Nanomateriais manufaturados : avaliação de segurança através da caracterização dos seus efeitos genéticos

RESUMO - Os nanomateriais manufaturados (NMs), isto é, fabricados deliberadamente para fins específicos, apresentam propriedades físico-químicas únicas como a dimensão, área superficial ou funcionalização, que lhes conferem caraterísticas mecânicas, óticas, elétricas e magnéticas muito vantajosas para aplicações industriais e biomédicas. Efetivamente, a tecnologia baseada nos NMs, ou nanotecnologia, foi identificada como uma key enabling technology, impulsionadora do crescimento económico dos países industrializados, devido ao seu potencial para melhorar a qualidade e desempenho de muitos tipos de produtos e de processos. Contudo, a expansão da utilização de NMs contrasta com a insuficiente avaliação de risco para a saúde humana e para o ambiente, sendo considerados como um risco emergente para a saúde pública. As incertezas sobre a segurança dos NMs para a saúde pública advêm sobretudo de estudos epidemiológicos em humanos expostos a nanomateriais produzidos como consequência dos processos e atividades humanas e da poluição. Uma das principais preocupações relativamente aos efeitos adversos dos NMs na saúde humana é o seu potencial efeito carcinogénico, que é sugerido por alguns estudos experimentais, como no caso dos nanomateriais de dióxido de titânio ou dos nanotubos de carbono. Para avaliar em curto termo as propriedades carcinogénicas de um composto, utilizam-se frequentemente ensaios de genotoxicidade em linhas celulares de mamífero ou ensaios em modelos animais, em que se analisa uma variedade de lesões genéticas potencialmente relacionados com o processo de carcinogénese. No entanto, a investigação sobre as propriedades genotóxicas dos NMs não foi, até hoje, conclusiva. O presente estudo tem por objectivo principal caracterizar os efeitos genotóxicos associados à exposição a nanomateriais manufaturados, de forma a contribuir para a avaliação da sua segurança. Constituíram objectivos específicos deste estudo: i) avaliar a genotoxicidade dos NMs em três tipos de células humanas expostas in vitro: linfócitos humanos primários, linha celular de epitélio brônquico humano (BEAS-2B) e linha celular de adenocarcinoma epitelial de pulmão humano (A549); ii) avaliar a sua genotoxicidade num modelo de ratinho transgénico; iii) investigar alguns mecanismos de acção que poderão contribuir para a genotoxicidade dos nanomateriais, como a contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade induzida pelos NMs in vitro, e a investigação da sua bioacumulação e localização celular in vivo. Foram analisados os efeitos genotóxicos associados à exposição a duas classes de NMs, dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla, bem como a um NM de óxido de zinco, candidato a ser utlilizado como controlo positivo de dimensão nanométrica. Os xx NMs utilizados foram previamente caracterizados com detalhe relativamente às suas características físico-químicas e também relativamente à sua dispersão em meio aquoso e no meio de cultura. A metodologia incluiu ensaios de citotoxicidade e de genotoxicidade in vitro, designadamente, ensaios de quebras no DNA (ensaio do cometa) e nos cromossomas (ensaio do micronúcleo) em células humanas expostas a várias concentrações de NMs, por comparação com células não expostas. Também foram realizados ensaios in vivo de quebras no DNA, quebras cromossómicas e ainda um ensaio de mutações em vários órgãos de grupos de ratinhos transgénicos LacZ, expostos por via intravenosa a duas doses de dióxido de titânio. Foi investigada a existência de uma relação dose-resposta após exposição das células humanas ou dos animais a NMs. A contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade após exposição das células aos NMs in vitro foi explorada através do ensaio do cometa modificado com enzima. Realizaram-se estudos histológicos e citológicos para deteção e localização celular dos NMs nos órgãos-alvo dos ratinhos expostos in vivo. Os resultados demonstraram efeitos genotóxicos em alguns dos NMs analisados em células humanas. No entanto, os efeitos genotóxicos, quando positivos, foram em níveis reduzidos, ainda que superiores aos valores dos controlos, e a sua reprodutibilidade era dependente do sistema experimental utilizado. Para outros NMs, a evidência de genotoxicidade revelou-se equívoca, conduzindo à necessidade de esclarecimento através de ensaios in vivo. Para esse fim, recorreu-se a uma análise integrada de múltiplos parâmetros num modelo animal, o ratinho transgénico baseado em plasmídeo contendo o gene LacZ exposto a um NM de dióxido de titânio, NM-102. Embora tenha sido demonstrada a exposição e a acumulação do NM no fígado, não se observaram efeitos genotóxicos nem no fígado, nem no baço nem no sangue dos ratinhos expostos a esse NM. Neste estudo concluiu-se que algumas formas de dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla produzem efeitos genotóxicos em células humanas, contribuindo para o conjunto de evidências sobre o efeito genotóxico desses NMs. As diferenças observadas relativamente à genotoxicidade entre NMs do mesmo tipo, mas distintos em algumas das suas características físico-quimicas, aparentemente não são negligenciáveis, pelo que os resultados obtidos para um NM não devem ser generalizados ao grupo correspondente. Para além disso, a genotoxicidade equívoca verificada para o NM-102 em células humanas expostas in vitro, não foi confirmada no modelo in vivo, pelo que o valor preditivo da utilização dos ensaios in vitro para a identificação de NMs com efeitos genotóxicos (e portanto potencialmente carcinogénicos) ainda tem de ser esclarecido antes de ser possível extrapolar as conclusões para a saúde humana. Por sua vez, como a informação aqui produzida pelas metodologias in vitro e in vivo não reflete os efeitos de exposição continua ou prolongada, que poderá conduzir a efeitos genotóxicos distintos, esta xxi deverá ser complementada com outras linhas de evidência relativamente à segurança dos NMs. Perante a incerteza dos níveis de exposição real do organismo humano e do ambiente, a segurança da utilização dos NMs não pode ser garantida a longo prazo e, tendo em conta a elevada produção e utilização destes NMs, são prementes futuros estudos de monitorização ambiental e humana.

Variação espacial de cátions, ânions e variáveis físico-químicas no rio Solimões-Amazonas entre Manaus e Jutaí, bacia amazônica

Cátions e ânions majoritários são espécies químicas de grande importância nos diversos compartimentos aquáticos, porém, pouco abordados de forma exclusiva na bacia amazônica. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica espacial de Na+, Ca2+, K+, Mg2+, Cl- e SO4 2- em um trecho do rio Solimões-Amazonas, levando-se em consideração a alcalinidade, potencial hidrogeniônico (pH), condutividade elétrica (CE), sólidos totais em suspensão (STS) e carbono orgânico total (COT). As coletas foram realizadas em maio, julho e setembro de 2012 em sete pontos na calha principal do rio Solimões-Amazonas e na foz de alguns dos principais tributários: rios Jutaí, Juruá, Japurá e Purus. Os cátions e ânions foram analisados por cromatografia de íons, STS por gravimetria, pH por potenciometria, alcalinidade por titulação potenciométrica, CE por condutimetria e o COT por oxidação catalítica por combustão. As concentrações médias dos cátions seguiram esta ordem Ca2+>Na+>Mg2+>K+ e dos ânions SO4 2->Cl-. De montante à jusante a tendência foi diminuição nas concentrações de cátions e ânions, das variáveis pH, CE, STS e alcalinidade, além do aumento das concentrações de COT. O presente estudo evidenciou mudanças nas características químicas sofridas pelo rio Solimões em seu curso. O aporte dos tributários pode ser apontado como um dos fatores responsáveis por essas modificações.

Nanotechnological approaches using curcumin and Withania somnifera: neuroprotection and antimicrobial activities

Tese de Doutoramento em Biologia de Plantas

Acabamentos químicos em tecidos

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química

Condiciones físico-químicas y corrientes de la Bahía Paracas, Perú, durante dos días de noviembre de 1986

Las investigaciones se realizaron en 13 estaciones dentro de la Bahía Paracas el 11 y 12 de noviembre de 1986. Temperaturas, salinidades y concentraciones de oxígeno y nutrientes fueron determinadas cerca de la superficie y del fondo del mar, las corrientes además en profundidades intermedias.

Efeitos de polímeros hidrorretentores nas propriedades físico-hídricas de dois meios porosos

Com o propósito de avaliar os efeitos de polímeros hidrorretentores nas propriedades físicas e hidráulicas de dois meios porosos, realizou-se um experimento no Laboratório de Física do Solo da Universidade Federal do Paraná, entre 18/03 e 30/10/97. O polímero hidrorretentor usado foi produzido na Bélgica e os meios porosos foram um Latossolo Vermelho textura argilosa e uma Areia Quartzosa Marinha, ambos na forma de TFSA. Os polímeros foram aplicados na forma de grãos passados em peneira de 0,5 e 1 mm de diâmetro, nas seguintes concentrações: 0, 2, 4, 8, 16 e 32 kg m-3. Foram elaboradas as curvas de retenção a baixas tensões (0; 0,025; 0,045; 0,10; 0,20; 0,60; 1,5 e 3,0 mH2O), medidas as condutividades hidráulicas saturadas e estimados os diâmetros médios de poros. O processo da evaporação de água do solo foi simulado por modelagem numérica. As curvas de retenção de água medidas e os perfis de umidade simulados da evaporação afastaram-se consideravelmente da origem (testemunhas) pela adição de polímeros, particularmente na Areia Quartzosa Marinha. O diâmetro médio de poros também aumentou progressivamente com o aumento da concentração de polímeros. Foi verificado que, nas concentrações de polímeros acima de 8 kg m-3, as propriedades físico-hídricas dos meios porosos foram dominadas pela ação dos polímeros hidrorretentores.

Efeito de sistemas de uso e manejo nas propriedades físico-hídricas de um argissolo amarelo de tabuleiro costeiro

Os diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar em solos de tabuleiros costeiros podem causar alterações na estrutura original do solo. Os efeitos de diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar nas propriedades físico-hídricas de um Argissolo Amarelo coeso foram estudados em quatro áreas selecionadas na usina Triunfo, no Estado de Alagoas. Os tratamentos consistiram de uma área não irrigada, uma área irrigada, uma com aplicação de vinhaça e uma sob floresta nativa como condição original. As amostras foram retiradas das profundidades de 0-0,2, 0,2-0,4 e 0,4-0,8 m, para determinar as alterações na densidade do solo, distribuição de diâmetro dos poros, curvas de retenção de água no solo e condutividade hidráulica saturada. O maior grau de dispersão de argila nos solos cultivados com cana-de-açúcar promoveu maior acúmulo desta partícula nas camadas subsuperficiais do solo. Os sistemas de manejo com cana-de-açúcar aumentaram a compactação do solo, com conseqüente redução da macroporosidade e condutividade hidráulica saturada, e aumento da retenção de água disponível do solo.

Propriedades físico-hídricas de um Latossolo Vermelho submetido a diferentes sistemas de manejo

Uma das práticas mecânicas que podem ser adotadas também em solos sob plantio direto (PD) é a escarificação, que tem por objetivos reduzir a densidade do solo e a sua resistência mecânica à penetração das raízes e aumentar a permeabilidade do solo. O efeito dessas alterações sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas e o rendimento de grãos é dependente das condições climáticas vigentes. Em condições de umidade do solo ideal, as limitações físicas tendem a não se manifestar com muita intensidade. Este trabalho teve por objetivo estudar as alterações nas propriedades físico-hídricas de um Latossolo Vermelho distrófico típico, conduzido sob PD e submetido à descompactação por escarificação. Avaliaram-se a densidade do solo, a densidade máxima e umidade ótima de compactação, a densidade relativa, a infiltração da água e a condutividade hidráulica do solo saturado (K0) e não-saturado (Kteta), por meio de tensiometria a campo. Os resultados indicaram que a área com escarificação (PDE) apresentou infiltração de água e K0 superiores aos do PD, demonstrando ser uma alternativa para conservação do solo e da água, com efeitos que permaneceram por mais de um ano. A densidade do solo não apresentou diferenças entre os manejos, e o PDE mostrou menor densidade relativa. Conclui-se que a escarificação em solos sob PD tem efeitos por até 24 meses e melhora as condições para conservação do solo e da água.

Uso do solo e propriedades físico-mecânicas de Latossolo Vermelho

O preparo do solo, o tráfego de máquinas e o pisoteio animal em condições de umidade inadequada (consistência do solo no estado plástico) são alguns fatores que provocam deformações plásticas e não recuperáveis. Os objetivos deste trabalho foram determinar e avaliar as propriedades físicas e mecânicas do solo para caracterizar o estado de compactação e a capacidade de suporte de carga em três áreas com diferentes usos (pastejo rotacionado, mata nativa e preparo convencional). Foram coletadas amostras com estrutura preservada nas camadas de: 0,00-0,05; 0,05-0,10; e 0,10-0,15 m de um Latossolo Vermelho distrófico. O uso do solo provocou alterações nos valores de densidade do solo (de 0,84 Mg m-3, na mata nativa, a 1,48 Mg m-3, no pastejo rotacionado), pressão de pré-consolidação (de 16,5 kPa, no preparo convencional, a 79,4 kPa, no pastejo rotacionado), índice de compressão (de 0,14, no pastejo rotacionado, a 0,77, na mata nativa), resistência à penetração (de 0,45 MPa, no preparo convencional, a 2,56 MPa, no pastejo rotacionado) e macroporosidade (de 0,35 m³ m-3, na mata nativa, a 0,03 m³ m-3, no pastejo rotacionado). O pisoteio animal intensivo em área de pastagem causou alterações na estrutura do solo, gerando níveis de compactação restritivos às plantas. As áreas de mata nativa e preparo convencional são as mais suscetíveis à compactação do solo, apresentando elevado índice de compressão e baixa pressão de pré-consolidação e densidade do solo.

Propriedades físico-hídricas de solos de uma toposseqüência de tabuleiro do Estado da Bahia

Desenvolveu-se um estudo em uma toposseqüência de tabuleiro cultivada com laranjeiras 'Hamlin', localizada no Município de Sapeaçu, BA, com o objetivo de avaliar algumas propriedades físico-hídricas de um Latossolo Amarelo argissólico e de um Argissolo Amarelo, ambos apresentando aspecto coeso, e também de um Argissolo Acinzentado. Para isso, foram estudados três perfis, um para cada tipo de solo. Amostras deformadas e indeformadas foram coletadas em cada horizonte, com três repetições. Analisaram-se a granulometria, argila dispersa em água, densidade do solo, densidade de partículas, carbono orgânico, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, estabilidade de agregados e condutividade hidráulica saturada. Os horizontes coesos do Latossolo Amarelo argissólico e do Argissolo Amarelo apresentaram menor diâmetro médio ponderado de agregados e maior quantidade de microporos, refletindo em menor condutividade hidráulica saturada. O Argissolo Acinzentado apresentou maior macroporosidade e condutividade hidráulica saturada.

Degradação de pastagens na Região Amazônica: propriedades físicas do solo e crescimento de raízes

O objetivo deste trabalho foi avaliar: (i) a relação entre a degradação de pastagens de colonião manejadas com queima, e as modificações nas propriedades físicas e morfológicas de um Argissolo Vermelho-Amarelo da Amazônia; (ii) o crescimento radicular de pastagens com diferentes níveis de degradação; (iii) o potencial de recuperação de pastagens degradadas de colonião com a introdução de andropógon. Numa propriedade rural da Região de Marabá, PA, foram estudados quatro tipos de pastagem: pastagem produtiva de colonião (Panicum maximum Jacq.); pastagem de colonião em declínio produtivo; pastagem de colonião degradada (capoeira); pastagem de colonião degradada e recuperada com andropógon (Andropogon gayanus Kunth). Como referência das propriedades do solo antes do desmatamento, estudou-se, também, uma reserva de mata nativa. A queima das pastagens foi prática usual, e apesar disso, estas não foram adubadas. A degradação da pastagem diminuiu a cobertura do solo e o deixou exposto à chuva e ao pisoteio do gado, o que resultou em aumento da densidade do solo na camada superficial e diminuição do grau de floculação da argila e da porosidade total. A diminuição da produção da parte aérea na pastagem degradada foi acompanhada de diminuição do número de raízes no perfil do solo, e da concentração do sistema radicular próximo à superfície. O andropógon demonstrou bom potencial para recuperação das áreas de pastagens degradadas, na Região Amazônica.

Efeito do estádio de maturação dos frutos nas características físico-químicas de acerola

Este trabalho teve por objetivo avaliar características físico-químicas dos frutos de acerola, em três estádios de maturação. Foram usadas acerolas oriundas de duas matrizes (UFRPE 7 e UFRPE 8), durante as estações seca e chuvosa, num pomar comercial. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 3 (plantas matrizes x estádios de maturação dos frutos), e três repetições. Foram avaliados os teores de vitamina C e sólidos solúveis totais (SST), além do pH, do peso e tamanho dos frutos. As aceroleiras UFRPE 7 e UFRPE 8 produziram frutos com teores de vitamina C adequados tanto para o mercado interno como para o externo. Os frutos verdes apresentaram teores de vitamina C significativamente maiores que os maduros e semimaduros, podendo ser utilizados pela indústria farmacêutica. Houve influência sazonal nos teores de vitamina C nas características físicas (peso e diâmetros dos frutos) e físico-químicas (SST) das matrizes estudadas. O conteúdo de vitamina C foi mais elevado durante a estação seca, e decresceu com a maturação do fruto. A UFRPE 7 produziu frutos de melhor qualidade, apresentando também maior estabilidade nas características avaliadas do que a UFRPE 8.

Alterações anatômicas e físico-químicas associadas ao armazenamento refrigerado de pêssegos 'Aurora-1' e 'Dourado-2 '

O presente trabalho objetivou avaliar as características anatômicas e físico-químicas de pêssegos (Prunus persica (L.) Batsch) 'Aurora-1' e 'Dourado-2', armazenados em diferentes temperaturas e períodos. No primeiro experimento, os frutos foram armazenados a 0, 3 e 6ºC por 14, 21, 28 e 35 dias (mais dois dias de simulação à comercialização, sob 25ºC). No segundo experimento, os frutos foram armazenados a 0 e 3ºC por 7, 14, 21, 28 e 35 dias (mais dois dias de simulação à comercialização, sob 25ºC). O delineamento experimental empregado foi inteiramente ao acaso, em esquema fatorial, com quatro repetições em parcelas de seis frutos. Pêssegos 'Dourado-2', após sete dias de armazenamento a 3ºC ou 14 dias de armazenamento a 0ºC, apresentaram lanosidade caracterizada pela queda brusca na firmeza e pouca sucosidade. Os sintomas no mesocarpo foram caracterizados pelo afastamento das paredes de células adjacentes e acúmulo de substâncias pécticas no interior das células e dos espaços intercelulares. Pêssegos 'Aurora-1' sofreram redução na firmeza sem comprometer a qualidade dos frutos, podendo ser conservados por até 35 dias a 0 e 3ºC; mesmo aos 35 dias de armazenamento, o mesocarpo não apresentou alterações típicas da lanosidade. Aos 35 dias de armazenamento a 6ºC, os frutos de ambas cultivares estavam sobremaduros.

Propriedades físico-hídricas do solo e demanda energética de haste escarificadora em Argissolo compactado

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da compactação nos atributos físico-hídricos do solo e na demanda energética da haste escarificadora, além de avaliar as propriedades físico-hídricas abaixo da profundidade de trabalho da haste. O trabalho foi conduzido em Argissolo Vermelho-Amarelo de textura francoarenosa, com os seguintes tratamentos: plantio direto por 13 anos; plantio direto por 13 anos em solo escarificado; plantio direto em solo com compactação adicional; e plantio direto em solo com compactação adicional escarificado. A compactação, ao longo da profundidade escarificada, foi verificada por meio dos dados de esforço de tração associados à haste escarificadora, obtidos com auxílio de um anel octogonal ligado a um módulo de aquisição de dados. Foram determinados densidade, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, condutividade hidráulica saturada e resistência mecânica do solo à penetração. A compactação elevou a densidade e a resistência mecânica à penetração do solo, reduziu a porosidade total e a macroporosidade, porém sem causar efeitos significativos na microporosidade. A compactação aumentou a demanda energética da haste escarificadora em 21,64%, o que elevou os valores médios de esforço de tração de 5,33 para 6,35 kN. A escarificação não elevou o estado de compactação do solo abaixo da profundidade de trabalho da haste escarificadora, em solo francoarenoso.

Fosfito de potássio no controle do míldio da videira e características físico-químicas de uvas Merlot

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de doses crescentes de duas formulações de fosfito de potássio, sobre a severidade do míldio da videira, produtividade e características físico-químicas de uvas Merlot. Foram avaliadas duas formulações de fosfito de potássio (Phi A e B), nas doses 0, 1,2, 2,5, 3,7 e 5,0 g L-1 de P2O5, comparadas com um fertilizante foliar e fungicidas, nas safras de 2009/2010 e 2010/2011. Observou-se efeito linear das doses de fosfito sobre a redução da severidade do míldio, nas duas safras. A maior dose de Phi A proporcionou controle médio de 60,5% e a de Phi B de 57,7%, semelhante ao controle pelos fungicidas (64,3%) e pelo fertilizante foliar (53,3%). Na primeira safra, Phi B proporcionou maior produtividade e, na segunda, não diferiu do tratamento com o fungicida. Os tratamentos somente produziram efeito sobre teor de sólidos solúveis, pH e acidez total titulável do mosto na segunda safra. Phi B e fungicidas proporcionaram os maiores teores de compostos fenólicos solúveis totais das cascas, porém, não produziram efeito sobre os teores de antocianinas. A aplicação de fosfito de potássio aumenta o teor de sólidos solúveis totais e o pH, reduz a acidez total titulável das bagas, não afeta o teor de antocianinas e é alternativa eficaz para o controle do míldio da videira, com resposta similar à proporcionada por fungicidas.