abstract: Neurotoxicology has historically focused on substances that directly damage nervous tissue. Behavioral assays that test sensory, cognitive, or motor function are used to identify neurotoxins. But, the outcomes of behavioral assays may also be influenced by the physiological status of non-neural organs. Therefore, toxin induced damage to non- neural organs may contribute to behavioral modifications. Heavy metals and metalloids are persistent environmental pollutants and induce neurological deficits in multiple organisms. However, in the honey bee, an important insect pollinator, little is known about the sublethal effects of heavy metal and metalloid toxicity though they are exposed to these toxins chronically in some environments. In this thesis I investigate the sublethal effects of copper, cadmium, lead, and selenium on honey bee behavior and identify potential mechanisms mediating the behavioral modifications. I explore the honey bees’ ability to detect these toxins, their sensory perception of sucrose following toxin exposure, and the effects of toxin ingestion on performance during learning and memory tasks. The effects depend on the specific metal. Honey bees detect and reject copper containing solutions, but readily consume those contaminated with cadmium and lead. And, exposure to lead may alter the sensory perception of sucrose. I also demonstrate that acute selenium exposure impairs learning and long-term memory formation or recall. Localizing selenium accumulation following chronic exposure reveals that damage to non-neural organs and peripheral sensory structures is more likely than direct neurotoxicity. Probable mechanisms include gut microbiome alterations, gut lining damage, immune system activation, impaired protein function, or aberrant DNA methylation. In the case of DNA methylation, I demonstrate that inhibiting DNA methylation dynamics can impair long-term memory formation, while the nurse-to- forager transition is not altered. These experiments could serve as the bases for and reference groups of studies testing the effects of metal or metalloid toxicity on DNA methylation. Each potential mechanism provides an avenue for investigating how neural function is influenced by the physiological status of non-neural organs. And from an ecological perspective, my results highlight the need for environmental policy to consider sublethal effects in determining safe environmental toxin loads for honey bees and other insect pollinators. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Neuroscience 2016

Population growth, human technological development and intensification of human activities on the environment, has generated considerable volumes of industrial, agricultural and urban waste, which when applied to the soil can contaminate it with heavy metals, including zinc (Zn). To the be present in high concentrations in the soil this element is phytotoxic to most crops, disabling growing areas, becoming a risk to human health and the environment. Zn contaminated areas need to be recovered. To this end, this study aimed to evaluate the growing of E. grandis, C. citriodora, E. saligna and E. dunnii, and the effect of isolated ectomycorrhizal association with the development of eucalyptus on soil contaminated by Zn. To do this, set up an experiment to evaluate the growth of seedlings of E. grandis, C. citriodora, E. saligna and E. dunnii in soil contaminated by zinc. In another experiment sequence was conducted to assess the effect of ectomycorrhizal isolates of Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116), Pisolithus tinctorius (UFSC-132) and isolated UFSC-121 in seedling development of E. grandis, C. citriodora, E. saligna and E. dunnii. Finally, we assessed the development of seedlings of C. citriodora and the effect of inoculation with Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116) in soil contaminated with Zn. C. citriodora has greater plant height, main root length, root volume, dry mass of cauline aste, leaf dry weight, root dry mass and total dry mass than E. grandis, E. saligna and E. dunnii in soil contaminated with 980 mg kg-1 Zn. C. citriodora, was the fastest-growing species in the soil with 79% clay contaminated by the addition of 980 mg kg-1 Zn. While E. dunnii had development of vegetative parts significantly reduced at this dose. Inoculation of isolated Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116) in eucalyptus species yielded the highest percentage of colonized roots in C. citriodora. The percentage of ectomycorrhizal colonization of Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116) in C. citriodora was stimulated by the addition to 1,412.21 mg kg-1 Zn in solo. The addition of 1,500 mg kg-1 Zn in soil with 81% clay does not affect the development of C. citriodora. / O crescimento populacional, desenvolvimento tecnológico humano, e a intensificação das atividades antrópicas no meio ambiente, tem gerado volumes consideráveis de resíduos industriais, agrícolas e urbanos, que ao serem aplicados no solo, podem contaminá-lo com metais pesados, dentre eles o zinco (Zn). Ao estar presente em altos teores no solo este elemento é fitotóxico para a maioria das culturas agrícolas, inutilizando áreas de cultivo, tornando-se um risco a saúde humana e ao meio ambiente. Áreas contaminadas por Zn necessitam ser recuperadas. Neste intuito, este trabalho teve o objetivo de avaliar o crescimento de E. grandis, C. citriodora, E. saligna e E. dunnii, e o efeito da associação com isolados ectomicorrízicos no crescimento de eucalipto em solo contaminado por Zn. Para tal, estabeleceu-se um experimento para avaliar o crescimento de mudas de E. grandis, C. citriodora, E. saligna, e E. dunnii em solo contaminado por Zn. Em sequência foi conduzido outro experimento para avaliar o efeito dos isolados ectomicorrízicos de Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116), Pisolithus tinctorius (UFSC-132) e o isolado UFSC-121 no desenvolvimento das mudas de E. grandis, C. citriodora, E. saligna e E. dunnii. E por fim, avaliou-se o crescimento de mudas de C. citriodora e o efeito da inoculação com Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116) em solo contaminado com Zn. C. citriodora apresentou maior altura de planta, comprimento da raiz principal, volume radicular, massa seca da aste caulinar, massa seca das folhas, massa seca das raízes e massa seca total que o E. grandis, E. saligna e E. dunnii em solo contaminado com 980 mg kg-1 de Zn. C. citriodora foi a espécie com maior crescimento no solo com 79% de argila contaminado pela adição de 980 mg kg-1 de Zn. Enquanto o E. dunnii teve desenvolvimento de suas partes vegetativas reduzido significativamente nesta dose. A inoculação do isolado Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116) nas espécies de eucalipto proporcionou o maior percentual de raízes colonizadas no C. citriodora. O percentual de colonização ectomicorrízica de Pisolithus microcarpus (UFSCPt116) em C. citriodora foi estimulado pelo acréscimo de até 1.412,21mg kg-1 de Zn no solo. A adição de 1.500 mg kg-1 de Zn no solo com 81% de argila não afeta o desenvolvimento do C. citriodora.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-25Bitstream added on 2014-06-13T20:10:47Z : No. of bitstreams: 1 nalon_l_me_jabo.pdf: 969531 bytes, checksum: 5b27f8f12e3c192aafcce963c8297d6f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho teve como objetivo avaliar espécies de eucalipto como plantas com potencial para fitorremediação. De um levantamento de áreas contaminadas por chumbo, destacou-se o caso ocorrido ao redor do Centro de Reciclagem de Baterias, atualmente desativado, cujas reportagens relatavam o elevado teor de chumbo encontrado no sangue da população e de animais domésticos. Esta área foi inicialmente dividida em 5 subáreas georeferenciadas, e em cada subárea, com exceção da primeira que compreende a indústria propriamente dita, recolheu-se amostras de solo e plantas. Nas amostras de solo foram determinados os teores de chumbo, pelo extrator ácido nítrico + peróxido de hidrogênio, e chumbo extraível pelo extrator Mehlich 1 e extrator Mehlich 3. Nas amostras de planta realizou-se a determinação da concentração de chumbo, pelo extrator nitríco-perclórico. Em uma segunda etapa, a arbórea Eucalyptus saligna, identificada visualmente na área contaminada, escolhida pela sua concentração de chumbo na folha (300 mg kg-1), juntamente com outras duas, Eucalyptus grandis e Corymbia citriodora cultivadas em condições controladas (casa de vegetação), utilizando como substrato dois solos obtidos na área contaminada, sendo um obtido em uma subárea que apresentou menor concentração de chumbo (489 mg kg-1) e outro na que apresentou maior concentração (2.416 mg kg-1). Durante o experimento as plantas foram analisadas quanto ao crescimento em altura e diâmetro do caule. Foram realizadas na massa seca vegetal as concentrações de macro e micronutrientes, além da concentração de chumbo. A espécie C. citriodora não apresentou desenvolvimento satisfatório, em relação às outras duas. A concentração de chumbo foi maior nas raízes das plantas avaliadas. Destacaram-se como potencialmente plantas fitorremediadoras de um solo contaminado por chumbo o E. grandis e E. saligna. / The present work aimed to assess species of eucalyptus as potential plants for phytoremediation. From a survey developed in areas contaminated by lead, the case herein took place around the Batteries Recycling Center, it was singled and chosen to study, and the lead concentration found out in the blood of population and of domestic animals gave rise to outstanding reports both in the spoken and written means of communication. This area was, in its very beginning, divided into five georeferrenced districts, and in each one, the due exception given to first one that involves the factory facilities of the very same Center, samples of the soil and plants samples were collected. For the soil samples were figured the contents of the lead via the nitric acid + hydrogen peroxide extractor, and extractable lead by the extractor Mehlich 1 and extractor Mehlich 3. In the plant samples, it was carried out the determination of the lead concentration, by the nitric percloric extractor. At a second stage, the arboreal Eucalyptus saligna, identified visually in the contaminated area, selected by its lead concentration in the leaf (300 mg kg-1), together with other species, the Eucalyptus grandis and Corymbia citriodora grown under controlled situations (greenhouse), using as substrates two soils drawn out from the contaminated area, being one obtained in a district that presented lead lesser concentrations of lead (489 mg kg-1) and another in which a major concentration was found out (2.416 mg kg-1). During the experiment the plants were duly analyzed as to their growth both in height and diameter of stalks. It was also carried out on the dry vegetal matter, the concentration of macro and micronutrientes, besides the lead concentration. The species C. citriodora didn’t show enough development regarding the other two species. The lead concentration was higher in the roots of the assessed plants ...(Complete abstract, click electronic access below)

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-05T14:23:20Z No. of bitstreams: 1 DissLGGC.pdf: 1458194 bytes, checksum: 9a831e5e428caa60910456d73cc89db8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T16:07:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLGGC.pdf: 1458194 bytes, checksum: 9a831e5e428caa60910456d73cc89db8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T16:07:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLGGC.pdf: 1458194 bytes, checksum: 9a831e5e428caa60910456d73cc89db8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T16:07:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLGGC.pdf: 1458194 bytes, checksum: 9a831e5e428caa60910456d73cc89db8 (MD5) Previous issue date: 2016-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The neglected diseases are a group of diseases with a higher incidence in poor regions and tropical or subtropical climate. The leishmanioses are listed in this group of diseases, which may present themselves in two ways: tegumentary leishmaniasis or Visceral Leishmaniasis (VL). The VL in the new world has as the etiology Leishmania chagasi, which is transmitted by the bite of the sandfly, especially Lutzomya longipalpis. There are some medications used for the treatment of VL, however, still there are recurrence rates and high mortality. In addition to the severe side effects related to these therapies, as Nephrotoxicity, hepatotoxicity and cardiotoxicity. Not long ago it was developed the amphotericin B encapsulated the Liposomes, associated with mild side effects, however still with an onerous cost, being hard to use in regions devoid of resources. In this work we aim to evaluate the activity of 15 compounds with Schiff bases complexed or not the metals (copper, nickel, zinc and iron), to inhibit promastigotes of Leishmania chagasi in vitro, as well as the cytotoxicity of these front of macrophages and fibroblasts in vitro. For tests with the promastigotas 24 hour incubation was carried out to evaluate the feasibility of resazurin method was used. To evaluate the cytotoxicity of compounds was incubated for 24 or 48 hours, using the colorimetric method with MTT. Of the 15 compounds evaluated, 11 showed good activity in inhibiting the promastigotas in the concentrations tested, the cytotoxicity performed with these 11 compounds. Copper complexes (D1, D2, D3) presented best activities when compared with their respective free ligands. However, they also showed cytotoxicity. The compounds complexed with iron (C1 and C3) also showed activity against the promastigotes, showing no or low cytotoxicity front cells, except the C1 that presented certain toxicity front of macrophages. The Methoxy group was what showed best activity when compared to the other free ligands. Generally the free ligands, without metals, were the ones who presented lower cytotoxicity. / As Doenças Negligenciadas são um grupo de doenças com maior incidência em regiões pobres e de clima tropical ou subtropical, para quais existem pouco investimento das indústrias farmacêuticas na busca por novos fármacos. As Leishmanioses estão listadas nesse grupo de doenças, podendo se apresentar de duas formas: Leishmaniose Tegumentar ou Leishmaniose Visceral (LV). A LV no novo mundo tem como etiologia a Leishmania chagasi, sendo esta transmitida pela picada do Flebotomíneo, principalmente a Lutzomya longipalpis, no Brasil. Alguns medicamentos são utilizados para o tratamento da LV. Contudo, ainda há taxas de recidiva e de letalidade altas. Além disso, apresentam efeitos colaterais severos relacionados a essas terapias, como nefrotoxicidade, hepatotoxicidade e cardiotoxicidade. Dessa forma, nesse trabalho tivemos como objetivo avaliar a atividade de 15 compostos de bases de Schiff complexados ou não a metais (cobre, níquel, zinco e ferro) em inibir promastigotas de Leishmania chagasi in vitro. E ainda, determinar a citotoxicidade destes compostos em macrófagos e fibroblastos, in vitro. Para os ensaios com as promastigotas foi realizado incubação de 24 horas e para avaliação da viabilidade foi utilizado o método da resazurina. Para avaliação da citotoxicidade dos compostos contra macrófagos e fibroblastos, a incubação foi durante 24 ou 48 horas, utilizando o método colorimétrico MTT. Nossos resultados demonstraram que dos 15 compostos avaliados, 11 apresentaram boa atividade em inibir as promastigotas nas concentrações testadas, sendo a citotoxicidade realizadas apenas com estes 11 compostos. Os complexos com cobre (D1, D2, D3) apresentaram melhores atividades quando comparados com seus respectivos ligantes livres. Todavia, estes também apresentaram citotoxicidade contra células avaliadas. Entretanto, os compostos complexados com ferro (C1 e C3) também apresentaram atividade contra as promastigotas, no entanto, apresentaram baixa citotoxicidade frente as células, exceto o C1 que apresentou toxicidade discreta frente a macrófagos. O grupo methoxy foi o que apresentou melhor atividade quando comparado com os outros ligantes livres. Assim, nossos dados sugerem que esses compostos complexados com Fe, principalmente o composto C3, podem ser promissores na busca por compostos para o tratamento da Leishmaniose Visceral. Estudos futuros in vitro, com formas amastigotas, e em animais poderão comprovar sua eficácia em ensaios pré-clínicos.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1905935 bytes, checksum: e6011d0c4ea3b4f410297b7435cc346c (MD5) Previous issue date: 2009-07-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Water is considered a natural resource of strategic importance for the man in the future. It is recognized that maintaining the quality of natural resources and water supply, safely, for the development of human activities is the great challenge facing humanity in the coming years. One of the problems that add to water scarcity in some areas is the contamination of water bodies, which have jeopardized the supply of water in several locations around the world. Among the possible contaminants, arsenic (As) is one of the most problematic, being considered by the World Health Organization (WHO), the second most important public health overall, behind only of microbiological contamination of water. The toxicological potential of As has been known for hundreds of years, but only in recent decades, after the improvement in the analytical detection, was that the relationship between very low concentrations of As and some types of cancer might be best evidenced. It is known that at concentrations of the order of a few mg/L affects health when combined with prolonged periods of exposure. The occurrence of As in surface water and groundwater depends on the source this element, the quantity available and the local. The mobility depends largely of characteristics of geochemical environment, especially under conditions of pH and Eh, and the equilibrium adsorption and desorption, these controlled by matrix mineral and organic of soils. In Minas Gerais State, Oxisols and Ultisols have a predominantly mineral composition kaolinite, iron oxides and Al oxides. We collected samples of the A and B horizons, representative of dominant soil classes from Minas Gerais State, and characterized physically, chemically and mineralogically in order to correlate these properties with arsenic adsorption. The adsorption experiment was conducted using solutions of NaNO3 0.001 mol/L containing Na2HAsO4.7H2O doses: 0; 0.08; 0.16; 0.24; xi 0.40,0.56; 0.72; 0.88; 1.12; 1.36 and 1.60 mmol/L As (V), with pH adjusted to 5.5 and adjusting the data to Langmuir and Freundlich, with the highest correlations were obtained in the first model. In the arsenic adsorption, one of the features that most interfere with the ability of soil to act as an absorbent surface for this element is the texture, due specific surface. The Ultisols, in general, had coarse mineralogy and more kaolinite and/or mica than Oxisols. The lower clay content and higher content of organic matter confer lower arsenic adsorption capacity (CMAAs) compared to the subsurface horizon. The Oxisols had the highest CMAAs, followed by Ultisols, Inceptisols, and sandy soils. Most CMAAs was the Bw horizon (3.6 mg/g of As). High clay content interfered markedly in CMAAs, and the mineralogy of samples, in general, evidenced the presence of peaks indicative of goethite and hematite in the XRD patterns representative of the clay soil that had higher CMAAs and high levels of gibbsite obtained by Thermogravimetric Analysis. We can say, that mineralogical A and Bw horizons do not differ, factors such: lower organic matter content, depth and structure will make subsurface horizon acts more satisfactorily as a barrier geochemical in the As immobilization. Thus, monitoring and new studies are required involving the arsenic behavior in soil. / A água é considerada um recurso natural de importância estratégica para o homem no futuro. Reconhece-se que a manutenção da qualidade das reservas naturais de água e seu fornecimento, de maneira segura, para o desenvolvimento das atividades humanas é o grande desafio da humanidade nos próximos anos. Um dos problemas que se somam à escassez de água em certas regiões é a contaminação de corpos d’água, o que tem comprometido o fornecimento de água potável em vários locais do mundo. Dentre os possíveis contaminantes, o arsênio (As) é um dos mais problemáticos, sendo considerado, pela Organização Mundial da Saúde (OMS), o segundo mais importante em matéria de saúde pública global, atrás, somente, da contaminação microbiológica da água. O potencial toxicológico do As é conhecido há centenas de anos, mas somente nas últimas décadas, após a melhoria na capacidade de detecção analítica de elementos em solução, foi que a relação entre concentrações muito baixas de As e alguns tipos de câncer pôde ser melhor evidenciada. Sabe-se que, mesmo em concentrações da ordem de alguns μg/L, a ingestão de As afeta seriamente a saúde quando associada a períodos prolongados de exposição. A ocorrência do As em águas superficiais e subterrâneas depende da fonte desse elemento, da quantidade disponível e do ambiente geoquímico local. A mobilidade do As no ambiente depende, grande parte, das características do ambiente geoquímico, principalmente, das condições de pH e potencial redox (Eh), e dos equilíbrios de adsorção e dessorção, estes, controlados pelas matrizes mineral e orgânica dos solos. Em Minas Gerais predominam solos mais intemperizados do tipo Latossolos e Argissolos, que tem em sua constituição mineralógica predominantemente caulinita e óxidos de Fe e Al, esses últimos tidos na literatura como bons adsorvedores de arsênio. Para o estudo, foram coletadas amostras dos horizontes A e B de perfis representativos das classes dominantes de solos do Estado de Minas Gerais, preferencialmente, nas profundidades de 0 a 20 e de 50 a 70 cm, e caracterizados física, química e mineralogicamente de forma a correlacionar essas propriedades com a capacidade de adsorção de arsênio nesses solos. O experimento de adsorção foi conduzido utilizando soluções de NaNO3 0,001 mol/L contendo Na2HAsO4.7H2O nas doses: 0; 0,08; 0,16; 0,24; 0,40,0,56; 0,72; 0,88; 1,12; 1,36 e 1,60 mmol/L de As(V), com pH ajustado para 5,5 e o ajuste dos dados ás isotermas de Langmuir e Freundlich, sendo que os maiores coeficientes de correlação foram obtidos no primeiro modelo. No processo de adsorção de arsênio, uma das características que mais interferem na capacidade do solo em atuar como superfície adsorvente para este elemento é a textura do solo, em função do aumento ou diminuição de sua superfície específica. Em relação aos Latossolos, os Argissolos, de um modo geral, apresentaram granulometria mais grosseira e mineralogia mais caulinítica e/ou micácea do que os Latossolos. Os menores teores de argila e maiores teores de matéria orgânica conferem menor capacidade máxima de adsorção de arsênio (CMAAs) em relação ao horizonte subsuperficial desses mesmos solos. Os Latossolos, dentre as classes de solos estudadas, foram os que apresentaram maior CMAAs, seguido dos Argissolos, Cambissolos e, por último, o Neossolo Quartzarênico. A maior CMAAs foi do horizonte Bw de amostra de Latossolo Vermelho Distrófico (3,6 mg/g de As). Teores elevados de argila interferiram de forma marcante na CMAAs, além da mineralogia das amostras, sendo, de modo geral, evidenciada a presença de picos indicativos de goethita e hematita nos difratogramas representativos da fração argila dos solos que apresentaram maior CMAAs, bem como teores elevados de gibbsita obtidos por meio de Análise Termogravimétrica. É possível afirmar que, apesar de mineralogicamente os horizontes A e Bw não diferirem, fatores como: menor teor de C orgânico, a profundidade e estrutura farão com que o horizonte diagnóstico subsuperficial atue mais satisfatoriamente como barreira geoquímica na imobilização de As. Para tanto, o monitoramento é necessário, bem como novos estudos envolvendo o comportamento do arsênio no solo e que possam complementar os resultados encontrados neste trabalho.

Submitted by LEONARDO WARZEA LIMA null (leowlima@yahoo.com.br) on 2016-05-27T12:41:13Z No. of bitstreams: 1 Dissertação. Revised.pdf: 1863234 bytes, checksum: 639af080fd660e2648e06a1ee397d972 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-05-30T20:13:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_lw_me_jabo.pdf: 1863234 bytes, checksum: 639af080fd660e2648e06a1ee397d972 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-30T20:13:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_lw_me_jabo.pdf: 1863234 bytes, checksum: 639af080fd660e2648e06a1ee397d972 (MD5) Previous issue date: 2016-05-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As plantas não possuem mecanismos de defesa específicos para combater a diversidade de estresses abióticos e poluentes do ambiente, e sua sobrevivência depende da flexibilidade e adaptação dos seus próprios mecanismos de defesa naturais. Além disso, a manutenção da homeostase celular depende de vários mecanismos interligados e complexos, enquanto o sistema de defesa celular não segue um padrão específico de ação e pode ainda variar devido a vários fatores tais como a espécie do vegetal, o tempo de exposição ao estresse, o estágio de desenvolvimento da planta e também nos diferentes órgãos e tecidos analisados. Com base nessas considerações, esta dissertação teve como objetivo destacar e investigar o papel do Enxofre (S) e do Selênio (Se) contra diferentes estresses nas plantas, através das respostas enzimáticas, não enzimáticas e também outros mecanismos de defesa relacionados. No primeiro capítulo, o autor caracteriza os mecanismos bioquímicos gerais da defesa celular antioxidante, especificamente a formação das espécies reativas de oxigênio (EROs) e suas singularidades químicas e o estresse oxidativo induzido, o sistema de defesa antioxidante enzimático, especificamente as enzimas Superóxido Dismutase (SOD) e a Catalase (CAT), os mecanismos não-enzimáticas contra o estresse, incluindo o ciclo Aascorbato-Glutationa, a GSH (glutationa reduzida), as fitoquelatinas e também a formação de prolina. O estado nutricional da planta durante o estresse é crucial a fim de manter uma resposta de defesa adequada. Em vista disso, o capítulo dois apresenta uma revisão sobre a participação de Enxofre (S) na defesa contra o estresse. Este nutriente tem um papel importante em processos fundamentais, tais como o transporte de elétrons, estrutura, regulação, produção de oxigênio fotossintético, resistência a estresses abióticos e bióticos e no metabolismo secundário. Além disso, alguns elementos químicos são considerados benéficos para as plantas, no qual o Selênio (Se) é o mais relevante. No capítulo três, o autor descreve o papel do Se na amenização do estresse induzido pela contaminação por metais pesados, suas poderosas características antioxidantes, a melhoria da atividade de enzimas antioxidantes e também dos mecanismos globais de defesa. O capítulo quatro consiste em um projeto científico conduzido pelo autor. O objetivo deste estudo foi investigar se o Selênio, sob a forma de selenito (Na2SeO3), é capaz de evitar a absorção, translocação e concentração de cádmio (CdCl2), em diferentes tecidos no tomate, indicando os possíveis mecanismos para amenizar o estresse, bem como também analisar o estado geral dos frutos através das análises nutricionais, peso seco, pigmentos e concentração de Prolina livre. Os resultados demonstram que efeito atenuante do Se em tomateiro submetido ao Cd poderia estar relacionado com a restrição da absorção e translocação de Cd2+, aumentando a concentração de micronutrientes nos frutos e, finalmente, aumentando a concentração de prolina livre nos frutos. / Plants do not have specific defense mechanisms to counteract the diverse range of abiotic stresses and pollutants into the environment, and its survival depends on the flexibility and adaptability of its own natural defense mechanisms. Furthermore, the maintenance of cellular homeostasis depends on several interlinked and complex mechanisms, while the cellular defense system does not follow a specific pattern of action and may differ due to various factors such as plant species, exposure time to the stress, plant developmental stage, different organs and tissues analyzed. In the light of these considerations, this dissertation aimed to highlight and investigate the role of Sulfur and Selenium against different plant stresses, through the enzymatic and non-enzymatic plant responses and other related defense mechanisms. In the first chapter the author characterize the general biochemical mechanisms of the antioxidant cell defense, specifically the reactive oxygen species (EROs) formation and its chemical singularities and the induced oxidative stress, the enzymatic antioxidant defense system, specifically the superoxide dismutase (SOD) and Catalase (CAT) enzymes, the non-enzymatic mechanisms against the stress, including the Ascorbate-Glutathione cycle, the GSH (reduced glutathione), the phytochelatins and also proline formation. The plant nutritional status during the stress is crucial in order to maintain a proper defense response. In view of this, the chapter two is a published review about the participation of Sulfur (S) on the stress defense. This nutrient has a role in fundamental processes such as electron transport, structure, regulation and it is also associated with photosynthetic oxygen production, abiotic and biotic stress resistance and secondary metabolism. Moreover, few chemical elements are considered benefic to plants, while Selenium (Se) is the most relevant. In the chapter three the author describes the role of Se to detoxify the stress induced by heavy metal contamination, its powerful antioxidant characteristics and the improvement of the antioxidant enzymes activity and overall defense mechanisms. The chapter four consists of a scientific project conducted by the author. The aim of this study was to investigate whether Selenium, under the form of selenite (Na2SeO3), may avoid the uptake, translocation and concentration of Cadmium (CdCl2), in different tomato tissues, indicating possible mechanisms to counteract the stress, as well as to analyze the fruits overall status through the nutritional analyses, dry weight, pigments and proline concentration. The results demonstrate that alleviating effect of Se in tomato under Cd contamination could be related to restriction of Cd2+ uptake and translocation, enhancing micronutrient concentration in fruits and, finally, enhancing fruit proline concentration. / CAPES: 445978/2014-7

Thesis (MTech (Environmental Health))--Cape Peninsula University of Technology, 2018. / Soil ecosystems in urban, rural and agricultural environments receive chemical input from diverse sources of contamination, such as wastewater, industrial discharge, agricultural and urban runoff, fertilizers, vehicle leakages, landfill seepage, and animal waste overspill. Agricultural activities, transportation and industrial activities are suspected to be the highest sources of metal contamination in Cape Town. Although scientists generally have a good understanding of the toxicity of individual chemical pollutants, there is a great need to bridge the gap between our understanding of the toxic effects of exposure to individual contaminants and those effects from exposure to mixtures of chemicals. Woodlice and other soil detritivores have a particularly important ecosystem function in mineralising organic matter. Woodlice experience stress when exposed to toxic levels of metals in the diet, which can reduce feeding rates and may combine with natural stresses to reduce fitness and lower 'performance', thereby possibly resulting in these organisms being unable to completely fulfil their ecological function. The objectives of this study were: to compare how aluminium and manganese are bioaccumulated in Porcellio scaber in terms of the contribution of the hepatopancreas in metal storage compared to the rest of the body; and to determine whether mixtures of aluminium and manganese affect each other’s bioaccumulation and distribution in Porcellio scaber. Woodlice collected from a clean field site (Kirstenbosch Botanical Garden) were experimentally exposed in the laboratory to a range of environmentally relevant aluminium and manganese concentrations. The woodlice were exposed to these metals in single and mixed metal experiments. Oak leaves, collected from a clean site, were contaminated with aluminium and manganese. Therefore, the woodlice were exposed via their food source. A control experiment, where oak leaves were not contaminated, was also prepared. At week 0 and after five weeks of exposure, a sample of the woodlice (5 per exposure group) were dissected to remove the hepatopancreas. Hepatopancreas and rest of the body samples were acid digested and analysed for the metals by means of the ICP-MS. Contrary to the existing knowledge of metals accumulating in the hepatopancreas of woodlice when ingested, this study showed a higher bioaccumulation of aluminium in the rest of the body of woodlice after 5 weeks of exposure than in the hepatopancreas. This result was interpreted as a possible detoxification mechanism by woodlice through the use of the exoskeleton during the moult cycle. A similar result was found when woodlice were exposed to mixtures of aluminium and manganese. This translated to the fact that woodlice were unable to effectively deal with the toxicity caused by the mixture of aluminium and manganese. In the group of woodlice exposed to manganese alone, it was found that manganese concentrations in the rest of the body of woodlice exposed for 5 weeks were statistically higher than the manganese concentrations in the rest of the body of woodlice at the start of the exposure (week 0). However, in the hepatopancreas, there were no statistical differences between the manganese concentrations in week 0 woodlice and the manganese concentrations in week 5 woodlice. Furthermore, manganese concentrations in the rest of the body of week 5 woodlice were statistically higher than manganese concentrations in the hepatopancreas of week 5 woodlice. This was interpreted as further proof that woodlice would accumulate certain metals (aluminium and manganese in this case) in their exoskeleton so that elimination can follow during the moult cycle.

Orientador: Giuseppina Pace Pereira Lima / Resumo: Devido às atividades antrópicas de mineração, descarte inadequado de resíduos, e uso exagerado de pesticidas químicos, problemas de contaminação dos solos por metais pesados têm sido cada vez mais registrados, ocupando áreas agrícolas que poderiam ser utilizadas por culturas alimentares. Dentre as técnicas utilizadas para descontaminar áreas poluídas por metais, existe a fitorremediação, que é uma técnica que utiliza plantas para extrair, ou reter os metais do solo. O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) é uma espécie que foi apontada em muitos trabalhos como tolerante à solos de baixa fertilidade e com alta concentração de metais pesados, e graças à essas características, poderia ser utilizada em programas de fitorremediação. No entanto, os dados sobre crescimento, tolerância, acúmulo de metais e alterações na composição mineral da espécie são escassos, necessitando que mais trabalhos sejam realizados a fim de comprovar esse potencial. A fim de analisar o potencial da espécie J. curcas para uso em áreas contaminadas por níquel e cobre, foram realizados seis experimentos aplicando-se 0; 6,5; 13; 30; 70 e 100 mg de Ni Kg-1, e 0; 17,5; 35; 60; 200 e 400 mg de Cu Kg-1 nas fases de germinação, desenvolvimento inicial e em plantas com dois anos de idade. Os resultados obtidos demonstraram que J. curcas tem potencial para revegetar áreas em processo de descontaminação por níquel, por mostrar melhorias na germinação, além de apresentar parâmetros de crescimento pouco afetados, apesar d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Because the human activities of mining, inadequate waste disposal, and exaggerated use of chemical pesticides, soil contamination problems from heavy metals have been increasingly recorded, occupying agricultural land that could be used for food crops. Among the techniques used to decontaminate areas polluted with metals, there is phytoremediation, which is a technique that uses plants to extract or retain metals from soil. The physic nut (Jatropha curcas L.) is a species that was identified in many studies as tolerant of low soil fertility and high concentrations of heavy metals, and thanks to these characteristics, could be used in phytoremediation programs. However, data on growth, tolerance, accumulation of metals and changes in mineral composition of this kind are still scarce, requiring that more studies be carried out to prove that potential. In order to analyze the potential of J. curcas species for use in areas contaminated by nickel and copper, six experiments were carried out by applying 0; 6.5; 13; 30; 70 and 100 mg Kg-1 Ni, and 0; 17.5; 35; 60; 200 and 400 mg Kg-1 Cu phases germination and early development of plants with two years of age. The results showed that J. curcas has potential for Revegetate areas for nickel decontamination process, presents improvements on the germination and the growth parameters are little affected despite being noticed a antagonism the absorption of Mg, Cu and Zn, which could lead to problems in other stages of development. The spec... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Elementos-traço, de fontes naturais ou antropogênicas, são despejados continuamente nos rios, fato que acarreta sérios problemas, devido a sua toxicidade, longa persistência, bioacumulação e biomagnificação na cadeia alimentar. O sistema lagunar Tijuca-Jacarepaguá-Marapendi recebe um enorme aporte de nutrientes e poluentes devido aos impactos antrópicos em seus rios. Este estudo tem como objetivo principal avaliar os níveis de cobre, zinco, chumbo e alumínio em músculo e víscera na espécie Sardinella brasiliensis (sardinha), que habita a saída do Canal de Sernambetiba, Barra da Tijuca, Rio de Janeiro (RJ). Ao total foram analisados 44 indivíduos. O cobre em músculo apresentou uma concentração média de 0,5 0,66 mg/Kg e de 1,3 10,13 mg/Kg em víscera. Os valores de zinco em músculo e víscera foram de 5,2 3,69 mg/Kg e 25,6 48,16 mg/Kg, respectivamente. A concentração de chumbo foi de 2,48 3,09 mg/Kg (músculo) e 25,6 48,16 mg/Kg (víscera), enquanto a concentração de alumínio variou de 1,68 3,67 mg/Kg em músculo e 28,72 26,99 mg/Kg em víscera. Dentre as amostras, 56,8% apresentaram valores acima do limite estabelecido para consumo humano pela legislação brasileira para chumbo. Os elementos-traço apresentaram tendências de acumulação diferentes de acordo com o local (músculo ou víscera). As concentrações dos metais em músculo foram menores do que em vísceras. Os valores encontrados devem servir de alerta para uma contaminação da população de Sardinella brasiliensis que habita a saída do canal de Sernambetiba. Concluiu-se que a concentração de chumbo nos peixes encontrados estão acima dos limites permitidos para o consumo humano, e que a região encontra-se impactada / Trace elements, of natural or antropogênicas sources, are poured continuously in the rivers, fact that causes serious problems, due its toxicity, long persistence, bioacumulation and biomagnification. The Tijuca-Jacarepagua-Marapendis lagunar system receives an enormous one arrives in port of nutrients and pollutants due to the humans impacts in its rivers. The present study investigated heavy metals (copper, zinc, lead and aluminum) variance in Sardinella brasiliensis (sardines) in Jacarepagua lagoon, Barra da Tijuca, Rio de Janeiro (RJ). 44 samples had been analyzed. The copper in muscle presented an average concentration of 0,50,66 mg/Kg and 1,310,13 mg/Kg in viscera. The values of zinc in muscle and viscera had been of 5,23,69 mg/Kg and 25,648,16 mg/Kg, respectively. The lead concentration was of 2,483,09 mg/Kg (muscle) and 25,648,16 mg/Kg (viscera). The aluminum concentration was of 1,68 3,67 mg/Kg in muscle and 28,72 26,99 mg/Kg in viscera. Amongst samples 56.8% they had presented values above of the limit established for human consumption for the Brazilian legislation for lead. Heavy metals had not presented the same trend of accumulation depending on the place (muscle or viscera). The concentrations of trace elements in muscle had been lesser of what in viscera. The values must serve of alert for a contamination of the population of Sardinella brasiliensis that inhabits the canal of Sernambetiba. Concluded that the concentrations of heavy metal in the fish are above of the limits allowed for the human consumption, and that the region was impacted

Uppsatsen granskar det spänningsförhållande som existerar mellan Hårdrockens uttryck och den oinvigda allmänhetens moralpanik. Genom självpresentation och smakdistinktioner undersöker den också hur Hårdrocken idag har positionerat sig som en etablerad kultur med ursprung och tradition. På så sätt behandlar uppsatsen vad och vem som definierar Hårdrockens kulturella värde och position. Undersökningen görs genom en textanalys av den svenska hårdrockstidningen Close-Up Magazine. Uppsatsen granskar även hur tidningen positionerar och presenterar sig som betydande aktör inom Hårdrockens verksamhetsfält.