Resumo: Objetivou-se avaliar a levedura Saccharomyces cerevisiae, como pronutriente em dietas para matrizes e alevinos de tilápia-do-Nilo, em experimento realizado em duas etapas na UNESP. Dois grupos de fêmeas reprodutoras de tilápia do Nilo (734,47 ± 202,08 g), variedade GIFT foram arraçoados por 100 dias com rações isoprotéicas (34% PD) e isoenergéticas (3400 kcal ED/kg), uma contendo 2% de levedura íntegra e outra ausente de levedura. As fêmeas desses dois tratamentos foram fecundadas naturalmente e as larvas, ao final da absorção do saco vitelino, foram alocadas em aquários de 3,5 L e alimentadas por 30 dias com três rações isoprotéicas (35% PD) e isoenergéticas (3280 kcal ED/kg): ausente de levedura; contendo 1% de levedura íntegra ou; 1% de levedura autolisada. Após abate, foram calculadas as seguintes variáveis de desempenho produtivo: biomassa final; ganho de peso; consumo de ração; conversão alimentar aparente; peso final; comprimento total; fator de condição corporal; altura média, e mortalidade. Foi analisado ainda, o teor de matéria seca, matéria mineral, proteína bruta e extrato etéreo da carcaça dos animais. Verificou-se interação significativa dos fatores analisados para todas as variáveis de desempenho produtivo, exceto para o consumo de ração. A levedura íntegra (2,0%) em dietas de matrizes ou na dieta de alevinos de tilápia-do-Nilo (1,0%) aumenta a sobrevivência dos alevinos. / Abstract: This trial was conducted to evaluate dietary yeast Saccharomyces cerevisiae as pronutrient of Nile tilapia broodstock female and fingerling diets. The trial was conducted in two phases at São Paulo State University. Two groups of Nile tilapia broodstock female (734,47 ± 202,08 g), genealogy GIFT, were for 100 days fed with isoproteic (34% DP) and isoenergy (3400 kcal DE/kg) diets, one with 2% autolized yeast and the other with no yeast. The broodstock female from this treatment were naturally fecundated and its larvae, at the end of vitellinic sac absorption, were stocked into 3.5 L-aquarium and fed 30 days with three isoproteic (35% DP) and isoenergy (3280 kcal DE/kg) diets: with no yeast, containing 1% full yeast or 1% autolized yeast. After, the fingerling were killed and final biomass; weight gain; ration consumption; apparent feed conversion; final weight; total length; corporal condition factor; mean height and mortality were determined. Dry matter, ash, crude protein and ether extract from fish body were determined. There was interaction of analysed factors for all growth performance variables, except to feed intake. The full yeast (2,0%) in Nile tilapia broodstock female diets or in fingerling diets (1,0%) improvement fingerling survival. / Orientador: Luiz Edivaldo Pezzato / Coorientador: Margarida Maria Barros / Banca: Wilson Massamitu Furuya / Banca: Dirlei Antonio Berto / Mestre

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The fish products is the most commonly used animal protein in the world. Brazil stands out for pisciculture with emphasis on the production of tilapia (Oreochromis niloticus). Fish farming is subject to attack by pests and pesticide application has been used as a form of control. This work aims at the development of an effective methodology based on the matrix solid phase dispersion (MSPD) and gas chromatography/spectrometry tandem mass (GCMS/ MS) techniques for determination of residues of aldrin, ametrina, bromopropylate, bromuconazole, cypermethrin, chlorpyrifos, chlorpropham, coumaphos, esfenvalerate, etion, permethrin, pirimicarb, pirimiphos methyl, procymidone, vinclozolin pesticides in muscle tissue of tilapia. Therefore, optimization of chromatographic and evaluation of best extraction conditions proposed were performed. The best quantitative response conditions were obtained with 0.25 g of sample homogenized with 0.75 g of adsorbent, using 0.5 g of auxiliary adsorbent, eluted with 5 mL of acetonitrile. The biochar produced from coconut wastes was tested as an adsorbent for DMFS extraction too and presented satisfactory recovery results between 70 ± 1.38% and 120 ± 5.55% at concentration levels 0.02 to 0.1 μg g-1. The parameters evaluated for the validation of the method were: linearity and sensitivity, obtaining a good sensitivity and linear response with coefficients of 0.9999 in the range of 0.01 to 4 μg g-1; selectivity, through matrix effect studies; accuracy and precision with recovery values between 70 - 120% and coefficients ranging from 0 to 16.69% for the concentration levels 0.02 to 0.1 μg g-1 (n = 5) and detection limits and quantification in the range of 0.01 to 0.0009 μg g-1 respectively. The method developed was adequate for the determination of residues of pesticides in samples of tilapia. / O pescado representa a proteína animal mais consumida no mundo. O Brasil se destaca pela prática da piscicultura com notoriedade para a produção de tilápia (Oreochromis niloticus). O cultivo de peixes está sujeito ao ataque de pragas e a aplicação de agrotóxicos tem sido usado como forma de controle. O presente trabalho objetiva o desenvolvimento de uma metodologia eficiente com base nas técnicas de dispersão da matriz em fase sólida (DMFS) e cromatografia gasosa/espectrometria de massas sequencial (GC-MS/MS) para determinação de resíduos dos agrotóxicos aldrin, ametrina, bromopropilato, bromuconazol, cipermetrina, clorpirifós, clorprofam, coumafós, esfenvalerato, etiona, permetrina, pirimicarbe, pirimifós metílico, procimidona e vinclozolina em tecido muscular de tilápia. Para tanto, a otimização das condições cromatográficas e a avaliação da melhor proposta de extração foram realizados. As condições de melhor resposta quantitativa foram obtidos com 0,25 g de amostra homogeneizada com 0,75 g de C18, utilizando 0,5 g de alumina, eluído com 5 mL de acetonitrila. O biocarvão produzido a partir de rejeitos de coco foi também testado como adsorvente para a extração por DMFS e apresentou resultados satisfatórios de recuperação entre 70 ± 1,38% – 120 ± 5,55% para os níveis de concentração 0,02 a 0,1 μg g-1. Os parâmetros avaliados para a validação do método foram: linearidade e sensibilidade, obtendo-se uma boa sensibilidade e resposta linear com coeficientes de 0,9999 no intervalo de 0,01 a 4 μg g-1; seletividade, através de estudos de efeito matriz; exatidão e precisão com valores de recuperação entre 70 - 120% e coeficientes de variação na faixa de 0 a 16,69%, para os níveis de concentração 0,02 a 0,1 μg g-1 (n=5) e limites de detecção e quantificação no intervalo de 0,0009 – 0,02 μg g-1, respectivamente. O método desenvolvido se mostrou adequado para determinação de resíduos de agrotóxicos em amostras de tilápia.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adelaide Marina Schaedler.pdf: 400217 bytes, checksum: 73f9d0c8dd03c07badef9b0a870bbb49 (MD5) Previous issue date: 2010-12-16 / To determine the prevalence of ectoparasites were examined Nile-tilapia, Oreochromis niloticus, cultured in ponds, in 20 termination fish farms on the municipalities of Assis Chateaubriand, Maripá, Marechal Cândido Rondon and Toledo including a nursery in Tupãssi on the western region of Paraná. One correlation between the presence of parasites and the final weights of the batches was held. The experimental period was nine months and 245 fishes were analyzed, the gills and integument was examined to search for the presence of ectoparasites. In the analysis, eight species of parasites were identified: Ichthyobodo necator, Ichthyophthirius multifiliis, Henneguya sp, tricodiníds, monogeneas, Epistylis sp., an Ergasilids and Nauplius copepod. The highest prevalence observed was tricodiníds in the three phases of fish development, fingerlings, juveniles and adults with values between 85.71% and 100%. The second highest prevalence were for monogeneas, with rates between 10.34% and 48%. Fingerlings and juveniles showed the highest prevalence rates for tricodiníds in the gills and Epistylis sp. in skin. The adult fishes were the most infested by other parasites, making gills the most parasitized structure by most respondents. The average weights were 497.2g on Assis Chateaubriand fishes, 510.5g for Maripá, 443.0g for Marechal Cândido Rondon and 379.3g for Toledo. The average temperatures during the fattening period significantly differed only in Assis Chateaubriand. The conclusion is that the prevalence and species of parasites found in this study have demonstrated no direct relationship with the average weight obtained in batches. / Para determinar as prevalências de ectoparasitas, foram analisadas tilápias-do-Nilo, Oreochromis niloticus, cultivadas em viveiros escavados em 20 pisciculturas de terminação nos municípios de Assis Chateaubriand, Maripá, Marechal Cândido Rondon e Toledo e em uma alevinagem em Tupãssi, na região oeste do Paraná. Uma correlação entre a presença dos parasitas e os pesos finais dos lotes, foi realizada. O experimento durou nove meses e foram analisados 245 peixes e destes, examinadas brânquias e tegumento, para pesquisa de ectoparasitas. Nas análises, oito espécies de ectoparasitas foram identificadas: Ichthyobodo necator, Ichthyophthirius multifiliis, Henneguya sp., tricodinídeos, monogeneas, Epistylis sp., um Ergasilideo e um Náuplio de copépode. As maiores prevalências foram para tricodinídeos nas três fases de desenvolvimento dos peixes, alevinos, juvenis e adultos, com valores entre 85,71% e 100%. As segundas maiores prevalências foram para monogeneas, com taxas entre 10,34% e 48%. Os alevinos e juvenis apresentaram maiores as prevalências para tricodinídeos nas brânquias e Epistylis sp. no tegumento. Os peixes adultos foram os mais infestados pelos demais parasitas, sendo as brânquias a estrutura mais parasitada, pela maioria deles. Os pesos médios finais dos lotes na despesca foram de 497,2 g para os peixes de Assis Chateaubriand, 510,5 g para os de Maripá, 443,0 g dos de Marechal Cândido Rondon e 379,3 g para os de Toledo. As temperaturas médias durante o período de terminação só diferiram significativamente em Assis Chateaubriand. Concluiu-se que as prevalências e espécies de parasitas encontrados neste estudo, não demonstraram ter relação direta com os pesos médios finais obtidos nos lotes.

O resíduo gerado nas indústrias de processamento de pescado representa sérios problemas de poluição ambiental pela falta de destino adequado a este material. As espécies que alcançaram melhor rendimento produzem cerca de 30 a 40% da fração comestível na forma de filés. O ideal seria utilizar a matéria-prima em toda a sua extensão para obtenção de co-produtos, evitando a própria formação do resíduo. Elaborou-se a silagem ácida de pescado através do resíduo do processamento de sardinha (Sardinella brasiliensis) como forma de aproveitamento integral da matériaprima, constituídos por brânquias, vísceras, cabeças, escamas, espinhas dorsais e descartes de tecido musculares, incentivando a sustentabilidade desde a escolha do ácido e o aproveitamento de resíduos. A utilização do ácido cítrico (T1) como agente acidificador apresentou bons resultados em relação à mistura fórmico:propiônico (T2). Avaliou-se a estabilização das silagens, a aplicação da centrifugação (modelo 5810R, Eppendorf), sob rotação de 4840 x g; 0 ºC; 20min para obtenção das frações e o rendimento de cada parcela. Para T1 foram obtidos 17,1% de fração lipídica, 27,2% de fração aquosa (F1) e 55,7% de fração sedimentada. Para T2 foram obtidos 15,1% de fração lipídica, 31,8% de fração aquosa (F2) e 53,1% de fração sedimentada. A silagem ao ser fracionada se torna uma alternativa tecnológica com possível utilização em diferentes áreas de atuação, pois em sua porção aquosa (F), há presença de todos os aminoácidos essenciais. O aminoácido em maior concentração foi o ácido glutâmico em T1 e F1, sendo 12,3 e 11,53 g/100g de proteína, respectivamente. Para T2 o maior valor encontrado foi para glicina, da ordem de 11,94 g/100g de proteína; e para F2 o ácido glutâmico, 11,25 g/100g de proteína. Os resultados indicaram a possibilidade das frações aquosas serem empregadas como peptonas, devido aos teores de aminoácidos existentes serem semelhantes e/ou superiores aos presentes em produtos comerciais. Buscou-se quantificar o resíduo gerado em um dia de processamento em uma unidade de beneficiamento de tilápias (Oreochromis niloticus), bem como verificar o custo para o possível aproveitamento deste. Obteve-se 61,15% de resíduo, sendo que, 28,23%; 17,12%; 7,97% e 7,83% eram constituídos de carcaças, cabeças, vísceras e peles. Sugeriu-se para a unidade de processamento, o encaminhamento dos resíduos para produção de co-produtos, como forma de aumentar a sustentabilidade sócio-econômica e ambiental da unidade de processamento. / The waste generated in the fish processing industries poses serious environmental pollution problems due to lack of suitable target for this material. The species that produced better yield reached about 30 to 40% fraction in the form of edible fillets. The ideal would be to use raw material in its entirety to obtain co-products, avoiding the very formation of the residue. We developed the acid silage of fish waste throught the processing of sardines (Sardinella brasiliensis) as a way to use all the raw materials, consisting of gills, viscera, scales, spines and discharges of muscle tissue, encouraging sustainability from the choice of acid and waste recovery. The use of citric acid (T1) as sour agent showed good results in terms of mixing formic, propionic (T2). We evaluated the stabilization of the silage and the application of centrifugation (model 5810R, Eppendorf) under rotation 4840 x g, 0 ºC, 20min to obtain the fractions and yield of each plot. The silage when it becomes an alternative fractional technology with potential use in different areas, because in the watery portion (F), is presence all the essential amino acids. In T1 obtained 17.1% of total lipids, 27.2% of aqueous fraction (F1) and 55.7% sedimented fraction. T2 were obtained for 15.1% of total lipids, 31,8% aqueous fraction (F2) and 53.1% sedimentad fraction. The amino acid concentration was higher in glutamic acid in T1 and F1, being 12.30 and 11.53 g.100g-1 of protein, respectively. For T2 the highest value was found for glycine, the order of 11.94 g.100g-1 of protein; for F2 the content was found for glutamic acid, 11.25 g.100g-1 of protein. The results indicate the possibility of aqueous fractions were employed as peptones, due to the existing levels amino acid are similar and/or greater than those present in commercial products. We sought to quantify the waste generated in a day of processing a unit improvement of tilapia (Oreohromis niloticus) and check the cost for the possible use of this. We obtained 61.15% of waste, of which, 28.23%, 17.12%, 7.97% and 7.83% consisted of carcasses, heads, guts and skins. It has been suggested for the processing unit, the routing of the waste to produce co-products as a way to increase the socio-economic sustainability and environmental processing unit.

<p>As the human population increases and the demand for aquaculture increases, aquaculturists are coming up with new ways to mitigate stress in fish to increase their production. Cannabidiol (CBD) is an up and coming nutraceutical that may have potential to reduce stress in not only humans but also other vertebrates such as fish. In this project the effect of CBD on the stress physiology and immunology of Nile tilapia was evaluated both <i>in-vitro</i> and <i>in-vivo</i>. In the <i>in-vitro</i> study, spleen cell proliferation was conducted to observe the effect of CBD on fish T and B cells and were compared to mouse T and B cell proliferation. In the <i>in-vivo</i> study, the fish were reared in a recirculating aquaculture system. The effect of CBD on the stress physiology of the fish in short term and long term were evaluated. Based on the short-term acute study, a longer chronic study was designed where tilapia were fed with and without CBD (0.001% of feed weight) and with and without hydrocortisone stress hormone (0.01% of body weight) every day for four weeks. This experiment compared the various growth and feed utilization parameters as well as physiological and immunological parameters such as, plasma cortisol, blood glucose and protein levels, liver and spleen somatic indices (HSI and SSI, respectively), and lysozyme activity of the fish. From our current research, CBD shows potential in stress modulation and in immune modulation. It may have different effects based on the species, whether they need to enhance their immune response or reduce inflammation to be healthy. It also seems to have had different effect on different parts of the immune system. Hematological parameters were not significantly affected by acute stress. CBD did not make any substantial difference in growth. However, in the presence of stress, CBD was able to lower lysozyme activity down to the normal control levels. By administering the proper dosage of CBD on a case by case basis, health benefits can be achieved. Further investigation into the matter may not just be useful in stress mediation in aquatic organisms but may also have implications in human medicine as well.</p>

Le tilapia du Nil est l’une des espèces des poissons d’eaux douces qui convient le mieux pour la pisciculture à faibles intrants en climat tropical pour lutter contre l’insécurité alimentaire. Le recours à l’intégration aquaculture-agriculture (IAA) est une approche privilégiée pour le développement de l’aquaculture paysanne de façon durable. Cette étude a été conduite afin d’évaluer les effets de l’aliment et de la fertilisation animale (lisier de porc et fiente de canard) sur la qualité physico-chimique et microbiologique de l’eau, la productivité primaire des étangs, la salubrité et la croissance du poisson, la digestibilité enymatique des ingrédients, le comportement alimentaire et le coût de production du tilapia du Nil. Les résultats ont démontré que la fertilisation a influencé les propriétés physico-chimiques de l’eau des étangs sans en affecter toutefois la qualité. Les meilleures performances de croissance ont été enregistrées chez les poissons nourris à l’aliment formulé et élevés dans les étangs fertilisés. La fertilisation a influencé la productivité primaire, avec les diatomées largement représentées par une abondance relative de Flagilaria spp, la proie dominante chez le tilapia. Le prétraitement des excréments animaux par séchage solaire a réduit les infections bactériennes dans les échantillons analysés, dont le muscle a été colonisé par des infections bactériennes très mineures (4,9 %), comparé aux intestins (10,8 %)et à l’eau (13,0%). Bien que plus élevées dans les quatre premiers segments intestinaux, les activités protéolytiques ont été généralement faibles chez le tilapia. La présence d’inhibiteurs des protéases a été mise en évidence dans les ingrédients végétaux, dont le tourteau de soja a été plus inhibitif. Enfin, le coût de production/kg de poisson a été réduit avec l’aliment formulé (1,5USD/kg) comparé à la provende commerciale (2,3USD/kg), et ce coûta été davantage réduit pour les poissons élevés dans des étangs fertilisés (0,4 USD/kg) / Nile tilapia is one of the fresh water fish species that is best suited for low-input fish farming in tropical climate to alleviate food insecurity. The use of integrated aquaculture-agriculture (IAA) is a preferred approach for the sustainable development of rural aquaculture. This study was carried to assess the effects of feed and animal fertilizers (pig manure and duck droppings) on the physico-chemical and microbiological water quality, primary productivity of ponds, safety and fish growth, enzymatic digestibility of plant ingredients, feeding behaviour and production cost of Nile tilapia. The results showed that fertilization has influenced the physico-chemical properties of pond water without affecting negatively its quality. The best growth performance was recorded in fish fed with a formulated feed and those reared in fertilized ponds. Fertilization has improved primary productivity, with diatoms largely represented by a relative abundance of Flagilaria spp, the dominant prey in the stomach content of tilapia. Pretreatment of animal faeces by sun-drying prior to use, reduced bacterial infections in the analyzed samples, whose muscle tissues were colonized only by very minor bacterial infections (4.9%), compared to intestines (10.8%) and water (13.0%). Although higher in the first four intestinal segments, proteolytic activity was generally low in tilapia. The presence of protease inhibitors has been demonstrated in plant ingredients, of which soybean meal has been more inhibitive. Finally, the production cost/kg offish was reduced with formulated feed (1.5 USD/kg) compared to commercial feed (2.3 USD/USD), and this cost was further reduced for fish reared in fertilized ponds (0.4 USD/kg)

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Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A aplicabilidade de um método selecionado de medição indireta de vitelogenina (Vtg) em plasma sanguíneo de peixe, baseado na quantificação de fosfato álcali-lábil (alkali-labile phosphate-ALP) para acessar estrogenicidade em água, foi investigada na presente tese. O método foi originalmente desenvolvido para a espécie de peixe Carassius carassius (Carpa cruciana) e aplicado pela primeira vez na espécie Oreochromis niloticus (Tilápia do Nilo) no presente estudo. Com o objetivo de acessar a sensibilidade do método, em uma primeira etapa da investigação foram realizados estudos laboratoriais com soluções estoques de 17&#61537;-ethinylestradiol (EE2), 17&#61538;-estradiol (E2), e estrona (E1). Os efeitos destes hormônios foram investigados com base tanto na concentração quanto na carga, utilizando-se para tanto, unidades experimentais com volumes distintos (2 L e 130 L). Após a validação do método de ALP, a estrogenicidade foi avaliada nas seguintes águas contaminadas: (i) afluente e efluente de uma grande estação de tratamento de esgotos convencional (ETE) e de uma estação descentralizada de tratamento de esgoto de pequeno porte (Ecossistema Engenheirado-DEE); (ii) água superficial (SW) e água subterrânea (GW) coletadas em uma área de brejo contaminada com gasolina; (iii) água de uma lagoa urbana (LRF) da cidade do Rio de Janeiro, com alta densidade populacional e descarte clandestino de esgoto. Na segunda etapa foram analisados em microalgas os efeitos (outros que não disrupção endócrina) causados pelos hormônios EE2, E2 e E1. Os hormônios foram testados individualmente e em misturas, em culturas individuais e combinada (S+) das espécies de microalgas unicelulares P. subcapitata e D. subspicatus. Com base nos níveis de ALP para a espécie de peixe e no EC50 para as espécies de algas, os resultados mostraram que o EE2 e o E2 causaram disrupção endócrina superior e foram mais tóxicos do que o E1 para peixes e microalgas respectivamente. Quando em misturas (E+) de concentrações equivalentes (EE2:E2:E1), os estrogênios resultaram em efeito aditivo para as espécies O. niloticus e P. subcapitata, e menos que aditivo para D. subspicatus e cultivo misto de algas (S+). Culturas contendo ambas as espécies de algas (S+) por um longo período de exposição (96 h) resultaram na atenuação dos efeitos tóxicos causados pela exposição, tanto individual (EE2, E2 ou E1), quanto na mistura (E+) dos estrogênios, medidos em termos de EC50 (T0h 0,07; 0,09; 0,18; e 0,06 g mL-1; e T96h 1,29; 1,87; 5,58; e 4,61 g mL-1, respectivamente). O DEE apresentou uma maior eficiência na remoção dos disrutores endócrinos do que a ETE convencional. Foi detectada estrogenicidade em amostras da LRF, e de água SW e GW em área brejosa contaminada com gasolina. Os resultados dos ensaios sugerem que as interações (efeitos aditivos ou menos que aditivo) causadas pela mistura dos estrogênios assim como, as interações entre as espécies de algas afetaram o resultado final dos ensaios ecotoxicológicos. Um fator raramente abordado em estudos ecotoxicológicos que foi destacado na presente tese refere-se à importância de considerar não somente a concentração e a dosagem, mas também a carga aplicada e o volume das unidades experimentais. Devido à boa sensibilidade do O. niloticus quando exposto às concentrações relativamente baixas dos estrogênios, a combinação do método de ALP com os biomarcadores auxiliares (particularmente MN) pode ser um protocolo adequado para a detecção de estogenicidade e genotoxicidade respectivamente em diferentes ambiente aquáticos contaminados, como parte de um programa de monitoramento ambiental / The applicability of one selected method for indirect measurement of vitellogenin (Vtg) in fish plasma based on the quantification of alkali-labile phosphates (ALP method) to assess estrogenicity in water was investigated. The ALP method applied in this investigation was originally developed with Carassius carassius (Crucian carps). This thesis describes the first attempt of using this method with Oreochromis niloticus (Nile tilapia). In a first part of the investigation, laboratory studies were conducted with water spiked with 17&#61537;-ethinylestradiol (EE2), 17&#61538;-estradiol (E2), and estrone (E1) in order to assess the method sensitivity. The effects of these estrogens were investigated on the basis of both load and concentration, using experimental units with two different volumes (2 L and 130 L). After validation of the method, the estrogenicity of the following contaminated waters was assessed: (i) affluent and effluent of one large conventional municipal wastewater treatment plant (WWTP) and one small decentralized wastewater treatment plant (Decentralized Engineered Ecosystem-DEE); (ii) surface water (SW) and groundwater (GW) obtained from a gasoline-contaminated marshland; (iii) samples from a urban lagoon (LRF) located in Rio de Janeiro city with high density population and clandestine sewage discharge. An additional goal of the thesis was to assess the effect (other than endocrine disruption) caused by EE2, E2 and E1 to microalgae. Assays with single and mixed estrogens and single and combined cultures (S+) of the green microalgae P. subcapitata and D. subspicatus were carried out. The results have shown that EE2 and E2 were more estrogenic and toxic than E1 to the fishes and to the microalgae respectively. Mixed solutions of estrogens (E+) in equal proportions (EE2:E2:E1) resulted in additive effect on O. niloticus and P. subcapitata and less-than-additive effect on D. subspicatus and S+ measured as ALP (for fish) and EC50 (for microalgae). Combined cultivation of both algae species and longer exposure time (96 h) resulted in attenuation of the toxic effects caused by single (EE2, E2 or E1) and mixed (E+) estrogens according to EC50 (T0h 0.07, 0.09, 0.18, and 0.06 g mL-1; and T96h 1.29, 1.87, 5.58, and 4.61 g mL-1, respectively). The decentralized engineered ecosystem was more efficient than the conventional WWTP regarding estrogenicity removal from the final effluent. Estrogenicity was detected in some samples of the LRF and the SW and GW of the gasoline-contaminated marshland. Therefore, the investigations suggested that interactions (additive and less-than additive effect) take place when different estrogens are present in the water environment and interactions also occur between algae species, which affect the final toxicity. Additionally, the study highlighted the importance of taking into account not only concentration and dose regime but also the mass load and therefore, the volume used in the experimental units, which are rarely addressed in ecotoxicity assays. Considering the good sensitivity of O. niloticus exposed to relatively low concentrations of estrogens, the combination of the ALP method with auxiliary biomarkers (particularly MN) can be a suitable protocol for estrogenicity and genotoxicity detection in different contaminated waters as part of water environmental monitoring programs

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A aplicabilidade de um método selecionado de medição indireta de vitelogenina (Vtg) em plasma sanguíneo de peixe, baseado na quantificação de fosfato álcali-lábil (alkali-labile phosphate-ALP) para acessar estrogenicidade em água, foi investigada na presente tese. O método foi originalmente desenvolvido para a espécie de peixe Carassius carassius (Carpa cruciana) e aplicado pela primeira vez na espécie Oreochromis niloticus (Tilápia do Nilo) no presente estudo. Com o objetivo de acessar a sensibilidade do método, em uma primeira etapa da investigação foram realizados estudos laboratoriais com soluções estoques de 17&#61537;-ethinylestradiol (EE2), 17&#61538;-estradiol (E2), e estrona (E1). Os efeitos destes hormônios foram investigados com base tanto na concentração quanto na carga, utilizando-se para tanto, unidades experimentais com volumes distintos (2 L e 130 L). Após a validação do método de ALP, a estrogenicidade foi avaliada nas seguintes águas contaminadas: (i) afluente e efluente de uma grande estação de tratamento de esgotos convencional (ETE) e de uma estação descentralizada de tratamento de esgoto de pequeno porte (Ecossistema Engenheirado-DEE); (ii) água superficial (SW) e água subterrânea (GW) coletadas em uma área de brejo contaminada com gasolina; (iii) água de uma lagoa urbana (LRF) da cidade do Rio de Janeiro, com alta densidade populacional e descarte clandestino de esgoto. Na segunda etapa foram analisados em microalgas os efeitos (outros que não disrupção endócrina) causados pelos hormônios EE2, E2 e E1. Os hormônios foram testados individualmente e em misturas, em culturas individuais e combinada (S+) das espécies de microalgas unicelulares P. subcapitata e D. subspicatus. Com base nos níveis de ALP para a espécie de peixe e no EC50 para as espécies de algas, os resultados mostraram que o EE2 e o E2 causaram disrupção endócrina superior e foram mais tóxicos do que o E1 para peixes e microalgas respectivamente. Quando em misturas (E+) de concentrações equivalentes (EE2:E2:E1), os estrogênios resultaram em efeito aditivo para as espécies O. niloticus e P. subcapitata, e menos que aditivo para D. subspicatus e cultivo misto de algas (S+). Culturas contendo ambas as espécies de algas (S+) por um longo período de exposição (96 h) resultaram na atenuação dos efeitos tóxicos causados pela exposição, tanto individual (EE2, E2 ou E1), quanto na mistura (E+) dos estrogênios, medidos em termos de EC50 (T0h 0,07; 0,09; 0,18; e 0,06 g mL-1; e T96h 1,29; 1,87; 5,58; e 4,61 g mL-1, respectivamente). O DEE apresentou uma maior eficiência na remoção dos disrutores endócrinos do que a ETE convencional. Foi detectada estrogenicidade em amostras da LRF, e de água SW e GW em área brejosa contaminada com gasolina. Os resultados dos ensaios sugerem que as interações (efeitos aditivos ou menos que aditivo) causadas pela mistura dos estrogênios assim como, as interações entre as espécies de algas afetaram o resultado final dos ensaios ecotoxicológicos. Um fator raramente abordado em estudos ecotoxicológicos que foi destacado na presente tese refere-se à importância de considerar não somente a concentração e a dosagem, mas também a carga aplicada e o volume das unidades experimentais. Devido à boa sensibilidade do O. niloticus quando exposto às concentrações relativamente baixas dos estrogênios, a combinação do método de ALP com os biomarcadores auxiliares (particularmente MN) pode ser um protocolo adequado para a detecção de estogenicidade e genotoxicidade respectivamente em diferentes ambiente aquáticos contaminados, como parte de um programa de monitoramento ambiental / The applicability of one selected method for indirect measurement of vitellogenin (Vtg) in fish plasma based on the quantification of alkali-labile phosphates (ALP method) to assess estrogenicity in water was investigated. The ALP method applied in this investigation was originally developed with Carassius carassius (Crucian carps). This thesis describes the first attempt of using this method with Oreochromis niloticus (Nile tilapia). In a first part of the investigation, laboratory studies were conducted with water spiked with 17&#61537;-ethinylestradiol (EE2), 17&#61538;-estradiol (E2), and estrone (E1) in order to assess the method sensitivity. The effects of these estrogens were investigated on the basis of both load and concentration, using experimental units with two different volumes (2 L and 130 L). After validation of the method, the estrogenicity of the following contaminated waters was assessed: (i) affluent and effluent of one large conventional municipal wastewater treatment plant (WWTP) and one small decentralized wastewater treatment plant (Decentralized Engineered Ecosystem-DEE); (ii) surface water (SW) and groundwater (GW) obtained from a gasoline-contaminated marshland; (iii) samples from a urban lagoon (LRF) located in Rio de Janeiro city with high density population and clandestine sewage discharge. An additional goal of the thesis was to assess the effect (other than endocrine disruption) caused by EE2, E2 and E1 to microalgae. Assays with single and mixed estrogens and single and combined cultures (S+) of the green microalgae P. subcapitata and D. subspicatus were carried out. The results have shown that EE2 and E2 were more estrogenic and toxic than E1 to the fishes and to the microalgae respectively. Mixed solutions of estrogens (E+) in equal proportions (EE2:E2:E1) resulted in additive effect on O. niloticus and P. subcapitata and less-than-additive effect on D. subspicatus and S+ measured as ALP (for fish) and EC50 (for microalgae). Combined cultivation of both algae species and longer exposure time (96 h) resulted in attenuation of the toxic effects caused by single (EE2, E2 or E1) and mixed (E+) estrogens according to EC50 (T0h 0.07, 0.09, 0.18, and 0.06 g mL-1; and T96h 1.29, 1.87, 5.58, and 4.61 g mL-1, respectively). The decentralized engineered ecosystem was more efficient than the conventional WWTP regarding estrogenicity removal from the final effluent. Estrogenicity was detected in some samples of the LRF and the SW and GW of the gasoline-contaminated marshland. Therefore, the investigations suggested that interactions (additive and less-than additive effect) take place when different estrogens are present in the water environment and interactions also occur between algae species, which affect the final toxicity. Additionally, the study highlighted the importance of taking into account not only concentration and dose regime but also the mass load and therefore, the volume used in the experimental units, which are rarely addressed in ecotoxicity assays. Considering the good sensitivity of O. niloticus exposed to relatively low concentrations of estrogens, the combination of the ALP method with auxiliary biomarkers (particularly MN) can be a suitable protocol for estrogenicity and genotoxicity detection in different contaminated waters as part of water environmental monitoring programs

Orientador: Eduardo Alves de Almeida / Banca: José Maria Monserrat / Banca: Camilo Dias Seabra Pereira / Resumo: Atualmente, combustíveis fósseis como o óleo diesel estão sendo gradualmente substituí-dos pelo biodiesel, uma fonte de energia renovável, mais barata e menos poluente. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos tóxicos desta nova fonte de energia e se é mais ou menos pre-judicial do que o diesel derivado do petróleo sobre os organismos aquáticos. No Brasil, desde janeiro de 2010, o biodiesel B5 está sendo obrigatoriamente utilizado como combustível e na composição de óleos lubrificantes no lugar do petrodiesel. Sendo assim, este trabalho analisou comparativamente as respostas bioquímicas que desencadeiam o estresse oxidativo e suas con-sequências, entre duas espécies de peixes, a tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus, e o cascudo marrom, Pterygoplichthys anisitsi, após a exposição ao óleo diesel e ao biodiesel. Para isso os animais foram submetidos à exposição ao óleo diesel, biodiesel B5, B20 e B100 nas concentra-ções de 0,01 e 0,1 mL/L por dois e sete dias. Em seguida, amostras de fígado e brânquias foram retiradas para as análises da 7-etóxi-resorufina-O-deetilase (EROD), glutationa-S-transferase (GST), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e níveis de malondialdeído (MDA). Para O. niloticus, na maioria das análises, o biodiesel B5 demonstrou ser a mistura que mais alterou a atividade das enzimas e aumentou a peroxidação lipídica e a mistura B20 foi menos prejudicial, pois alterou apenas a atividade da catalase e a atividade da EROD de forma mais discreta que os outros tratamentos. Já com P. anisitsi, as misturas B5 e B20 alteraram a maioria das enzimas testadas, e em alguns casos induziu mais a atividade enzimática que o óleo diesel. Contudo, o sistema antioxidante dos cascudos foi mais eficiente no combate às EROs, visto que apresentou apenas pequena peroxidação nas brânquias gerada pela exposição... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Currently, fossil fuels such as diesel are being gradually replaced by biodiesel, a renewa-ble energy source, cheaper and less polluting. However, little is known about the toxic effects of this new energy source and whether it is more or less harmful than petroleum-derived die-sel on aquatic organisms. In Brazil, since January 2010, B5 biodiesel is mandatorily used as fuel and in the composition of lubricating oils instead of diesel oil. Thus, this study compared the biochemical responses that trigger oxidative stress and its consequences among two spe-cies of fish, the Nile tilapia, Oreochromis niloticus, and the armored catfish, Pterygoplichthys anisitsi after exposure to diesel oil and biodiesel. Fish were exposed to diesel fuel, biodiesel, B5, B20 and B100 at concentrations of 0.01 and 0.1 mL/L for two and seven days. Then, samples of liver and gills were removed for analysis of ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD), glutathione-S-transferases (GST), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione pe-roxidases (GPx) and malondialdehyde (MDA). For O. niloticus, in most of the analysis, B5 was the compound that most affected the activity of enzymes and increased lipid peroxidation, and B20 blend was less harmful, since it changed only the catalase activity and EROD. In the case of P. anisitsi, B5 and B20 blends changed most of the enzymes tested, and in some cases induced a higher enzyme activity than the diesel. However, the antioxidant system of the armored catfish was more effective in combating the ROS, since they presented only a small gills peroxidation generated by exposure to B20 and B100. Taking into account the fish species, exposure period and concentrations tested, biodiesel from animal tallow and its blends with diesel oil generated oxidative stress and enzymatic changes in O. niloticus and P. anisitsi as much as pure diesel. Therefore, even being a more... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre