Os sistemas de lagoas de estabilização constituem uma tecnologia de tratamento de esgoto atraente para pequenas e médias comunidades, principalmente devido ao baixo custo, simplicidade operacional e boa eficiência de remoção de poluentes orgânicos e patógenos. Entretanto, apresentam elevadas concentrações de algas, cianobactérias e outras bactérias em seus efluentes. Neste trabalho, três coletas foram realizas na lagoa facultativa no município de Cajati - São Paulo - Brasil em 16 de dezembro de 2004, 25 de janeiro e 13 de abril de 2005. A população de cianobactérias foi estimada usando as técnicas de Número Mais Provável (NMP) e isolamento em meio de cultura BG-11 com e sem nitrogênio. O NMP da população de Cajati na lagoa facultativa variou em torno de 2,3 x \'10 POT.2\' a 1,5 x \'10 POT.4\' células/mL. Um total de 10 linhagens, pertencentes a cinco gêneros de cianobactérias (Synechococcus, Merismopedia, Leptolyngbya, Limnothrix e Nostoc), foi isolado e identificado morfologicamente e por análises moleculares. A identificação morfológica das linhagens isoladas foi congruente com análises filogenéticas baseadas nas seqüências do gene RNAr 16S. A amostra ambiental coletada no dia 16 de dezembro de 2004 foi também analisada por meio da construção de uma mini-biblioteca do espaço intergênico (IGS) juntamente com suas regiões flanqueadoras dos genes cpcB e cpcA do operon da ficocianina. Somente três seqüências de cpcBA-IGS de boa qualidade foram obtidas dos 112 clones gerados, as quais apresentaram baixa similaridade com seqüências do GenBank. Testes foram realizados para avaliar microcistinas nas cianobactérias isoladas e nas amostras ambientais usando o método ELISA e a detecção do gene mcyA. Resultados acima de 0,1 µg/L de microcistinas foram obtidos em seis das dez linhagens isoladas e em duas amostras ambientais. Não foram observadas amplificações por PCR do gene mcyA em todas as linhagens e amostras ambientais analisadas. Testes de bioatividade para detectar a presença de substâncias bioativas foram conduzidos usando extratos intra e extracelulares de cianobactérias obtidos com diferentes solventes orgânicos. Alguns extratos mostraram atividades inibitórias contra Salmonella typhimurium, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Staphylococcus pasteuri e Staphylococcus aureus. O DNA genômico dos isolados foi analisado por PCR para seqüências similares ao domínio da cetosintase (KS) do tipo I do gene da policetídeo sintase, obtendo resultado positivo para as linhagens Leptolyngbya CENA 103, Nostoc CENA 105, Nostoc CENA 107, Synechococcus CENA 108, Limnothrix CENA 109, Limnothrix CENA 110, Limnothrix CENA 111 e Leptolyngbya CENA 112. Espectrometria de massa (Q-TOF) dos isolados de cianobactérias revelou espectros de cianopeptídeos putativos. Esses resultados mostraram que as cianobactérias de lagoas facultativas produzem uma variedade de metabólitos secundários bioativos de funções desconhecidas. / Stabilization ponds systems constitute a sewage treatment technology attractive to small and medium communities, mainly due to low cost, operational simplicity and good efficiency of removing organic pollutants and pathogens. However, high concentrations of algae, cyanobacteria and other bacteria are present in their effluent. In this work, three sampling were carried out at the facultative pond from Cajati city - São Paulo - Brazil in December 16, 2004, January 25 and April 13, 2005. The cyanobacterial population was estimated using the Most Probable Number (MPN) and isolation in BG-11 culture medium (with and without nitrogen) techniques. The MPN of the population from Cajati facultative pond varied from 2.3 x \'10 POT.2\' to 1.5 x \'10 POT.4\' cells/mL. A total of 10 strains, belonging to five cyanobacteria genera (Synechococcus, Merismopedia, Leptolyngbya, Limnothrix and Nostoc) was isolated and identified by morphological and molecular analyses. The morphological identification of the strains was congruent with their phylogenetic analyses based on 16S rDNA gene sequences. The environmental sample collected in December 16, 2004 was also analyzed through the construction of a mini-library of the intergenic spacer (IGS) together with its flanking regions of the cpcB and cpcA genes of the phycocyanin operon. Only three cpcBA-IGS sequences with good qualities were obtained from 112 clones, which showed low similarities with sequences from GenBank. Tests were carried out to evaluate microcystins in the cyanobacterial isolates and environmental samples, using ELISA assay and detection of mcyA gene. Results above of 0.1 µg/L of microcystin were obtained in six of the ten isolate strains and in two environmental samples. No PCR amplification of mcyA gene was observed in all strains and environmental samples analyzed. Bioactivity test to detect the presence of bioactive compounds were conducted using intra and extracellular cyanobacterial extracts obtained with different organic solvents. Some extracts showed inhibitory activities against Salmonella typhimurium, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Staphylococcus pasteuri and Staphylococcus aureus. The genomic DNA of isolates was analyzed by PCR for sequence similarities to the ketosynthase (KS) domain of type I polyketide synthase with positive results for Leptolyngbya CENA 103, Nostoc CENA 105, Nostoc CENA 107, Synechococcus CENA 108, Limnothrix CENA 109, Limnothrix CENA 110, Limnothrix CENA 111, and Leptolyngbya CENA 112. Mass spectrometry (Q-TOF) of the cyanobaterial isolates revealed spectra of putative cyanopeptides. These results showed that cyanobacteria of facultative pond produce a variety of bioactive secondary metabolites of unknown functions.

Os reservatórios no Brasil, especialmente no Estado de São Paulo, são importantes ecossistemas que foram construídos nos últimos 40 anos. Alguns destes reservatórios, principalmente os do sistema em cascata do Médio e Baixo rio Tietê, encontram-se em estado eutrófico. Florações de cianobactérias são freqüentemente relacionadas a estas condições eutróficas, o que compromete os usos múltiplos destes reservatórios, implicando em riscos à saúde humana e à biota aquática. Os objetivos deste estudo foram investigar a ocorrência, distribuição e freqüência de florações de cianobactérias nestes reservatórios, assim como quantificar as concentrações das cianotoxinas e a toxicidade destas florações, relacionando-as aos parâmetros físicos e químicos no ambiente que, eventualmente, atuam como indutores da dominância das cianobactérias. Amostras (10 L) com florações de cianobactérias foram coletadas à montante e próximo dos seis reservatórios do Médio e Baixo rio Tietê (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava e Três Irmãos), entre novembro/2002 e outubro/2003. Alíquotas (100 mL) dessas amostras foram coletadas e preservadas (formalina 4 %) para identificação e quantificação em laboratório. O material restante foi congelado e liofilizado para identificação e quantificação de cianotoxinas, e para testes ecotoxicológicos. Variáveis físicas e químicas da água foram tomadas nos locais de amostragem, e amostras complementares de água foram coletadas com bomba de sucção integrando toda a coluna d´água. Nestas amostras, foram efetuadas análises de nutrientes totais e dissolvidos, clorofila-a e composição da comunidade fitoplanctônica. Os testes de toxicidade de diferentes concentrações de extratos de cianobactérias (liofilizados) foram realizados por exposição de neonatos de Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia silvestrii (48h), e por injeções intraperitoniais em camundongos Swiss albino (24h). Os resultados demonstraram que a classe Chlorophyceae obteve a maior riqueza de espécies, enquanto que Cyanophyceae obteve a maior freqüência e densidade de organismos nas amostras analisadas. Cianobactérias tóxicas, principalmente dos gêneros Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis e Planktothrix foram encontradas em todas as amostras coletadas. Cianotoxinas, como microcistinas, foram detectadas na maioria dos reservatórios com valores que variaram de 2,17 a 150 'mü'g/L. Contudo, toxinas paralisantes, como saxitoxinas, foram encontradas em alguns reservatórios, com valores máximos variando de 4,53 a 6,93 'mü'g eq. STX/L. Todas as amostras testadas apresentaram toxicidade, com variações de 'CE IND.50'-48h nos microcrustáceos, de 0,10 a 1,32 mg/mL (p.s.) para Daphnia similis, 0,2 a 1,70 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia dubia e 0,09 a 1,20 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia silvestrii. Com relação aos testes realizados com camundongos Swiss albino, a 'DL IND.50'-24h variou de 48 a 904 mg/kg (p.s.). Embora tenha sido demonstrada a redução gradativa da concentração de nutrientes ao longo do rio, principalmente de fósforo e nitrogênio (total e dissolvido), indicando a capacidade depurativa dos sistemas ao longo da seqüência de reservatórios em cascata, o presente estudo demonstrou que ainda assim há manutenção de condições favoráveis para o desenvolvimento de florescimentos de cianobactérias tóxicas em todos os reservatórios. Os resultados demonstraram que o processo de eutrofização contínua e a presença de florações de cianobactérias tóxicas nos reservatórios podem representar riscos potenciais à biota aquática ou às populações humanas que utilizam essas águas para fins diversos. Esta situação representa um desafio no manejo desse sistema em cascata, segundo as características operacional do sistema, tais como o tempo de residência da água e outros fatores a serem considerados nestas construções / Reservoirs in Brazil, particularly in São Paulo State, are important ecosystems which were built up successively in the last 40 years. Some of these reservoirs, mainly at the Middle and the Low Tietê river cascade system are eutrophic. Frequently cyanobacterial blooms are related to these eutrophic conditions which compromise the multiple use of the reservoir, implicating risk to human health and aquatic biota. This study aims to investigate occurrence, distribution and frequency of cyanobacterial blooms in these reservoirs, just as quantify cyanotoxin concentrations, and toxicity of these blooms, relating with physical and chemical environmental parameters as inductors of the dominant of cyanobacteria. Samples (10 L) of cyanobacterial blooms were collected near to the six reservoirs of the Middle and Low Tietê river (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava and Três Irmãos), between November/2002 and October/2003. Samples of cyanobacterial blooms were taking from each reservoir with plankton net (20 mm). Aliquot (100 mL) of samples were collected and preserved (formalin 4 %) for laboratory identification and quantification. The material remaining were frozen and lyophilized for determination and quantification of cyanotoxins, and for ecotoxicological tests. The water physical and chemical variables were evaluated in situ, as well as complementary water samples were collected with a water-pump integrating all the water column to analysis of total and dissolved nutrients, chlorophyll-a and the composition phytoplankton community. The tests of toxicity of different concentrations of cyanobacterial extracts (lyophilized) were carried out by exposition of neonates of Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, and Ceriodaphnia silvestrii (48h), and intraperitoneal injection in Swiss albino mice (24h). The results demonstrate that the Chlorophyceae class had the higher richness of species, while Cyanophyceae had the higher frequency and density of organisms in analysed samples. Toxic cyanobacteria, mainly of genera Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis and Planktothrix, were found in all samples collected. Cyanotoxins, mainly microcystins, were detected in the majority of reservoirs which values were between 2.17 and 150 'mü'g/L. However, paralytic toxins, such as saxitoxins, were found in some reservoirs, which maximum values ranged from 4.53 to 6.93 'mü'g eq. STX/L. All tested samples were toxic, with range of 'CE IND.50'-48h in the microcrustaceans, from 0.10 - 1.32 mg/mL (d.w.) to Daphnia similis, from 0.2 - 1.70 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia dubia and from 0.09 - 1.20 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia silvestrii. With respect to Swiss albino mice test, 'DL IND.50'-24h varied from 48 - 904 mg/kg (d.w.). Although was demonstrated gradual reduction of nutrients downstream, mainly phosphorus and nitrogen (total and dissolved), indicating the depurative capacity of cascade reservoirs sequence, the present study still has demonstrated the maintenance of favorable conditions to development of to toxic cyanobacterial blooms in all the reservoirs. Results demonstrate that the continuous eutrophication process and toxic cyanobacterial blooms in these reservoirs could represent a potential risk to the aquatic biota and human populations who use these waters for multiple purposes. This situation represents a challenge in the management of cascade system, according to reservoirs operational system, such as water residence time and other factors which should be considered in these constructions

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:19:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alaine de Brito Guerra.pdf: 1787696 bytes, checksum: 6bd0b35ebf464af75d4afd011fb94e39 (MD5) Previous issue date: 2012-05-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Usually, conventional water purification technology with eutrophic waters (high density of cyanobacteria and dissolved toxins) does not guarantee that the water produced is within the maximum allowable concentration of 1.0 µg/L of microcystin (Decree 2914/2011). Additional processes are needed, and the use of activated carbon is considered effective to reduced or eliminate those toxins. The present study aimed to evaluate in a bench-scale the removal of microcystin-LR in water supplies using conventional treatment followed by adsorption with granular activated carbon. The experiment was conducted in two stages. In the first stage coagulation assays were performed with the evaluation of five coagulants (with and without the use of polymers as auxiliaries) in order to select the most appropriate coagulant and its concentration to the water under investigation. The second stage were coagulation / flocculation tests and sedimentation using the conditions defined in the first step with raw water with an addition of a defined concentration of microcystin-LR extract. The extracted was obtained from the culture of a toxigenic strain of Microcystis aeruginosa. The final effluent was decanted in the jar test and stored. Two peristaltic pumps adduced the reserved water to the sand filters; the sand filter effluent was distributed to two columns of granular activated carbon with different particle size (0.42 to 1.40 and 0.60 to 2.36 mm). The results of coagulation assays showed the best results of removal of apparent color, turbidity, phytoplankton and particular true color, which is a strong competitor for the adsorption sites of activated carbon, with the polyaluminum chloride (dosage of 9.92 mg L -1 of Al 3 + and pH between 5 and 6, without the addition of alkalizing or acidifying). The conventional treatment steps were not efficient for microcystin-LR removal while the granular activated carbon from coconut showed high percentages of removal (80 to 100%). Although no statistically significant differences were observed in the removal of MC-LR between the different particle size, the had breakthrough coal to the smaller particle size (CC2) occurred in a shorter contact time (2 hours) which eventually reflected in a lower qe (2.1 µg/g) and a higher rate of use (8.09 gCAG / Lwater) when compared to the smaller particle size (CC1) that showed the best performance both in terms of qe (8.9 µg/g) as the rate use of (1.93 gCAG / Lwater) confirming its use in actual scale, since it ensures an effluent concentration below the Decree 2914/11 for a longer time and using a smaller quantity of coal. / Usualmente, a potabilização de águas eutrofizadas com alta densidade de cianobactérias e toxinas dissolvidas pela tecnologia convencional não garante que a água produzida esteja dentro dos valores máximos permissíveis de 1,0 µg/L de microcistina (Portaria 2914/2011). Processos adicionais são necessários, e o uso de carvão ativado é considerado medida eficaz na solução deste problema. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo principal avaliar em escala de bancada a remoção de microcistina-LR em água para abastecimento, utilizando tratamento convencional seguido de adsorção por carvão ativado granular. O experimento foi realizado em duas etapas. Na primeira, foram realizados ensaios de coagulação com avaliação de cinco coagulantes (com e sem o emprego de polímeros como auxiliares) para o estabelecimento do mais apropriado para a água em estudo. Na segunda etapa, foram realizados ensaios de coagulação/floculação e sedimentação de acordo com as condições definidas na etapa supracitada, utilizando água bruta com adição de uma concentração definida de extrato de microcistina-LR proveniente do cultivo de Microcystis aeruginosa. O efluente final decantado nos jarros do jar test foi armazenado, e em seguida aduzido a filtros de areia cujo efluente se distribuía para duas colunas de carvão ativado granular de diferentes granulometrias (0,42 - 1,40 e 0,60 - 2,36 mm). Os resultados dos ensaios de coagulação mostraram que o cloreto de polialumínio, na dosagem de 9,92 mg.L-1 de Al 3+e pH entre 5 e 6 (sem adição de alcalinizante ou acidificante), apresentou os melhores resultados em termos de remoção da cor aparente, turbidez, fitoplâncton e em especial da cor verdadeira que se apresenta como forte competidora pelos sítios de adsorção do carvão ativado. As etapas que compõem o tratamento convencional se mostraram pouco eficientes na remoção da microcistina-LR, enquanto que o carvão ativado granular de casca de coco apresentou elevados percentuais de remoção (entre 80 a 100%). Apesar de não ter sido observada diferenças estatisticamente significativas na remoção da MC-LR entre as diferentes granulometrias, o transpasse no carvão de maior granulometria (CC2) ocorreu em um menor tempo de contato (2 horas) o que acabou refletindo em um menor qe(2,1 µg/g) e uma maior taxa de uso (8,09gCAG/Lágua) quando comparado ao de menor granulometria (CC1) que apresentou melhor desempenho tanto em relação ao qe(8,9 µg/g) como pela taxa de uso de (1,93gCAG/Lágua) confirmando seu uso em escala real, uma vez que garante um efluente com concentração inferior ao que estabelece a Portaria 2914/11 por mais tempo e utilizando uma menor quantidade de carvão.

Reservatórios são sistemas aquáticos artificiais que reúnem propriedades semelhantes a rios e lagos, ou seja, eles possuem características dinâmicas horizontais de rios e verticais dos lagos. Devido a estas propriedades, muitos fatores são responsáveis pela distribuição e composição do fitoplâncton tais como: estabilidade da coluna de água, tempo de detenção hidráulico, operação da barragem, disponibilidade de nutrientes, RSFA (radiação solar fotossinteticamente ativa), temperatura. Nos últimos anos, devido às ações antrópicas, os reservatórios estão em processo de eutrofização, que contribui para o florescimento de Cianobactérias, que podem trazer problemas em mananciais e comprometer a saúde da população, pois estes organismos podem produzir toxinas extremamente agressivas. Com isso, torna-se importante o estudo da comunidade fitoplanctônica, no Reservatório de Itupararanga, pois ele é utilizado para recreação, irrigação, abastecimento público dos municípios de Votorantim e Sorocaba e geração de energia elétrica. O objetivo principal desta pesquisa é estudar a variabilidade temporal (variação sazonal, diária e nictemeral) e a heterogeniedade espacial (variação hotizontal e diferentes profundidades) e da comunidade fitoplanctônica e avaliar o potencial tóxico de espécies de Cianobactérias predominantes neste reservatório. Para atingir este objetivo foram realizadas coletas em dois pontos (próximo a barragem e na cabeceira), na estação chuvosa (fevereiro 2011) e seca (julho 2011), com amostragem de 4 em 4 horas, em 10 dias consecutivos e em diferentes profundidades da coluna de água. Foi realizada a caracterização da comunidade quanto a sua estrutura (biomassa e diversidade) e a análise de cianotoxinas (microcistina, cilindrospermopsina e saxitoxina) pelo método ELISA. Para relacionar com as variáveis biológicas foram analisadas variáveis hidrometeorológicas e abióticas. Durante o período estudado, o reservatório de Itupararanga pode ser classificado como polimítico, apresentando estratificação térmica no período chuvoso e circulação da coluna de água no período seco. No período estudado não foram observadas variações da estrutura da comunidade fitoplanctônica nas escalas diária e nictemeral, somente foi observada variação sazonal. A média da densidade fitoplanctônica total foi de 41,86x103 ind.mL-1, na estação chuvosa e 39,31x103 ind.mL-1, na seca. Foi observada alternância de dominância de duas esécies fitoplânctônicas, no período chuvoso houve dominância da Chlorophyceae Monoraphidium contortum, e no seco, da Cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii. Ocorreram altas relações entre nutrientes totais (NT:PT) e dissolvidos (NID:PTD), nos dois período estudados, observando-se assim que não houve limitação de nitrogênio. Não foram detectadas a presença de microcistina e cilindrospermopsina e as concentrações de saxitoxina estiveram abaixo do limite permitido pela Portaria MS n°2.914/2011 (3μg.L-1). Portanto, torna-se essencial a realização de um plano de manejo sustentável na bacia hidrográfica do Sorocaba e Médio Tietê, visando o monitoramento de ocorrência de Cianobactérias e cianotoxinas, para garantir a qualidade da água utilizada pela população do entorno do reservatório de Itupararanga. / Reservoirs are artificial aquatic systems which show similar features to lakes and rivers, like the dynamic horizontal characteristics of rivers and the vertical ones of lakes. Due to these properties, there are many factors which are responsible for the distribution and composition of phytoplankton, as there are: stability of the water column, hydraulic retention time, dam operation, availability of nutrients, photosynthetically active solar radiation (PASR), and temperature. As a result of human actions during the past years, the reservoirs are undergoing a process of eutrophication, and therefore contributing to the growth of cyanobacteria, causing problems for wells and thus compromising the health of the population, as these organisms can produce highly aggressive toxins. The study of phytoplankton in the Itupararanga Reservoirs has so become more and more important, as it is a place for recreation, irrigation, public water supply for the counties Votorantim and Sorocaba, and the generation of electricity. The objective of this research is to study the temporal variability (in a seasonal or daily context) and spatial heterogeneity (horizontal axle and diferents deep) in the phytoplankton and to evaluate the potential toxic of predominant cyanobacteria species in this reservoir. In order to reach this aim, a sample collection took place at two sites- one near the dam and the other near the headwaters- during the rainy season (February 2011) and the dry season (July 2011), at a rhythm of every four hours during 10 consecutive days at different depths of the water column. The Phytoplankton community was characterized in relation to its structure (biomass and diversity) and its analysis of cyanotoxins (microcrystin, cylindospermopsin and saxitoxin), using the ELISA method. In order to relate the biological variables, hydrometeorological and abiotic variables have been analyzed. During the studied period, the Itupararanga Reservoir could be classified as polymictic, showing thermal stratification in the rainy season and circulation of the water column in the dry season. Variations in the phytoplankton structure could not be observed on a daily but only a seasonal basis. The average total phytoplankton density was 41,86x103 ind.mL-1 in the rainy season, and in the dry season 39,31x103 ind.mL-1. Two phytoplankton species altered in their dominance, in the rainy season the Chlorophyceae Monoraphidium contortum showed more presence, whereas in the dry season Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii was found in a higher quantity. There was a high relation between the total nutrients (NT:PT) and the dissolved ones (NID:PTD), in both periods, as well as no limitation in the nitrogen level. Microcrystin and cylindrospermposin could not be detected, and the concentrations of saxitoxin were below the limit set by the Brazilian Ministry of Health - MS n°2.914/2011 (3μg.L-1). However, it is essential to achieving a sustainable management plan for the catchment of Sorocaba and Middle Tietê, aimed at monitoring the occurrence of cyanobacteria and cyanotoxins, to ensure the quality of the water used by the population around the Itupararanga Reservoir.

Cyanobacteria is perhaps the phylum that profit the most from the escalating hypereutrophication of continental waters. The resulting cyanobacterial blooms may accumulate a variety of potent toxins. Cylindrospermopsin (CYN) is a cyanotoxin known for inhibiting protein synthesis, and producing oxidative stress as well as DNA damage in eukaryotic cells. Since the toxin\'s molecular mechanisms and targets are still unclear, we purified the cyanotoxin from our lab strains and employed a shotgun proteomics approach to reveal the major changes in HepG2 cells at sublethal doses of CYN (1 µM for 6, 12 and 24h). Metabolically labeled cells were stimulated and lysed after each treatment, their tryptic digests were separated by nano HPLC and analyzed by high-resolution tandem mass spectrometry (HRMS) on data dependent acquisition mode. We scanned an average of 4000 proteins in every sample throughout the three timepoints. Cholesterol biosynthesis and transport was mostly downregulated throughout the timepooints of the experiment. Downregulation of proteins related to ubiquitination (e.g. UBE2L3) and proteolysis pathways (e.g. PSMA2) was observed in the proteomics dataset, and these results were validated by western blot. Transcription, translation and cell cycle processes showed convoluted regulation dynamics involving known cell cycle regulators like PCNA. Downregulation of mitochondrial enzymes, oxidative stress and damage to the mithochondrial inner membrane was early evidenced after a 6 hrs treatment and validated using a JC-1, a mitochondrial membrane potential probe. The resulting dataset gives us a first glimpse of the protein groups affected at the early stage of CYN cell intoxication. / Cianobactéria é o filo que mais se beneficia da crescente hipereutrofização das águas continentais. As florações de cianobactérias resultantes podem acumular potentes toxinas. A Cilindrospermopsina (CYN) é uma cianotoxina conhecida por inibir a síntese protéica e produzir estresse oxidativo, além de danos ao DNA em células eucarióticas. Os mecanismos moleculares e alvos de toxicidade aguda desta toxina ainda não são claros. Por esse motivo adoptamos uma abordagem de proteômica quantitativa baseada em descoberta para revelar as principais alterações nas células HepG2 em doses subletais de CYN (1 µM para 6, 12 e 24h). As proteinas dos hepatócitos foram marcadas metabolicamente, foram estimuladas com a toxina e os digestos trípticos foram analisados por espectrometria de massa em tandem de alta resolução (HRMS) no modo de aquisição dependente de dados. Escaneamos uma média de 4000 proteínas ao longo dos intervalos de tempo. A biosintese e transporte do colesterol foi inibida durante a maior parte do tratamento com a toxina. Proteínas e enzimas relacionadas com o processo de ubiquitinação (ex. UBE2L3) e proteólise (ex. PSMA2) foram inibidas, e alterações nas proteínas envolvidas nesses processos foram validadas por meio de Western Blot. Os processos de transcrição, tradução e ciclo celular mostraram uma dinâmica de regulação complexa, envolvendo reguladores e disruptores do ciclo celular como por exemplo PCNA. Danos à membrana mitocondrial e evidência de estresse oxidativo foram detectados após 6 horas de tratamento, e essas mudanças no proteoma foram validados por meio do corante JC-1 (test que detecta mudanças no potencial da membrana mitocondrial). O banco de dados resultante nos dá um primeiro vislumbre das proteinas afetados no estágio inicial da intoxicação celular pela CYN.

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.

A oferta de água vem se tornando cada vez mais diminuta à medida que a população, a indústria e a agricultura se expandem. A contaminação dos mananciais gerada pelo descarte de efluentes domésticos e industriais leva a eutrofização, processo pela qual grande aporte de nutrientes, particularmente fosfatos, leva ao crescimento excessivo de algas. As cianobactérias são microrganismos procariontes, que vivem nos ambientes mais adversos. A floração dessas algas quando presente em mananciais destinados ao consumo humano gera sérios problemas à saúde humana, pois algumas dessas algas podem gerar toxinas, conhecidas como hepatotoxinas, neurotoxinas e dermatotoxinas, de acordo com sua ação farmacológica. Dentre as hepatotoxinas encontramos a microcistina, um heptapeptídeo cíclico que pode levar à morte em horas ou dias. O objetivo desse estudo foi viabilizar a técnica HPLC, já proposta por outros autores, para quantificar microcistinas-LR em reservatórios de água, em escala empresarial para ser implementada em laboratórios de análise de águas. Para o desenvolvimento da técnica, foram utilizadas amostras de uma lagoa com floração de Microcystis. Para determinar a eficiência da técnica cromatográfica, foram realizados estudos com outro método, através do kit ELISA. Nessa etapa do trabalho, verificou-se que a técnica HPLC é mais sensível e viável para a quantificação das microcistinas. Nos experimentos realizados com a cromatografia líquida, observou-se que a coluna C-18 LiChrosorb (25 cm) 7 Sm utilizada no método, e o solvente metanol apresentaram grande influência nos resultados. À medida que os experimentos foram executados, verificou-se o decréscimo da sensibilidade da coluna. Os resultados foram satisfatórios apenas após a limpeza realizada na coluna, onde os padrões apresentaram uma curva de correlação igual a 0,92. Este fato leva a concluir que as colunas precisam ser renovadas para análises mais sensíveis, como no caso das microcistinas. As amostras extraídas com metanol apresentaram resultados relevantes, isto é, quanto maior a concentração de metanol utilizado na extração, maior a concentração de microcistina-LR obtida nos resultados, concluindo o metanol ser o solvente apropriado para a extração. Por fim, conclui-se que o método desenvolvido é viável, apresentando algumas dificuldades para sua implantação em escala empresarial. / The water supply has been decreasing more and more as the population, industry and agriculture expand. The contamination of the water sources generated by the domestic and industrial effluents discharges leads to the eutrophization, process where the large presence of nutrients, particularly phosphates, causes excessive increase of algae. The cyanobacteria are procaryote microorganisms which live in the most diverse environments. The florescence of the algae when present in sources directed to human consumption generates serious problems to the human health, for some of them may produce toxins known as hepatotoxins, neurotoxins and dermotoxins, according to their pharmacological action. Among the hepatotoxins, the microcystin, a cyclic heptapeptide that can lead to death in hours or days, is found. The objective of this study was to make feasible the use of the HPLC technique, already proposed by other authors, to quantify microcystins-LR in water reservoirs, in enterprise scale to be implemented in water analysis laboratories. In order to develop the technique, samples of water from a pond with Microcystis florescence were utilized. To evaluate the efficiency of the chromatographic technique, studies were performed with another method, through the ELISA kit. In this phase of the work, it was verified that the HPLC technique is the most sensible and viable for the quantification of the microcystins. It was observed, in the experiments performed with the liquid chromatography, that the column C-18 LiChrosorb (25 cm) 7 Sm utilized in the method and the methanol solvent presented great influence in the results. As the experiments were realized, the decrease of the sensibility of the column was verified. The results were satisfactory only after the column being cleaned, when the patterns presented a curve of correlation equal to 0.92. This fact leads to the conclusion that the columns need to be renewed for more sensible analysis, like in the case of the microcystins. The samples extracted with methanol presented relevant results, that is, the greater the concentration of the methanol utilized, the higher the concentration of microcystin-LR obtained in the results, leading to the conclusion that methanol was the solvent adequate to the extraction. Finally, it was concluded that the method developed is feasible, presenting some difficulties concerning its implantation in enterprise scale.

As cianobactérias produzem substâncias tóxicas que são conhecidas como cianotoxinas. Inúmeros casos de intoxicações em humanos e animais têm sido reportados nos mais diversos países. Várias cianobactérias tóxicas são planctônicas e desenvolvem-se em ambientes de água doce formando florações intensas sob condições favoráveis. Florações de cianobactérias têm sido observadas durante todo o ano no reservatório Salto Grande (Americana, SP) que possui intenso uso recreacional, além de servir para abastecimento público de água, pesca e irrigação de culturas. Portanto, avaliar a comunidade de cianobactérias e identificar a presença de genes de cianotoxinas, bem como detectar a produção de toxinas em florações do reservatório de Salto Grande é de fundamental importância para os órgãos de saúde pública para permitir a utilização segura desses corpos d\'água. Neste estudo, três amostras de água com florações de cianobactérias foram analisadas, as quais foram coletadas em diferentes períodos, em dois locais com intenso uso recreacional. As investigações sob microscópio óptico das amostras preservadas com solução de lugol identificaram quinze gêneros cianobacterianos, sendo dois deles até então desconhecidos para o local (Plantothrix e Komvophorum). As contagens de células usando a técnica de Utermöl realizadas para duas das amostras de água mostraram valores que excedem os recomendados pela Portaria Nº 2914 do Ministério da Saúde, a qual estabelece análises e coletas semanais da água acima de 20.000 células/mL. O potencial genético para produção das toxinas cilindrospermopsina, saxitoxina e microcistina foi avaliado a partir da extração do DNA genômico total das amostras ambientais e observou-se amplificação por PCR dos genes cyrJ, sxtA, sxtI, mcyE e mcyG. Os produtos da PCR foram sequenciados e as análises filogenéticas das sequências de aminoácidos mostraram que elas se agruparam com sequências homólogas de cianobactérias conhecidas como produtoras das respectivas toxinas. No entanto, as análises químicas de LC-MS/MS das amostras ambientais buscando as três referidas toxinas detectaram a presença somente de microcistina. As variantes de microcistinas encontradas foram as MC-LR e MC-RR. Os resultados deste estudo contribuem para o aumento de informações sobre o reservatório Salto Grande, e mais uma vez alertam para a preocupante situação deste reservatório em relação à saúde pública. / Cyanobacteria produce toxic substances which are known as cyanotoxins. Numerous cases of poisoning in humans and animals have been reported in several countries. Several toxic cyanobacteria are planktonic and develop in freshwater environments forming intense blooms under favorable conditions. Cyanobacterial blooms have been observed throughout the year in the Salto Grande reservoir (Americana, SP) that has intense recreational use, besides serves to public water supply, fisheries and crop irrigation. Therefore, evaluate cyanobacterial community and identify the presence of cyanotoxin genes as well as assess the production of toxins in blooms from the Salto Grande reservoir is of fundamental importance to public health agencies to allow safe uses of these water bodies. In this study, three water samples with cyanobacterial bloom were analyzed, which were collected at different periods, in two locations with intense recreational use. Investigations under optical microscope of the samples preserved with Lugol\'s iodine solution identified fifteen cyanobacterial genera, being two of them hitherto unknown to the location (Plantothrix and Komvophorum). Cell counts using the Utermöl technique performed for two water samples showed values exceeding those recommended by the Regulation Nº 2.914 of the Brazilian Ministry of Health, which establish weekly analyzes and sampling of water above 20,000 cells/mL. The genetic potential for production of the toxins cylindrospermopsin, saxitoxin and microcystin was evaluated using total genomic DNA from the environment samples and it was observed PCR amplification of the genes cyrJ, sxtA, sxtI, mcyE and mcyG. The PCR products were sequenced and phylogenetic analyses of amino acid sequences showed that they grouped with homologous sequences of known cyanobacterial producers of the respective toxins. However, the chemical analyzes of LC-MS/MS of the environmental samples searching for the three referred toxins detected only the presence of microcystin. The microcystin variants found were MC-LR and MC-RR. The results of this study contribute to the increase of information on the Salto Grande reservoir, and once again warming to the alarming situation of this reservoir related to public health.

As cianobactérias pertencem a um grupo de organismos que surgiram no planeta há cerca de 3,5 bilhões de anos. Durante 270 milhões de anos elas dominaram, em um período que ficou conhecido como o Período das Cyanophyceae (Pré-Cambriano). Águas eutrofizadas oferecem os requisitos para haver floração aumentando as chances estatísticas de aparecimento de cianobactérias, inclusive as tóxicas. Há alteração substancial das características das comunidades e do ecossistema e, por seu potencial tóxico, esses organismos causam conseqüências danosas à integridade ambiental e à saúde pública. Essas florações são resultado da interação de fatores físicos, químicos e bióticos, evidenciados por crescimento explosivo - florações - de poucas espécies, freqüentemente as menos exigentes a gás carbônico. Entre as cianobactérias formadoras de florações destacam-se os gêneros: Aphanizomenon sp., Oscillatoria sp., Anabaena sp., Microcystis sp., Gloeotrichia sp., Cylindrospermospsis sp. e Nodularia sp. Entre as cianobactérias produtoras de toxinas destacam-se as espécies: Anabaena flos-aquae, Microcysits aeruginosa, Aphanizomenon flos-aquae, Oscillatoria agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii e Nodularia spumigena. O problema para a saúde pública e ambiental relaciona-se à liberação das toxinas que sempre ocorre após a lise celular, devido ao uso de algicidas, ao estresse celular ou à senescência. As cianotoxinas - neurotoxinas, hepatotoxinas, endotoxinas (lipopolissacarídeos) - não causam os mesmos efeitos nos diferentes organismos que as ingerem. Para análises quantitativas e qualitativas das amostras fitoplanctônicas são necessárias rotinas laboratoriais, que têm início desde a coleta, estocagem, sedimentação e identificação das espécies ao microscópio. Em câmaras de sedimentação apropriadas é possível contar e identificar os organismos em questão. O volume celular é estimado por meio de formas geométricas, correspondentes às dimensões celulares dos organismos. O carbono orgânico e os pigmentos fotossintetizantes, principalmente a clorofila a, fornecem indicação da biomassa fitoplanctônica. A extração desta pode ser feita utilizando-se acetona, etanol ou metanol. Os métodos mais usados para determinação da concentração de clorofila a são: fluorimetria, espectrofotômetria e HPLC, este último o método mais preciso. No Brasil têm sido registradas ocorrências de florações de cianobactérias e a preocupação tem aumentado significamente após o caso de Caruaru (PE). Como é difícil prever as florações de cianobactérias potencialmente tóxicas, alguns métodos laboratoriais, como bioensaios, HPLC, CG, ELISA, Inibição de Fosfatase e Inibição de Acetilcolinesterase têm sido de grande ajuda na determinação das cianotoxinas, o que possibilita que as empresas abastecedoras de água tomem as providências cabíveis, quanto ao abastecimento da população e cumprimento da Portaria 518, de 24 de março de 2004. No entanto a Portaria nº 518 do Ministério da Saúde mostra-se ineficaz pela falta de artigos sobre o gerenciamento dos corpos hídricos eutrofizados, que mostram alterações em suas características e que podem ser associados a problemas de saúde pública, e também pela falta de penalidades e outras sanções (exemplo: fiscalização) que auxiliem no cumprimento da legislação. Devido a isso, procedimentos e profissionais devem ser encontrados e treinados para o entendimento de como, onde e por que, as florações acontecem. / Cyanobacteria are part of a group of organisms that have had a long evolutionary history extending to at least 3,5 billion years ago. During 270 million years they had been dominant, in a period that was known as the \"Age of Cyanophyceae\" (Early Cambrian Period or Proterozoic Era). Eutrophic waters offer the requirements for the blooms increasing statistically the chances of cyanobacteria emergence, including the toxic ones. There is substantial disturbance of characteristics of the communities and ecosystem and, because of their toxic potential, those organisms cause harmful consequences to the environmental integrity and public health. Those blooms are a result of an interaction of physical, chemical and biotic factors, evidenced by the proliferation of few species, frequently the least demanding ones to carbonic gas. Globally among the most frequently found freshwater cyanobacteria forming water-blooms it must be emphasized the following strains: Aphanizomenon sp., Oscillatoria sp., Anabaena sp., Microcystis sp., Gloeotrichia sp., Cylindrospermospsis sp. and Nodularia sp. Among the cyanobacteria producing toxins it must be emphasized the following species: Anabaena flos-aquae, Microcysits aeruginosa, Aphanizomenon flos-aquae, Oscillatoria agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii and Nodularia spumigena. Environmental and public health problems are largely associated with the release of toxins occurring after cellular lisys, caused by the use of algicides, cell stress or senescence. Cyanotoxins - neurotoxins, hepatotoxins, endotoxins (lipopolysaccharides) - cause distinct effects in the different organisms ingesting them. For quantitative and qualitative analyses of phytoplanktonic samples they are necessary laboratory routines as collection, stocking, sedimentation and identification of the species performed by microscopic examination. It is possible to count and identify such organisms in appropriate sedimentation chambers. Cell volumes are calculated for each species from formulae for solid geometric shapes that most closely match the cell shape based on cell dimensions. Organic carbon and photosynthetic pigments primarily chlorophyll-a are used to estimate the biomass of the phytoplankton. Chlorophyll-a extraction can be made by using acetone, ethanol or methanol. The major methods used for determination of chlorophyll-a concentrations are fluorometry, spectrophotometry and HPLC. In particular, HPLC has been considered the most accurate analytical method. Occurrences of cyanobacteria blooms in Brazil have been recorded, and a concern has becoming increasingly significant after the Caruaru (PE) episode. It is difficult to foresee the potentially toxic cyanobacteria blooms, so some laboratory methods as Bioassays, HPLC, CG, ELISA, Inhibition of Phosphatase and Inhibition of Acetylcholinesterase have been of great help in the determination of the cyanotoxins, what permits that the health authorities take reasonable providences related to drinking water supplies and fulfill the Guideline 518, of March 24, 2004. Nevertheless, national legislation becomes inefficient by the lack of ordinances about the management of eutrophic water bodies, which may notably alter the characteristics of aquatic ecosystems and cause public health problems. Penalties and other sanctions to assist in enforcement of the legislation are also needed. Procedures must be taken and operators must be trained in order to clarify how, where and why blooms happen.

A espécie de cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii vem se destacando na literatura atual devido à sua presença e dominância em lagos e reservatórios em diversas regiões do planeta e a principal preocupação deste cenário é por ela ser potencialmente tóxica. Estudos revelaram que o crescimento e a síntese de toxinas em espécies de microrganismos fitoplanctônicos estão atrelados à limitação ou excesso de micronutrientes, porém, ainda são desconhecidos os efeitos desta variação na produção de saxitoxina (STX) por C. raciborskii. Para contribuir com o esclarecimento desta questão, investigou-se o efeito de diferentes concentrações dos micronutrientes Fe, Zn, Cu, Mn, Co e B no crescimento e na produção de STX de uma linhagem de C. raciborskii. Em salas climatizadas, culturas desta linhagem foram expostas durante 20 dias a 5 concentrações de cada micronutriente, com alteração do meio de cultura ASM-1. As respostas fisiológicas de C. racibosrkii a estas modificações foram verificadas através da velocidade máxima de crescimento (μmáx), rendimento do biovolume, tempo de duplicação (Td), concentração de clorofila a, assimilação de nitrato e ortofosfato e síntese de STX total (intra e extracelular). As maiores concentrações de STX por biovolume (STX/biovolume) foram obtidas nos tratamentos com baixa concentração de Fe (0,4 μM) e elevada concentração de Cu (0,8 μM). Nos micronutrientes Zn, Co e B, houve uma tendência de redução da síntese de STX nas maiores concentrações destes metais. Enquanto as concentrações extremas de Fe e Mn inibiram o crescimento (Fe: 0,4 e 400 μM e Mn: 0,7 e 600 μM), as concentrações centrais favoreceram (Fe: 4 a 60 μM e Mn: 7 a 200 μM). Elevada concentração de Cu (0,8 μM) causou aumento de 2,6 vezes (160%) do volume celular e redução na síntese de clorofila a, sem alterações significativas em μmáx e rendimento. O aumento da concentração dos micronutrientes Fe, Zn, Mn e B no meio de cultura causaram maior assimilação de ortofosfato por biovolume (P/biovolume). Estes principais resultados demonstraram que os micronutrientes afetam a síntese de STX e o crescimento de C. raciborskii, podendo ser associados aos diversos mecanismos de captura e detoxificação de metais que as cianobactérias possuem. Embora as extrapolações dos resultados laboratoriais para o ambiente devam ser realizadas com prudência, estudos relacionados à ecofisiologia de cianobactérias como este, são fundamentais para análise criteriosa de cada variável podendo ser utilizado como ferramenta de diagnóstico e prevenção de florações tóxicas. / Cylindrospermopsis raciborskii has been highlighted in several researches due to the dominance in many lakes and reservoirs around the world, the main concern about it due to the ability to produce toxins. Studies have revealed that growth and toxins production in phytoplankton species are linked to micronutrients limitation or excess. Nevertheless, micronutrient variation effects on saxitoxin (STX) production by C. raciborskii are still unknown. To contribute to clarify this issue, we investigated the effect of different micronutrients concentration, such as Fe, Zn, Cu, Mn, Co and B, on the growth and saxitoxin production of C. raciborskii strain. In climatized growth room, the cultures of C. raciborskii strain were exposed to 5 different concentration of each micronutrient, present in ASM-1 medium, during 20 days. The C. racibosrkii physiological responses was detected through maximum growth rate (μmáx), biovolume yield, doubling time (Td), chlorophyll-a, nitrate and orthophosphate assimilation and the total STX production (intra and extracellular). The higher concentrations of STX per biovolume (STX/biovolume) were observed in treatments with low Fe concentration (0.4 μM) and high Cu concentrations (0.8 μM). Higher concentrations of Zn, Co and B lead to low STX production. While the Fe and Mn extreme concentrations inhibited the growth (Fe: 0.4 and 400 μM and Mn: 0.7 to 600 μM), the central concentrations favored (Fe: 4 to 60 μM, and Mn: 7-200 μM). A high Cu concentration (0,8 μM) leads to 2,6 fold increase (160%) in cellular volume and decrease the chlorophyll-a content, however máx and biovolume yield did not change. Increasing the Fe, Zn, Mn and B concentration in the culture caused higher assimilation of orthophosphate per biovolume (P/biovolume). These results indicated that micronutrients affected C. raciborskii growth and STX production, and may be associated with the diverse cyanobacterial mechanisms of metals capture and detoxification. Cyanobacteria ecophysiology studies, as this research, are fundamental to careful analysis of each variable, which could be used as diagnostic and a tool to prevention of toxic blooms.