Avaliação da eficiência de remoção do contaminante de origem farmacêutica atenolol pela planta phragmites australis em leitos construídos de macrófitas

O atenolol é um fármaco β-bloqueador normalmente encontrado em águas residuais devido à incapacidade que os processos convencionais de tratamento destas águas têm em removê-lo. Neste trabalho foram utilizados microcosmos de leitos construídos de macrófitas de fluxo sub-superficial utilizando uma matriz de argila expandida (LECA) e plantados com Phragmites australis para avaliar a sua capacidade em remover atenolol das águas residuais. Para a detecção e quantificação do atenolol em soluções aquosas (águas e efluentes) desenvolveu-se e optimizou-se uma metodologia analítica usando separação cromatográfica por HPLC e detecção espectrofotométrica por diode array (HPLC-DAD) ou por ultravioleta visível (HPLC-UV-Vis). Desenvolveu-se também um procedimento de limpeza e concentração de amostra por extracção em fase sólida (SPE), o qual foi utilizado sempre que as concentrações do analito se encontraram abaixo dos limites de quantificação do equipamento. A utilização desta metodologia de HPLC, combinada com uma eficaz pré-concentração por SPE, resultou num método analítico com um limite de quantificação muito reduzido (9 ngmL-1) e elevada reprodutibilidade (RSD<4%). A eficiência de remoção de atenolol pelos sistemas de macrófitas estudados foi de 93% após um tempo de retenção de 4 dias. Foram testados leitos só com LECA e com LECA e plantas para remoção do atenolol. Nos leitos só com LECA, a cinética de remoção foi caracterizada por um rápido passo inicial (uma remoção de aproximadamente 75% após apenas 24 h), o qual é frequentemente atribuído à adsorção na matriz de LECA. A remoção de atenolol nos leitos de LECA continuou a aumentar de forma constante até ao final do ensaio (8 dias), sendo, contudo cerca de 5-10% mais baixo do que o valor observado nos leitos das plantas após os 4 primeiros dias. Para o tempo de retenção de 4 dias a maioria do atenolol é removido pela matriz de LECA, porém um acréscimo de cerca de 12-14% relativamente à eficiência de remoção global pode ser atribuído às plantas (Phragmites australis), o que está de acordo com trabalhos anteriormente publicados. Apesar de ser necessário realizar mais testes utilizando sistemas em larga escala, de modo a conseguir avaliar totalmente o comportamento do atenolol num sistema de leitos construídos de macrófitas, o presente estudo apresenta a possibilidade de aplicar este tipo de sistemas, relativamente baratos, no tratamento de águas residuais contaminadas com atenolol. ABSTRACT: Atenolol is a β-blocker drug commonly found in wastewaters due to the inability of the conventional wastewater treatment processes to remove it. ln this study, subsurface flow constructed wetland microscosm systems have been established with a matrix of light expanded clay aggregates (LECA) and planted with Phragmites australis in order to evaluate their ability to remove atenolol from wastewater. For the detection and quantification of atenolol in aqueous solutions (water and wastewater), an adequate analytical methodology was developed and optimized using chromatographic separation by HPLC and diode array (DAD) or UV-Vis spectrophotometric detection. A sample clean-up and preconcentration procedure by solid phase extraction (SPE) was also developed for use whenever the concentration levels of the analyte were below the instrument's limit of quantification. Combined with an efficient SPE concentration step, the use of HPLC yielded an analytical method for atenolol quantification with very low LOQ (9 ngmL-1) and high reproducibility (RSD< 4%). Overall atenolol removal efficiency of 93% was achieved after a retention time of only 4 days with the microcosm systems planted with Phragmites australis. The removal kinetics was characterized by an initial fast step (removal of about 75% after just 24h) which is mainly attributable to adsorption on the LECA matrix. Atenolol removal in LECA beds continues to increase in a steady pace up to the end of the assay (8 days) being nevertheless about 5-l 0% lower than those observed in the planted beds after the first 4 days. For the retention time of 4 days most of the atenolol is removed by the LECA matrix but an additional 12-14% to the overall removal efficiency can be attributed to the Phragmites plants, which comes in agreement with other published reports. Despite the fact that further tests using larger­ scale systems are required to fully evaluate the atenolol behavior in a constructed wetland system, this study points out to the possible application of these low-cost wastewater systems to treat atenolol contaminated wastewater.

"C. elegans: modelo biológico do presente e do futuro"

Nos meados da década de 60, o Nobel da Medicina Sidney Brenner propôs a utilização do nemátode bacteriófago, do solo, Caenorhabditis elegans, também conhecido como C. elegans, para estudos de genética e desenvolvimento, dado possuir um conjunto de características que o tornavam o ideal para modelo biológico, nomeadamente a sua pequena dimensão (ca. de 1 mm), facilidade de observação, facilidade de cultivo e manutenção em laboratório, curto ciclo de vida com uma capacidade reprodutiva notável, presença de hermafroditas e machos (5%). O seu artigo seminal de 1974, “The genetics of C. elegans” abriu o caminho para a investigação nesta área. Hoje em dia, revistas como a Nature, Science, Genes and Development, etc… publicam frequentemente os resultados da investigação com recurso a este modelo. É de notar, no entanto, que os nemátodes têm sido utilizados há muito tempo como modelo de estudo, tais como van Beneden, em finais do século XIX, que observando células de Ascaris equorum, descobriu o fenómeno da meiose. O fenómeno da fertilização foi igualmente descoberto num nemátode. Desde a década de setenta até aos nossos dias, o C. elegans tem sido intensamente utilizado para estudos de anatomia interna e sua correlação com linhagens celulares e desenvolvimento. Assim, Sulston e Horvitz elucidaram a origem e desenvolvimento das 959 células somáticas que, de uma forma constante, se produzem nesta espécie (eutelia). Um dos primeiros sistemas a ser estudado foi o sistema nervoso, sendo este nemátode o primeiro animal de que se conhece perfeitamente a identidade de todos os neurónios, a sua linhagem e o circuito nervoso global. Para além de modelo de biologia do desenvolvimento, o C. elegans tem sido alvo de estudo do fenómeno do envelhecimento celular, tendo sido possível identificar os respectivos genes. Kennyon, nos anos 90, e mais recentemente Arantes e Oliveira, têm demonstrado ser possível “prolongar” a vida deste animal de 21 para mais de 180 dias, o que corresponde a 675 anos em vida humana, através de manipulações diversas, tais como agentes mutagénicos, ablação com raio laser, etc.. Também o mecanismo de morte celular programada ou “apoptose” tem sido estudado neste modelo. Em 2002, o Comité Nobel entendeu atribuir o prémio Nobel da Medicina a Brenner, Sulston e Horvitz “for their discoveries concerning genetic regulation of organ development and programmed cell death”. É interessante notar pela leitura de “The common thread”, de John Sulston, a importância decisiva da sequenciação do genoma de C. elegans, em 1998, para o avanço na sequenciação do genoma humano efectuada em 2000, e de cuja mega-equipa Sulston participou de forma decisiva. Finalmente, e como modelo pedagógico, o nemátode C. elegans constitui a escolha ideal para diversas disciplinas dos cursos de Biologia, tais como Biologia celular, Histologia, Biologia do Desenvolvimento, Genética, Etologia, etc….

Morphobiometric and molecular characterization of Bursaphelenchus Fuchs, 1937 (Nematoda: Aphelenchoididae) species associated with Pinus pinaster Ainton in Portugal

Abstract - The genus Bursaphelenchus comprises almost 100 species mainly from the northern hemisphere, with conifers as the most important hosts. Among the various nematode species, the pine wood nematode (PWN), Bursaphelenchus xylophilus, is the casual agent of pine wilt disease (PWD), and the most important forest pest for pines worldwide, classified as an A1 quarantine organism within the European Union. In 1999 this nematode was detected for the first time in Portugal and Europa associated with maritime pine, Pinus pinaster. Following detection, a national program denominated "Programa Nacional de Luta contra o Nemátodo da Madeira do Pinheiro" (PROLUNP) was created to, among other objectives, determine the distribution of the PWN and its associated vector(s) and host(s), and therefore intensive surveys covering the entire country were conducted with thousands of wood samples and suspected insects being analyzed. This thesis presents the listing, distribution, frequency and the insects associated with Bursaphelenchus species found associated with maritime pine in Portugal, identifying and characterizing the various species by morphological, biometrical and molecular biology (ITS-RFLP and rDNA sequencing analysis) techniques. To achieve the objectives, a total of 4813 maritime pine wood samples and 3294 insects from 22 species and six families were individually analyzed. A total of nine Bursaphelenchus species were found, namely: B. antoniae, B. hellenicus, B. leoni, B. mucronatus, B. pinasteri, B. sexdentati, B. teratospicularis, B. tusciae and B. xylophilus, all of them (with the exception of B. xylophilus) being new records for Portugal. Some of the species appear to have a widespread distribution, such as B. leoni, B. teratospicularis and B. tusciae while others were very rarely found and apparently have a localized distribution range within the country, namely B. antoniae and B. mucronatus. The majority of the species is characteristic of the Mediterranean region and can also be found in countries such as Spain, Italy and Greece, reflecting the affinity of our fauna with those locations. The association of B. hellenicus and B. tusciae with maritime pine is here reported for the first time. Six of the Bursaphelenchus species were also found associated with insects, mainly from the family Scolytidae (Coleoptera). Some of these interactions were described for the first time, namely: B. hellenicus with both Ips sexdentatus and Hylurgus ligniperda, B. sexdentati with both H. ligniperda and Orthotomicus erosus and B. tusciae with H. ligniperda. The exclusive association of B. xylophilus with the cerambycid Monochamus galloprovincialis was also confirmed. The nematode's dauer juveniles were usually found in low numbers in the insect vectors (ca 10-100 per insect), although for B. xylophilus a few thousand specimens per insect were sometimes found. The location of the dauer juveniles differed according to the species, although they were more common under the elytra and wings of the adult insects. A species new to science was detected and formally described as B. antoniae, associated with Hylobius sp. (Coleoptera; Curculionidae) beetles. Morphologically, this new species is very similar to B. hylobianum, although it's distinct ITS-RFLP molecular pattern (with only the enzyme Haelll producing comparable restriction bands) and the failure of hybridization supported the two species as distinct entities. Additional phylogenetic analysis of the 18S rDNA sequence further supported the taxonomical proximity of B. antoniae with B. hylobianum. Concerning the PWN, detailed studies on the development and morphology of B. xylophilus were conducted, and comparative measurements of field-collected and laboratory-maintained populations demonstrated that nematodes from the second group displayed larger size in all morphometric parameters, which could derive from more adequate conditions of nourishment and/or temperature. Taxonomical studies on the development stages of B. xylophilus confirmed the existence of four propagative juvenile stages (J1,J2,J3 and J4), an adult stage with both sexes and two dispersal stages (jIII e jIV), with the measurements of the gonad length allowing the separation of the propagative stages. It is hoped that the acquired knowledge will be useful on future surveys of nematodes of the Bursaphelenchus genus collected from either wood material or insect vectors, and facilitate the correct distinction and identification of the various species which are now known to occur. ### Resumo - 0 género Bursaphelenchus compreende quase 100 espécies, distribuídas sobretudo nos países do hemisfério norte do globo terrestre. Embora algumas espécies já tenham sido detectadas em plantas herbáceas, os hospedeiros vegetais mais comuns deste género são as coníferas, particularmente pinheiros. 0 nemátode da madeira do pinheiro (NMP), Bursaphelenchus xylophilus, é considerado a espécie mais importante deste género uma vez que é o agente causal da doença da murchidão dos pinheiros ("pine wilt disease"). Originário dos Estados Unidos, onde não causa grande impacte, o NMP foi introduzido em alguns países da Ásia (China, Japão, Coreia e Taiwan) e mais recentemente na Europa (Portugal). Nestas regiões é responsável pela destruição de milhares de hectares de coníferas, assumindo uma elevada importância económica. Em Portugal, depois da sua detecção em 1999, associado a Pinus pinaster, foi implementado um programa nacional "Programa Nacional de Luta contra o Nemátodo da Madeira do Pinheiro" (PROLUNP) que permitiu determinar a área afectada pela praga (a sul do rio Tejo, península de Setúbal) bem como definir e implementar estratégias de controlo e prevenção da disseminação do NMP a outras zonas de Portugal. Recentemente, em Junho de 2008, foi confirmada a presença de B. xylophilus em outras regiões de Portugal levando as autoridades oficiais a definir todo o território continental como zona afectada e de restrição. As prospecções intensivas realizadas nos últimos anos incluíram a recolha e análise de milhares de amostras de madeira de pinheiro bem como de insectos associados ao pinheiro bravo conduzindo à identificação de várias espécies de Bursaphelenchus. Assim, os estudos conduzidos neste trabalho tiveram como objectivos efectuar uma caracterização morfológica, biométrica e molecular das espécies associadas a P. pinaster em Portugal bem como a sua distribuição geográfica e abundância. Os estudos biométricos foram realizados com populações extraídas directamente do meio natural. Foi ainda realizada uma pesquisa que permitiu identificar os insectos a que estão associadas essas espécies, os seus possíveis vectores. Foram analisadas no total 4813 amostras de P. pinaster e 3294 insectos (22 espécies pertencentes a seis famílias diferentes). Foram identificadas um total de nove espécies: B. antoniae n. sp., B. hellenicus, B. leoni, B. mucronatus, B. pinasteri, B. sexdentati, B. teratospicularis, B. tusciae e B. xylophilus. Foram realizados estudos morfológicos e biométricos de todas as espécies com excepção de B. mucronatus; o reduzido número de exemplares encontrados em apenas uma amostra foram utilizados para efectuar o diagnóstico molecular desta espécie (ITS-RFLP). Apesar de ter havido, sempre que possível, a confirmação molecular, na maioria dos casos a caracterização morfológica e biométrica permitiu a correcta identificação das espécies. Contudo, foi imprescindível a análise molecular em algumas amostras, nomeadamente para a identificação de B. xylophilus e B. sexdentati; dada a grande semelhança entre B. xylophilus e B. mucronatus e tendo sido encontradas algumas populações de B. xylophilus que possuíam fêmeas com cauda mucronada, foi necessária a realização da confirmação molecular. Com excepção de B. xylophilus, todas as outras espécies foram reportadas pela primeira vez em Portugal. Juntamente com B. xylophilus, B. pinasteri foi a espécie encontrada nas amostras de madeira de pinheiro com maior frequência. Algumas destas espécies como B. leoni, B. teratospicularis e B. tusciae foram reportadas em diferentes localidades do norte, centro e sul de Portugal, apresentando uma vasta distribuição geográfica; este resultado está em consonância com a forte associação destas espécies a climas mediterrânicos tal como acontece em Espanha, França, Itália e Grécia. Em oposição, espécies como B. antoniae e B. mucronatus foram encontradas apenas numa ocasião na região centro (Leiria) e norte (Figueira da Foz) do país, respectivamente. Bursaphelenchus mucronatus é igualmente pouco frequente em Espanha onde ocorre sobretudo na região norte, na Galiza. Esta espécie preferirá climas mais frios, ocorrendo com uma maior frequência nas regiões de latitude norte; esta análise é corroborada pela presença constante em países como Alemanha, Finlândia, França, Noruega, Rússia e Suécia. A nível mundial são descritas neste trabalho pela primeira vez as associações das espécies B. hellenicus e B. tusciae ao hospedeiro vegetal P. pinaster.

Conhecer GLOBAL Atuar LOCAL

O consumo de substâncias psicoativas e os comportamentos aditivos no contexto escolar, constituem hoje um sério problema de saúde pública. A comunidade educativa é confrontada com enormes desafios no sentido do desenvolvimento de uma resposta única, integrada e pragmática para um fenómeno em constante evolução. A avaliação do perfil do uso de drogas numa dada população permite o desenvolvimento de programas mais realistas e ainda, quando a pesquisa é realizada sistematicamente, passa a representar um indicador fundamental para a avaliação dos resultados de intervenções eventualmente implementadas num dado período de tempo. Neste quadro, julgamos pertinente e oportuno a concretização deste estudo e o envolvimento de toda a comunidade escolar assim como parceiros estratégicos com atuação na área da saúde, educação, investigação e intervenção social. Objetivos: (1) Desenvolver avaliação diagnóstica, ao nível regional, sobre os hábitos, comportamentos de risco, consumo de álcool, tabaco e outras drogas nos adolescentes em idade escolar. (2) Criar uma estrutura observacional permanente dos comportamentos aditivos dos jovens. Método: Estudo com abordagem quantitativa do tipo descritiva, longitudinal, realizado a 1181 alunos do7º ano de escolaridade das escolas da região Alentejo. A recolha de dados foi realizada através da aplicação de questionário online. O questionário será aplicado anualmente, aos alunos do 7º e 9º ano, no sentido de possibilitar a monitorização dos comportamentos de saúde dos adolescentes relativamente aos consumos nocivos, o que permitirá que cada grupo seja sujeito ao mesmo questionário duas vezes ao longo do seu percurso escolar (no 7º e no 9º ano). Será solicitada a colaboração de todos os atores relevantes das escolas envolvidas no projeto. Resultados: A amostra é constituída por 537 rapazes e 644 raparigas. Da amostra 34,68% consumiram bebidas alcoólicas alguma vez na vida; 39,38% utilizaram o tabaco; 18,95% cheirou demoradamente substâncias como colas, vernizes e solventes por causa dos seus efeitos; 1,81% consumiu marijuana ou haxixe ou erva; 1,03% tranquilizantes ou sedativos e 0,94 % a cocaína. Dos que já fumaram tabaco 70,98% fizeram-no a primeira vez com os amigos. As bebidas mais consumidas foram a cerveja (23,93%), seguido das bebidas destiladas (13,63%) e do vinho (7,67%). 12,18% dos estudantes tomou cinco ou mais bebidas seguidas, nos últimos trinta dias. A maioria começou a consumir bebidas alcoólicas com os amigos (19,08%) ou com um familiar (18,99%). Considerando a idade dos jovens da amostra, os resultados mostram que o acesso às substâncias psicoativas ocorreu em idades bastante precoces. Conclusão: o consumo de novas substâncias psicoativas (lícitas e ilícitas), novos padrões de consumo e novas dependências, têm importantes implicações em termos de saúde pública, ocupando hoje, no quadro das prioridades de intervenção na área da promoção da saúde, um lugar de destaque. Projetos contínuos sujeitos a avaliações rigorosas são um dos caminhos para perceber se os jovens são capazes de enfrentar os riscos e os desafios que espreitam nos vários cenários por onde se movimentam. Neste quadro, o futuro das intervenções comunitárias na área da saúde dirigidas ao meio escolar deverão ter nas evidências científicas um pilar essencial.

Conhecer GLOBAL Atuar LOCAL

O consumo de substâncias psicoativas e os comportamentos aditivos no contexto escolar, constituem hoje um sério problema de saúde pública. A comunidade educativa é confrontada com enormes desafios no sentido do desenvolvimento de uma resposta única, integrada e pragmática para um fenómeno em constante evolução. A avaliação do perfil do uso de drogas numa dada população permite o desenvolvimento de programas mais realistas e ainda, quando a pesquisa é realizada sistematicamente, passa a representar um indicador fundamental para a avaliação dos resultados de intervenções eventualmente implementadas num dado período de tempo. Neste quadro, julgamos pertinente e oportuno a concretização deste estudo e o envolvimento de toda a comunidade escolar assim como parceiros estratégicos com atuação na área da saúde, educação, investigação e intervenção social. Objetivo: - Desenvolver avaliação diagnóstica, ao nível regional, sobre os hábitos, comportamentos de risco, consumo de álcool, tabaco e outras drogas nos adolescentes em idade escolar. - Criar uma estrutura observacional permanente dos comportamentos aditivos dos jovens. Método: Estudo com abordagem quantitativa do tipo descritiva, longitudinal, realizado a 1181 alunos do7º ano de escolaridade das escolas da região Alentejo. A recolha de dados foi realizada através da aplicação de questionário online. O questionário será aplicado anualmente, aos alunos do 7º e 9º ano, no sentido de possibilitar a monitorização dos comportamentos de saúde dos adolescentes relativamente aos consumos nocivos, o que permitirá que cada grupo seja sujeito ao mesmo questionário duas vezes ao longo do seu percurso escolar (no 7º e no 9º ano). Será solicitada a colaboração de todos os atores relevantes das escolas envolvidas no projecto. Resultados: A amostra é constituída por 537 rapazes e 644 raparigas. Da amostra 34,68% consumiram bebidas alcoólicas alguma vez na vida; 39,38% utilizaram o tabaco; 18,95% cheirou demoradamente substâncias como colas, vernizes e solventes por causa dos seus efeitos; 1,81% consumiu marijuana ou haxixe ou erva; 1,03% tranquilizantes ou sedativos e 0,94 % a cocaína. Dos que já fumaram tabaco 70,98% fizeram-no a primeira vez com os amigos. As bebidas mais consumidas foram a cerveja (23,93%), seguido das bebidas destiladas (13,63%) e do vinho (7,67%). 12,18% dos estudantes tomou cinco ou mais bebidas seguidas, nos últimos trinta dias. A maioria começou a consumir bebidas alcoólicas com os amigos (19,08%) ou com um familiar (18,99%). Considerando a idade dos jovens da amostra, os resultados mostram que o acesso às substâncias psicoativas ocorreu em idades bastante precoces. Conclusão: o consumo de novas substâncias psicoativas (lícitas e ilícitas), novos padrões de consumo e novas dependências, têm importantes implicações em termos de saúde pública, ocupando hoje, no quadro das prioridades de intervenção na área da promoção da 176 saúde, um lugar de destaque. Projetos contínuos sujeitos a avaliações rigorosas são um dos caminhos para perceber se os jovens são capazes de enfrentar os riscos e os desafios que espreitam nos vários cenários por onde se movimentam. Neste quadro, o futuro das intervenções comunitárias na área da saúde dirigidas ao meio escolar deverão ter nas evidências científicas um pilar essencial.