos genes de D. melanogaster, através do método de Real time-PCR, observou-se que os níveis NF-E2-relacionados fator 2 (Nrf2) não foram alterados em comparação ao grupo controle, sendo que os níveis de HSP83 foram aumentados em 10 vezes. Além disso, a partir de 6h de tratamento as moscas demonstraram indução na peroxidação lipídica e estresse oxidativo efeito este que persistiu até as 48h de tratamento. Na medição dos níveis de Hg, expressa em μg de Hg/g de tecido, observou-se que as moscas tratadas por 48h com HgCl2 apresentaram 100 vezes maiores níveis de Hg em comparação ao grupo controle. Com relação à análise da modulação de MAPKs pelo tratamento com HgCl2 observou-se aumentada fosforilação de JNK e ERK, sem alterar a fosforilação de p38MAPK, bem como o conteúdo total destas proteínas. HgCl2 levou a uma elevação na clivagem da proteína PARP, indicativo da indução de morte celular do tipo apoptótica. Os dados obtidos neste trabalho ressaltam a toxicidade do Hg(II) e estendem o conhecimento sobre seus mecanismos de ação para um modelo animal de invertebrado, além disso, o presente estudo aponta o sistema antioxidante e vias de transdução de sinal celular como mecanismos comuns envolvidos na toxicidade deste metal em vertebrados e invertebrados..

Pain is a common symptom in clinical practice and many advances have been observed in order to obtain more effective analgesic molecules with fewer side effects. The present study evaluated the antinociceptive potential of four novel pyrazoles: 3-methyl-5-trifluoromethyl-5-hydroxy-4,5-dihydro-1H-pyrazole methyl ester (MPF3), 4-methyl-5-trifluoromethyl-5-hydroxy-4,5-dihydro-1H-pyrazole methyl ester (MPF4), 3-methyl-5-trichloromethyl-5-hydroxy-4,5-dihydro-1H-pyrazole methyl ester (MPCl3), and 4-methyl-5-trichloromethyl-5-hydroxy-4,5-dihydro-1H-pyrazole methyl ester (MPCl4). The systemic administration of the compounds was effective for the inhibition of the nociception in chemical (formalin test, 0.03 -1.0 mmol/kg, i.p.) and thermal (hot-plate test, 0.1-1.0 mmol/kg, i.p.) models of pain. In addition, MPF4 also produced antinociception in models of inflammatory pain induced by Complete Freund s Adjuvant (CFA) or by incision procedure in paw of mice. The antinociceptive effect of MPF4 (1.0 mmol/kg, i.p.) was not reversed by yohimbine (0.15 mg/kg, i.p.) or p-chlorophenylalanine ethyl ester (PCPA; 300 mg/kg, i.p.), but by naloxone (2.0 mg/kg, i.p.), in both thermal and chemical nociception. Animals given MPF4 (1.0 mmol/kg, i.p.) daily for 8 days in a row, in contrast to morphine (5 mg/kg, i.p.), showed no tolerance to its antinociceptive effect or cross-tolerance with morphine. However, similarly to morphine (11 mg/kg, i.p.), MPF4 (1.0 mmol/kg, i.p.) reduced gastrointestinal transit in mice and its effect was reversed by naloxone (2.5 mg/kg, i.p.). Unlike indomethacin (0.1 mmol/kg, p.o.), MPF4 (1.0 mmol/kg, p.o.) did not induce gastric lesions in mice. The tested compounds did not impair locomotion in the mice as well. Taken together, the results demonstrate that these novel pyrazoline methyl esters evaluated may be promising prototypes of additional mild analgesics, which are therapeutically relevant. / A dor é um sintoma comum na prática clínica, por isso muitos avanços estão sendo realizados no sentido de obter moléculas analgésicas cada vez mais efetivas e com menos efeitos colaterais. Neste contexto, no presente estudo avaliou-se o potencial antinociceptivo de quatro pirazóis inéditos: 3- metil-5-hidroxi-5-trifluormetil-4,5-diidro- 1H-pirazol metil éster (MPF3), 4-metil-5-hidroxi-5-trifluormetil-4,5-diidro-1H-pirazol metil éster (MPF4), 3-metil-5-hidroxi-5-triclorometil-4,5-diidro-1H-pirazol metil éster (MPCl3) e 4-metil-5-hidroxi-5-triclorometil-4,5-diidro-1H-pirazol metil éster (MPCl4). A administração sistêmica dos compostos foi efetiva em inibir a nocicepção em modelos de dor induzida por estímulo nocivo químico (teste da formalina, 0,03-1,0 mmol/kg, i.p.) e térmico (teste da placa-quente, 0,1-1,0 mmol/kg, i.p.). Em adição, MPF4 produziu antinocicepção em modelos de dor inflamatória causada por Adjuvante Completo de Freund (ACF) ou por incisão na pata de camundongos. O efeito antinociceptivo de MPF4 (1,0 mmol/kg, i.p.) não foi revertido pelo prétratamento dos animais com ioimbina (0,15 mg/kg, i.p.) ou p-clorofenilalanina etil éster (PCPA; 300 mg/kg, i.p.), mas sim, por naloxona (2,0 mg/kg, i.p.), tanto na nocicepção térmica quanto na nocicepção química. O tratamento dos animais durante um período de 8 dias consecutivos com MPF4 (1,0 mmol/kg, i.p), ao contrário daqueles tratados com morfina (5,0 mg/kg, i.p.), não desenvolveram tolerância antinociceptiva nem tolerância cruzada com os animais tolerantes à morfina. Porém, similar ao opióide morfina (11 mg/kg, i.p.), MPF4 (1,0 mmol/kg, i.p) inibiu o trânsito gastrintestinal de camundongos, sendo este efeito revertido por naloxona (2,5 mg/kg, i.p.). Além disso, diferente de indometacina (0,1 mmol/kg, v.o.), MPF4 (1,0 mmol/kg, v.o.) não induziu lesão gástrica em camundongos. Nenhum dos compostos testados causou alteração na atividade locomotora dos camundongos. Estes achados sugerem que os novos pirazoline metil ésteres avaliados parecem ser promissores para o desenvolvimento de novas drogas analgésicas terapeuticamente relevantes.

Adenine nucleotides hydrolysis is an important step of the neuromodulation of CNS and some of its breakdown products are able to protect the nervous tissue against brain injuries. The activity of NTPDase (EC 3.6.1.5, apyrase, CD39) was verified in cerebrospinal fluid (CSF) from patients without neural inflammatory process under different conditions and in the presence of several inhibitors. The samples were chose considering the low protein levels, normal glucose levels, low leukocyte count and CSF differential count. We chose use the supernatant 1 (S1) for enzyme assay due to the best enzymatic activities in this fraction. The best hydrolyze temperature was 37°C to ATP and ADP. This enzyme was cation-dependent, with a maximal rate for ATP and ADP hydrolysis in pH 8.0 in the presence of 5mM Ca+2. Sodum azide inhibited both nucleotide hydrolysis at concentrations higher than 10 mM. Sodium fluoride inhibited the ATP and ADP hydrolysis at concentrations of 15 mM and 20 mM. The Na+ K+ ATPase inhibitor ouabain, did not affect ATP or ADP hydrolysis. The inhibitor P-type ATPase lanthanum 5mM was ineffective on ATPDase hydrolysis. Suramin (30-300 μM) inhibited ATP and ADP hydrolysis and presented a maximal inhibitory effect of 50% at 300 μM. The results of the present study demonstrated that ATP and ADP hydrolysis from human CSF presented a similar response those obtained from rat synaptosomes. / A análise do líquor é de grande importância para a detecção de desordens neurológicas de diversas etiologias. O ATP junto a seus produtos de hidrólise (ADP, AMP e adenosina) desempenha importantes funções junto ao SNC, as quais envolvem ações neuroprotetoras em doenças de etiologias variadas. O presente estudo tem como objetivos verificar a ocorrência de hidrólise de nucleotídeos da adenina em líquor de pacientes sem doença inflamatória do sistema nervoso. A determinação da atividade enzimática da NTPDase foi feita em líquor humano em diferentes condições experimentais e na presença de inibidores. As amostras foram escolhidas de acordo com os baixos níveis protéicos, valores normais de glicose e contagem celular diminuída. Foi escolhido o sobrenadante 1 (S1) por apresentar melhores atividades enzimáticas. A melhor temperatura de hidrólise do ATP e ADP foi 37°C. Esta enzima é cátion dependente, sendo a atividade de hidrólise ótima do ATP em presença de 5 mM Ca+2 e o ADP 5-7 mM de Ca+2, ambos em pH 8.0. A azida sódica alterou a atividade enzimática do ATP e do ADP somente nas concentrações mais altas deste inibidor da ATPase mitocondrial. A ouabaína, um inibidor da Na+/K+ ATPase não afetou a hidrólise do ATP/ADP. O inibidor de ATPase tipo-P lantânio (5 mM) foi ineficaz na hidrólise dos nucleotídeos. O suramin (30-300 XM), inibidor específico de NTPDase, inibiu a hidrólise do ATP/ADP e apresentou máximo efeito inibitório na concentração de 300 XM. Os resultados deste estudo mostraram que a hidrólise de ATP/ADP em líquor humano apresentou uma resposta semelhante àquelas obtidas em sinaptossomas de ratos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Methylmercury (MeHg) is a highly toxic environmental contaminant that can be accumulated on several tissues, inducing cellular dysfunction on various organs, especially in the central nervous system (CNS). The mechanisms involved in the uptake, accumulation and toxicity of mercury (Hg) remain unclear. However, it has been suggested that the neurotoxicity mediated by MeHg induces changes in both glutamatergic system and calcium homeostasis. Indeed, the literature reports that calcium per se is able in inducing cellular damage. Thus, mercury and calcium can exert distinct or linked toxic effect that lead to mitochondrial and cellular dysfunction. The purpose of this study was to analyze the mechanisms of uptake and accumulation of mercury on liver slices exposed to MeHg or MeHg-Cysteine complex, as well as to compare the mitochondrial and cellular toxicity caused by both forms of MeHg. Moreover, this work examined the role of glutamatergic system on the toxicity mediated by MeHg in slices of cerebral cortex from rats and the effects of calcium exposure in mitochondria sustained with different energetic substrates. Our results showed that the mercury uptake was higher in the slices exposed to the MeHg-Cys complex that MeHg exposed slices. Indeed, the pretreatment with methionine (Met) (for 15 min.) reduced Hg uptake in liver slices. Likewise, mitochondria isolated of liver slices showed similar effect on Hg uptake. Parameters as free radical generation; oxygen consumption and mitochondrial function/Cell viability were more affected by MeHg-Cys complex than MeHg alone. Met pre-treatment was effective in preventing the MeHg or MeHg-Cys-induced toxicity in both liver slices and mitochondria. In cortical brain slices, the neurotoxicity induced by MeHg was verified only at higher concentration tested and after 2 or 5 hours of exposure. In addition, compounds that potentially modulate glutamatergic system (MK-801, guanosine, organo selenium compounds) were effective in preventing the MeHg-induced free radical generation. In mitochondria isolated from liver, Ca2+ caused an inhibition on the complex I activity; however, calcium did not alter the mitochondrial complex II activity. At low concentration, calcium exposure caused a small decrease in the mitochondrial membrane potential (ΔΨm) in Malate/Glutamate (Ma/Glu) and Succinate (Succ)-supported mitochondria. On the order hand, higher calcium levels were associated with a total ΔΨm loss in both Mal/Glu and Succ-oxidizing mitochondria. The mitochondrial redox state (NADP(H) and GSH pool) and oxygen consumption were extremely affected by calcium exposure only in Succ-supported mitochondria. Indeed, calcium caused an increase in free radical generation in mitochondria sustained with complex II substrate when compared to Mal/Glu-supported mitochondria. Taken together, our data collaborate to understanding the molecular mechanisms involved on the toxicology of mercury and calcium and consequently provide basis for further investigations on the role of Ca2+ and mercury in mitochondrial dysfunctions. In addition, the results obtained here may contribute to the discovery of new therapeutic agents capable of preventing or minimizing the damage induced by MeHg intoxication. / O metilmercúrio (MeHg) é um contaminante ambiental altamente tóxico que pode ser bioacumulado em diferentes tecidos e consequentemente induzir disfunções celulares em diversos órgãos, especialmente no sistema nervoso central (SNC). Os mecanismos pelos quais o mercúrio (Hg) entra nos tecidos, se acumula e causa toxicidade em células e organelas ainda não se encontram totalmente elucidados. No entanto, estudos têm sugerido que a neurotoxicidade mediada pelo MeHg envolve alterações no sistema glutamatérgico e na homeostase do cálcio. Por outro lado, sabe-se que o cálcio (Ca2+) per se causa efeitos tóxicos nas células e principalmente em mitocôndrias. Assim o Hg e o Ca2+ podem induzir efeitos distintos ou interligados, os quais geralmente culminam com disfunção mitocondrial e morte celular. Com base nestes parâmetros, o presente trabalho visa elucidar os possíveis mecanismos moleculares envolvidos na captação e no acúmulo de Hg em fatias hepáticas expostas a forma livre de MeHg+ ou à forma complexada MeHg-Cisteína (MeHg-Cys), bem como, relacionar estes aspectos com a toxicidade celular e mitocondrial causada por ambas as formas de MeHg. Também foi alvo deste estudo a investigação do papel do sistema glutamatérgico na toxicidade mediada pelo MeHg em fatias de córtex cerebral de ratos e os efeitos do cálcio em mitocôndrias isoladas e sustentadas com diferentes substratos energéticos. Com relação à captação de Hg, nossos resultados mostram que fatias expostas ao complexo MeHg-Cys acumulam mais Hg que fatias expostas ao MeHg sozinho. Também foi observado que o pré-tratamento (15 min) com metionina (Met) reduziu significativamente a captação e o acúmulo de Hg nas fatias. Resultados similares foram verificados em mitocôndrias isoladas dessas fatiais. Nos parâmetros bioquímicos: geração de radicais livres, consumo de oxigênio e viabilidade celular/atividade mitocondrial, o complexo MeHg-Cys causou efeitos mais tóxicos quando comparado com o MeHg sozinho. O pré-tratamento com Met foi efetivo em prevenir as alterações mediadas por ambas as formas de mercúrio testadas. Os efeitos neurotóxicos do MeHg em fatias de córtex cerebral foram observados apenas nas maiores concentrações usadas e após 2 ou 5 horas de exposição. A utilização de compostos que possivelmente modulam a homeostase glutamatérgica (MK-801, guanosina e compostos orgânicos de selênio) preveniram os efeitos induzidos por MeHg na geração de radicais livres. Os efeitos do cálcio foram analisados em mitocôndrias isoladas e sustentadas com o substrato energético do complexo mitocondrial I: Malato/Glutamato (Mal/Glu) e do complexo II Succinato (Succ). Os resultados obtidos mostram que o cálcio inibiu a atividade complexo I; mas não alterou a atividade complexo II. Em baixas concentrações o cálcio causou uma pequena diminuição no potencial de membrana (ΔΨm) nas mitocôndrias sustentadas com Mal/Glu ou Succ. Por outro lado, uma perda total do potencial foi observada quando as mitocôndrias, sustentadas com ambos os substratos, foram expostas a altas concentrações de cálcio. A exposição ao cálcio causou uma redução no potencial redox (conteúdo NADP(H) e GSH) e no consumo de oxigênio nas mitocôndrias sustentadas com Succ quando comparado com as que receberam Mal/Glu. A geração de radicais livres foi aumentada em mitocôndrias expostas ao cálcio e sustentadas com Succ quando comparadas com as mitocôndrias sustentadas com substrato do complexo I. De forma geral, nossos resultados colaboram para a elucidação dos mecanismos moleculares envolvidos na citotoxicidade induzida por MeHg e por cálcio, bem como para um melhor entendimento sobre o papel destes elementos na indução de disfunção mitocondrial. Além disso, os resultados obtidos poderão contribuir para a descoberta de novos agentes terapêuticos usados para prevenir ou minimizar danos teciduais associados à intoxicação humana por MeHg.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-04-03Bitstream added on 2014-06-13T20:04:29Z : No. of bitstreams: 1 almeida_ks_dr_jabo.pdf: 820438 bytes, checksum: 3ef225bc8c0c8aa18079bcab154f5e55 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A infecção experimental por T. vivax em ovinos foi realizada com o objetivo de avaliar os sinais clínicos, a parasitemia, as alterações hematológicas, anatomopatológicas e bioquímicas, além de realizar a biometria do parasito. Para tanto, foram utilizados oito ovinos machos, sorologicamente negativos para T. vivax, sendo quatro destinados ao grupo testemunho e quatro infectados com 105 T. vivax. As colheitas de sangue foram realizadas duas vezes antes da infecção e, posteriormente, em dias determinados, destinados aos exames laboratoriais. Exames clínicos e parasitemias foram realizados diariamente; e o peso, um dia antes da infecção, e com intervalos de 30 dias, a necropsia foi realizada aos 120 dias após infecção. Observou-se que a amostra usada era típica de T. vivax e o período prépatente de um dia, com parasitemia intermitente até o final do experimento. Os sinais clínicos encontrados nos animais infectados foram: apatia, palidez das mucosas, emaciação, aumento dos linfonodos, corrimento nasal, hipertermia, alterações no peso, diarréia e neuropatias. Ocorreu diminuição significativa na contagem global de hemácias, no teor de hemoglobina, no hematócrito e no volume corpuscular médio. A anemia, no final da observação, foi microcítica normocrômica, e leucocitose causada por linfocitose. Todos os exames bioquímicos apresentaram alterações nos animais infectados em relação ao grupo testemunho exceto a tiroxina total. No geral, observou-se: diminuição do colesterol total, colesterol ligado ao HDL, do lipídio total hepático, dos glicogênios hepático e muscular, ferro, magnésio, gamaglutamiltransferase, aspartatoaminotransferase, fosfatase alcalina, creatinaquinase, lactatodesidrogenase, triiodotironina, cortisol e nas proteínas da fase aguda, exceto a transferrina e antitripsina que estiveram altas no final do período experimental... / The objective of this research was to study an experimental infection of T. vivax in sheep, evaluating clinical signs and parasitemia as well as hematological, anatomopathological and biochemical alterations and to obtain the biometric data of the parasite. Eight male sheep were used, four in the testimony group and four infected with 105 T. vivax .Blood samples were collected two times before and posterior to receiving the infection on days designated and determined by laboratory exams. The animals were examined daily, as well as the clinical aspects and parasitemia. The animals were also weighed one day before the infection and in 30 day intervals, until they were sacrificed. The following results were obtained: the sample used was typical of T. vivax and the parasites were detected in the blood on the first day after the infection of the intermittent parasite until the end of the experiment. The clinical signs found were: apathy, paleness of the mucous, emaciation, lymph gland enlargement, runny nose, hyperthermia, weight alterations, diarrhea and neurological signs. There was a significant decrease in the global hemacia count, hemoglobin and in the hematocritic and in the average packed cell volume. The anaemia, at the end of the observations, were microcitic, normochromic and leucocitosis due to the lymphocytes. All of the biochemical exams presented alterations in the animals infected in relation to the testimony group except for the thyroxine. In general, was observed: decrease in total cholesterol, HDL, total hepatic lipid, hepatic and muscular glycogen, iron, magnesium, gamaglutamiltrasnferase, aspartate aminotransferase, alkaline phosphatase, creatine kinase, lactate desidrogenase, triiodothyronine, cortisol and proteins in the acute phase except the transferrin and antitrypsin that were high at the end of the experimental period...(Complete abstract, click electronic address below)

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01 - capa_abstract.pdf: 21561 bytes, checksum: 6b48a9a4c021bab8bbd84b5d506aecaa (MD5) Previous issue date: 2008-02-25 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Insecticides can affect the activity of enzymes of the digestive and energy metabolism of insects. Those enzymes can contribute indirectly in the detoxification process making available energy for maintenance of their defense apparatus against insecticide. The effect of the insecticide can have reflex in the metabolic rate and patterns behavior of the insects. In this study, insects of a population susceptible of the maize weevil, Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae), and two resistant populations to insecticides pyrethroid, with different demographic actings, were exposed to the cipermethrin to evaluate possible alterations in the enzymatic activity, in the metabolic rate and in the pattern behavior of this insects. Concentration-mortality bioassay were accomplished to verify the resistance level of the populations to the cipermethrin. The lethal concentration that it causes 10% of mortality of the insects susceptible (CL10), it was used in the treatment of the three populations for accomplishment of the assay. The enzymatic activity was certain for three enzymes of the energy metabolism (lypase, amylase and trehalase) and four enzymes of the digestive metabolism (cellulase, cysteine-proteinase and serine- proteinase (amydolitic and esterolytic). It was also certain the consumption of O2 and the pattern behavior of the exposed insects to the insecticide. The resistant populations had larger amylase activity, lypase and trehalase, reinforcing the hypothesis of the involvement of those enzymes with the mitigation of the costs physiologic associates to the resistance to insecticides in those populations. However, the treatment with insecticide reduced the specific activity of most of the studied enzymes. On the other hand, the consumption of O2 was similar among the populations and among exposed groups and no exposed to the cypermethrin. The insects of the resistant populations walked larger distances and they had larger medium walking speed, what can be reflex of the largest energy readiness in them. The reduction in the observed enzymatic activity can be resulted of the interference of the insecticide in the synthesis and neuropeptides liberation that affect the activity of the enzymes. Finally, the reduction of the activity of those enzymes might have affected the synthesis and liberation of a group of detoxification enzymes and the additional production of energy to mitigate the physiologic stress provoked by the insecticide. / Inseticidas podem afetar a atividade de enzimas do metabolismo digestivo e energético de insetos. Essas enzimas podem contribuir indiretamente no processo de destoxificação disponibilizando energia para manutenção do mecanismo destoxificativo. O efeito do inseticida pode ter reflexo na taxa metabólica e em padrões comportamentais dos insetos. Neste estudo, insetos de uma população susceptível do caruncho do milho, Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae), e duas populações resistentes a inseticidas piretróides, com desempenhos demográficos diferentes, foram expostas à cipermetrina para avaliar possíveis alterações na atividade enzimática, na taxa metabólica e no padrão comportamental de caminhamento dos insetos. Foram realizados bioensaios de concentração-mortalidade para verificar o nível de resistência das populações à cipermetrina. A concentração letal que causa 10% de mortalidade dos insetos susceptíveis (CL10), foi utilizada no tratamento das três populações para realização dos ensaios. A atividade enzimática foi determinada para três enzimas do metabolismo energético (lipase, amilase e trealase) e quatro enzimas do metabolismo digestivo (celulase, cisteíno-protease e serino- protease amidásica e esterásica). Foi também determinado o consumo de O2 e o padrão comportamental dos insetos expostos ao inseticida. As populações resistentes tiveram maior atividade de amilase, lipase e trealase, reforçando a hipótese do envolvimento dessas enzimas com a mitigação dos custos fisiológicos associados à resistência a inseticidas nessas populações. Entretanto, o tratamento com inseticida reduziu a atividade específica da maioria das enzimas estudadas. Por outro lado, o consumo de O2 foi semelhante entre as populações e entre grupos expostos e não expostos à cipermetrina. Os insetos das populações resistentes caminharam maiores distâncias e tiveram maior velocidade média de caminhamento, o que pode ser reflexo da maior disponibilidade energética neles. A redução na atividade enzimática observada pode ser resultado da interferência do inseticida na síntese e liberação de neuropeptídeos que afetam a atividade das enzimas. Por fim, a redução da atividade dessas enzimas pode ter afetado a síntese e liberação de enzimas destoxificativas e a produção adicional de energia para mitigar o estresse fisiológico provocado pelo inseticida.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1012402 bytes, checksum: e93e297eb37b3a24f8504893d77af531 (MD5) Previous issue date: 2007-07-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Protease inhibitors can reduce the digestive efficiency, to delay the development and to diminish the insect proteolytic activity resulting in increase of mortality through deficiency of free amino acids for maintenance of vital functions. The subject of this work were to evaluate if A. gemmatalis larvae feeding in artificial diets containing increasing concentrations of synthetic trypsin inhibitor bisbenzamidine affects negatively the insect performance, reduce the alimentary consumption, the digestibility, the assimilation efficiency of the food ingested and digested, the insect proteolytic activity and protein digestibility. To test these hypotheses were realized bioassays with individualized caterpillars and supplied daily with diets containing 0; 0,00095; 0,0019; 0,0038; 0,0076; 0,0152; 0,0304; 0,0608; 0,0912; 0,125 e 0,25% (w/w) of berenil during the entire larval phase. The digestion indices, the duration of larval phase and life cycle, the accumulated survival and the average of time survival, the pupae and adults weight, the body and wings of the adults moths were determined. Additionally, were evaluated the protein digestibility and the enzymatic activity of midgut extracts of A. gemmatalis exposed to berenil in diet, in the same concentrations above. All parameters assessed of life history were negatively affected with the increase of inhibitors in diet. Were verified an increase in the larval phase and life cycle duration, reduction in the pupae weight and body and wings length. There was reduction in the incorporated biomass and the relative growth rate. Otherwise, there were increases in ingestion, approximated digestion, and relative diet consumption rate and in the ingestion and excretion balance. The diet individual consumption increased until the 0.0076% of berenil, diminished with the increase of inhibitor concentration. The protein digestibility was directly proportional to berenil concentration while the proteolytic, amidolytic and esterolytic activities diminished with the increasing of inhibitor concentration. Therefore, albeit the berenil mixed in increasing concentrations in diet affects negatively in all life history parameters of insect, the caterpillars improve the diet intake. However, even so the total digestibility and the protein digestibility increase in higher inhibitor concentrations, the insect show lower enzymatic activity and, consequently, reduction in the efficiency in assimilation of ingested and digested food, indicating that the insect did not show adaptative mechanisms to prevent the inhibition of tripsina-like enzymes existents in your digestive tract. Thus, the berenil is a promising strategy to new studies with the subject of to synthesis mimicry peptides to apply in the field to control A. gemmatalis caterpillars in the soybean crops. / Inibidores de proteases podem reduzir a eficiência digestiva, retardar o desenvolvimento e diminuir a atividade proteolítica do inseto, resultando em aumento da mortalidade pela deficiência de aminoácidos livres para a manutenção das funções vitais. Este trabalho teve por objetivos avaliar se concentrações crescentes do inibidor sintético de serino- proteases, berenil, presente na dieta de A. gemmatalis afeta negativamente a performance do inseto, reduz o consumo alimentar, a digestibilidade e a eficiência na assimilação do alimento ingerido e digerido, reduz a atividade proteolítica e tríptica do inseto e reduz sua digestibilidade protéica. Para testar essa hipótese foram realizados bioensaios com lagartas individualizadas e alimentadas diariamente em dietas contendo 0; 0,00095; 0,0019; 0,0038; 0,0076; 0,0152; 0,0304; 0,0608; 0,0912; 0,125 e 0,25% (p/p) de berenil durante toda a fase larval. Foram determinados os índices digestórios, a duração do ciclo de vida e da fase larval, a sobrevivência acumulada e o tempo médio de vida, o peso das pupas e dos adultos, o tamanho corporal e das asas das mariposas adultas. Adicionalmente, foram avaliadas a digestibilidade protéica e a atividade enzimática de extratos do intestino médio de A. gemmatalis submetidas ao berenil na dieta, nas concentrações determinadas acima. Todos os parâmetros avaliados da história de vida do inseto foram afetados negativamente com o aumento da concentração do inibidor na dieta. Foi verificado aumento na duração da fase larval e do ciclo de vida, diminuição no peso das pupas, adultos, tamanho dos adultos e comprimento das asas. Houve redução na biomassa incorporada e na taxa relativa de crescimento. Por outro lado, houve aumento na ingestão, digestibilidade aproximada, na taxa de consumo relativa da dieta e no balanço entre ingestão e excreção das fezes. O consumo individual total da dieta aumentou até a concentração de 0,0076% do inibidor na dieta, decrescendo com o aumento da concentração de inibidor. A digestibilidade protéica foi diretamente proporcional à concentração de berenil enquanto as atividades proteolítica, amidásica e esterásica diminuíram com o aumento da concentração do inibidor. Desse modo, embora a presença de berenil em concentrações crescentes na dieta interfira negativamente em todos os parâmetros da história de vida do inseto, as lagartas respondem aumentando a ingestão da dieta. Contudo, mesmo que a digestibilidade total e a digestibilidade protéica aumentem em concentrações maiores de inibidor, o inseto apresenta menor atividade enzimática e, conseqüentemente, baixa eficiência na assimilação do alimento ingerido e digerido, indicando que o inseto não demonstra mecanismos adaptativos para impedir a inibição das enzimas tripsina-like presentes em seu sistema digestivo. Nesse sentido, o berenil surge como estratégia promissora para novos estudos visando a síntese de peptídeos miméticos para aplicação no campo como forma de controle de A. gemmatalis nos cultivos de soja.