Fungos endofíticos em Eugenia brasiliensis: prospecção química, biológica, enzimática e avaliação do co-cultivo e epigenética em Xylaria cubensis, Diaporthe sp. e Colletotrichum sp.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Extração e caracterização de extratos de Jatropha gossypiifolia L.: avaliação da sua atividade antimicrobiana e antioxidante

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de mestre em Engenharia Química e Biológica

Agricultura Biológica na Ilha da Madeira: constrangimentos e potencialidades

Tese de Mestrado em Gestão do Território Ambiente Recursos Naturais

Metais pesados, densidade e atividade microbiana em solo contaminado por rejeitos de indústria de zinco

As atividades relacionadas com mineração e indústria metalúrgica são responsáveis pela poluição de extensas áreas de solo em todo o mundo, sendo seus efeitos ainda pouco conhecidos nas condições brasileiras. No presente trabalho, os teores totais e solúveis em água de metais pesados, a densidade e a atividade microbiana foram avaliados em 1996, em sete locais de uma área de deposição de rejeitos da industrialização de zinco, em elevado estádio de degradação, e num local fora da área contaminada, considerado como referência, no estado de Minas Gerais. Todos os locais contaminados apresentaram elevados teores de metais pesados totais e solúveis em água, atingindo, respectivamente, os seguintes valores máximos, em mg kg-1: 11.969 e 726 de Zn; 109 e 18 de Cd; 1.016 e 0 de Pb e 887 e 8 de Cu. Todas as características biológicas avaliadas foram afetadas pelos elevados teores de metais com exceção do número de amonificadores. O C-biomassa apresentou redução acima de 80% em quatro locais contaminados em relação ao local fora da área contaminada. A respiração basal do solo foi maior no local contaminado coberto com Andropogon sp. e menor nos sítios sem vegetação. O número de actinomicetos e de fungos cultiváveis foi menos afetado pela contaminação que o número total de bactérias. Azospirillum spp. foram detectados apenas no local de referência. Oxidantes de amônio foram verificados em somente dois locais que continham vegetação, enquanto os oxidantes de nitrito foram detectados na maioria dos locais amostrados. Verificou-se a tendência de maior densidade e atividade microbiana nos locais contaminados e com algum tipo de vegetação. A concentração total e solúvel de Zn, de Cd e de Cu correlacionou-se fracamente com as características biológicas, exceto para o qCO2, o qual se mostrou promissor como indicador da contaminação com esses metais. Os dados indicaram uma interação químico-biológica complexa em solos altamente contaminados por metais pesados.

QUALIDADE FÍSICA, QUÍMICA E BIOLÓGICA DE UM LATOSSOLO COM DIFERENTES MANEJOS E FERTILIZANTES

Avaliar a qualidade do solo (QS) é uma importante estratégia para definir práticas e sistemas de manejo capazes de manter ou melhorar a sustentabilidade dos sistemas agrícolas. Nesse sentido, este trabalho objetivou avaliar as alterações na QS por meio de indicadores físicos, químicos e biológicos em um Latossolo Vermelho cultivado com diferentes sistemas de manejo e diferentes fertilizantes. O estudo foi conduzido em Taquaruçu do Sul, RS, utilizando como base um experimento implantado em 2009, distribuído em blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram: sistemas de manejos do solo (plantio direto, escarificação e cultivo mínimo) associados a diferentes fertilizações - sem fertilização, 80 m3 ha-1 de dejeto líquido de suínos (DLS) e fertilização mineral. Utilizou-se como referência o solo de uma área de mata nativa, adjacente ao experimento. Foram coletadas amostras de solo deformadas e indeformadas (0-10 e 10-20 cm) para avaliar os indicadores químicos, físicos e microbiológicos e instaladas armadinhas (tipo Provid) para estimar os indicadores biológicos do solo. Os indicadores físicos, tais como densidade, resistência à penetração, macroporosidade e porosidade total demonstraram sensibilidade às alterações causadas no solo pelo uso agrícola em relação à mata nativa. No entanto, os físico-mecânicos não são recomendados em avaliações da QS. A matéria orgânica é o indicador mais responsivo à degradação da QS, entretanto, os efeitos do manejo do solo não se manifestam em três anos de estudo. A fertilização com DLS sob plantio direto favorece a diversidade da macrofauna e a atividade microbiológica do solo, constituindo-se uma importante estratégia de manejo no sul do Brasil.

Atividade enzimática em variedades de cana-de-açúcar cultivadas in vitro sob diferentes níveis de nitrogênio

O nitrogênio é considerado o elemento mineral mais abundante nas plantas, sendo componente essencial de biomoléculas e inúmeras enzimas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência no processo de assimilação do nitrogênio e encontrar parâmetros indicativos do potencial de fixação biológica em variedades de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) cultivadas in vitro. Foram utilizadas as variedades de cana-de-açúcar RB 842021, RB 83102, RB 75126, RB 882980 e Co 997, além da Brachiaria arrecta (testemunha), cultivadas in vitro em diferentes níveis de nitrogênio [M1 (9,83 mM), M2 (2,46 mM), M3 (0,49 mM), M4 (0,0 mM)]. Todas as variedades e a cultura testemunha (Brachiaria arrecta) apresentaram atividade da nitrato redutase (NR) constitutiva e também da glutamina sintetase (GS), mesmo na ausência de amônio e nitrato no meio de cultura. A variedade RB 842021 apresentou a maior atividade da nitrato redutase e o maior conteúdo de clorofilas a e b, e a variedade RB 882980 a maior atividade da glutamina sintetase nas mesmas condições de cultivo, o que pode representar maior potencial de assimilação do nitrogênio.

Atividade microbiana e enzimática em solo após a aplicação de xisto retortado

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de doses crescentes de xisto retortado (XR) sobre características biológicas indicadoras da qualidade do solo. Foram realizados experimentos, em Argissolo Vermelho distrófico arênico, em condições de laboratório e de campo. Em laboratório, os tratamentos consistiram da aplicação ao solo de sete diferentes doses de XR (0, 300, 450, 600, 750, 1.500 e 3.000 kg ha-1). Em campo, os tratamentos foram compostos por quatro diferentes doses de XR (0, 750, 1.500, 3.000 kg ha-1) combinadas à adubação mineral recomendada, avaliados em dois cultivos de feijão (Phaseolus vulgaris L.), no sistema plantio direto. Avaliaram-se: a evolução de CO2, o carbono da biomassa microbiana (CBM), a atividade enzimática do solo e o teste de ecotoxicidade. A aplicação de doses crescentes de XR melhorou a atividade microbiológica do solo, por reduzir a emissão de CO2 sem causar variação no CBM e sem provocar impactos negativos sobre a atividade enzimática do solo. Os resultados obtidos com as enzimas em condições de campo, após duas aplicações de XR, aliados aos de CBM, do quociente metabólico (qCO2) e do teste ecotoxicológico, em condições de laboratório, indicam que o uso do XR não provoca a degradação biológica do solo.

Análise botânica, química e biológica comparativa entre flores das espécies sambucus nigra L. e sambucus australis cham. & Schltdt. e avaliação preliminar da estabilidade

Flores das espécies Sambucus nigra, de origem européia, e Sambucus australis, nativa da América do Sul (Caprifoliaceae), denominadas sabugueiro e sabugueirodo- brasil, respectivamente, são utilizadas popularmente sob forma de infusão, como antiinflamatórias, laxativas e para condições febris resultantes de afecções do trato respiratório. Estudos prévios para S. nigra indicam compostos fenólicos como principais constituintes químicos, sendo estes relacionados às principais atividades biológicas avaliadas. Objetivando comparar esta espécie com Sambucus australis, foram realizadas análises botânicas macro e microscópicas das flores, identificando as principais diferenças entre as espécies, tais como o número de lóculos no ovário e presença de idioblastos cristalíferos em algumas estruturas, e observando os possíveis contaminantes (pedicelos). Também foram determinados os parâmetros farmacopéicos: cinzas totais e perda por dessecação. Após a análise química, foi escolhido o flavonóide rutina como marcador das espécies, para realizar análises quantitativas nas 31 amostras adquiridas e / ou coletadas, utilizando método de CLAE previamente validado. Soluções hidroetanólicas apresentaram maior capacidade de extração do produto alvo. Os limites mínimos de rutina observados para ambas as espécies foram de aproximadamente 0,65%. Também foram quantificados, por método espectrofotométrico, os flavonóides totais expressos em quercetina, sendo 0,93% e 1,46% os teores mínimos determinados para S.nigra e S. australis, respectivamente. O estudo da estabilidade acelerada (50°C ± 90% U.R.), avaliando a degradação dos constituintes químicos presentes permitiu sugerir a cinética de degradação de segunda ordem para da rutina nas duas espécies. Comparações de atividades biológicas das espécies foram realizadas pelos ensaios das atividades antiinflamatória (inibição do edema em pata de rato induzido por carragenina) e antioxidante (DPPH). Os resultados para o primeiro ensaio demonstraram ação equivalente em ambas as espécies para extratos hidroetanólicos a 80% (86% de inibição) e aquosos (81%), com atividade semelhante ao padrão indometacina (~83%); para a atividade antioxidante os extratos hidroetanólicos a 80% foram mais ativos (CE50 = 16 μg/ml) que os aquosos (CE50 = 27 μg/ml) em S. australis, e ambos extratos, superiores ao 28 extrato padronizado Gingko biloba (CE50 = 40 μg/ml) e aos extratos de S. nigra (CE50= 50 μg/ml – hidroetanólico e CE50= 32 μg/ml – aquoso).

Hippeastrum vittatum (L'Hér.) Herbert e hippeastrum striatum (Lam.) Moore : análise química e avaliação biológica dos alcalóides isolados

Este trabalho foi realizado com o objetivo de isolar e identificar os alcalóides presentes nas espécies H. vittatum e H. striatum, analisar a atividade antitumoral, inibidora da enzima acetilcolinesterase, antioxidante dos extratos e alcalóides obtidos, realizar ensaio de toxicidade para o alcalóide montanina, bem como observar sua atividade em pesquisa básica do comportamento em roedores e verificar comparativamente a modulação da montanina e da galantamina sobre a via de sinalização das proteínas quinases pRaf/pMEK/pERK/pCREB. Método: Fitoquímico: As partes aéreas e subterrâneas das espécies coletadas foram maceradas em etanol e processadas em extração ácido-base para a obtenção dos extratos diclorometano e n-BuOH. Os alcalóides isolados foram identificados com a utilização de métodos cromatográficos, espectrométricos e espectroscópicos. Testes in vitro: Atividade antitumoral: Os extratos e alcalóides obtidos foram avaliados em método in vitro, onde se aplicaram células tumorais biopsiadas de humanos. Inibição da enzima acetilcolinesterase: Os compostos isolados, montanina (Hv1 e Hv2), vitatina (Hv4), pancracina (Hv5) e Hv6 de H. vittatum e a galantamina foram testados em ensaio de bioautografia por cromatografia em camada delgada (CCD) com 1-naftil acetato. Atividade antioxidante: Os compostos anteriormente citados foram testados pelo método que utiliza o difenilpicrilhidrazol (DPPH) em CCD. Testes in vivo: Toxicidade da montanina (24 horas): A montanina foi administrada com doses de 10 a 100 mg/kg i.p. em camundongos e a toxicidade observada por 24 horas comparando-se aos grupos controle. A dose letal mediana foi calculada com método dos probitos. Avaliação da atividade central da montanina: Foram realizados experimentos com camundongos machos em Campo Aberto (CA), Nado Forçado (NF), Labirinto em Cruz Elevado (LCE), Indução do Sono por Pentobarbital (ISP) e sobre a consolidação da memória em ratos (esquiva inibitória passiva). Análise bioquímica da via das MAPKs: Aplicou-se metodologia in vitro em homogenatos (fatias hipocampais) tratados com os alcalóides montanina ou galantamina. A obtenção dos resultados ocorreu a partir da realização de eletroforese de alta voltagem e “Western Blot”. Resultados e Conclusões: A partir dos extratos de alcalóides totais de H. vittatum foram isoladas cinco substâncias: (a) Hv1 (montanina – 0,007%) isolado do extrato diclorometano de folhas, (b) Hv2 (montanina – 0,09%), (c) Hv3 (licorina 0,003%) e (d) Hv4 (vitatina – 0,0003%), isolados do extrato diclorometano de bulbos. Do extrato n-BuOH dos bulbos foram isolados o alcalóide Hv5 (pancracina – 0,0025%) e o composto Hv6 (0,0034%). Da espécie H. striatum foi isolado o alcalóide licorina (Hs3) e dois compostos não identificados (Hs1 e Hs3). O alcalóide vitatina demonstrou inibir moderadamente o crescimento das células tumorais com os valores de IC50 ≤ 29 g/ml. A montanina apresentou o maior efeito antiproliferativo entre os produtos testados. Os valores de IC50 foram menores que 1,0 g/ml para as linhagens testadas. Os extratos diclorometano e n-BuOH de H. vittatum foram considerados antiproliferativos para as células tumorais humanas empregadas, com valores de absorvância 25% menores que o controle. Para as atividades inibidoras da enzima acetilcolinesterase e antioxidante, somente o composto Hv6 apresentou ação. A dose letal mediana para a montanina em camundongos machos foi calculada em 64 mg/kg i.p. A montanina não alterou a locomoção e a atividade exploratória de camundongos quando administrada pela via intraperitoneal (i.p.) nas doses de 10 e 30 mg/kg (CA). Na avaliação da atividade central da montanina administrada por via i.p., observamos atividade ansiolítica (0,1; 1,0; 3,0 mg/kg – LCE), antidepressiva (3,0 mg/kg - NF) e tendência para atividade hipnótica (ISP). No paradigma de memória de esquiva inibitória passiva, a montanina não alterou significativamente o comportamento dos ratos wistar, na via de administração e nas doses testadas. Na investigação comparativa da modulação da via de sinalização das MAPKs (envolvidas com a memória) em fatias hipocampais tratadas (ratos), concluiu-se que a montanina e a galantamina aumentam a fosforilação (atividade) das proteínas testadas. Os resultados obtidos para a galantamina sugerem um possível mecanismo de ação que explique bioquimicamente uma de suas ações que contribuem para a melhora da memória em ratos na esquiva inibitória.

Avaliação química e biológica de extratos de baccharis pertencentes à seção caulopterae (carquejas)

O gênero Baccharis pertence a subtribo Baccharidinae, tribo Astereae, família Asteraceae. Foram investigadas oito espécies de Baccharis pertencentes a seção Caulopterae, do ponto de vista químico e biológico. As espécies B. articulata, B. crispa, B. cf. milleflora, B. microcephala, B. myriocephala, B. stenocephala, B. trimera e B. usterii foram analisadas quanto a composição química de seu óleo volátil por CG e CG/EM. A maioria das espécies apresentou predominância de sesquiterpenos, com exceção das duas espécies bialadas estudadas, B. articulata e B. stenocephala, as quais apresentaram quantidades apreciáveis do monoterpeno -pineno, e da espécie farmacopeica, B. trimera, com a predominância de acetato de carquejila. Devido a dificuldade na diferenciação das espécies B. trimera e B. crispa por meio de caracteres morfo-anatômicos, estas tiveram a composição química de seu volátil acompanhada ao longo de diferente épocas e locais de coleta. Os extratos hexânicos destas espécies foram também analisados por CG e CG/EM a fim de detectar a presença de acetato de carquejila em amostras coletadas no Brasil e Argentina. Os resultados sugerem a presença de acetato de carquejila como um marcador da espécie B. trimera. Os óleos voláteis de B. articulata, B. crispa, B. microcephala, B. myriocephala, B. trimera e B. usterii foram investigados quanto a atividade antimicrobiana pelo método da bioautografia e todas elas apresentaram alguma atividade. Os óleos voláteis de B. articulata, B. crispa e B. trimera apresentaram fraca atividade antinflamatória in vitro pelo método da câmara de Boyden modificada. A DL50 do óleo de B. trimera foi investigada via intraperitoneal em camundongos e calculada em 0,915 g/kg A partir do extrato aquoso de B. usterii, foram isolados seis ácidos cafeoilquínicos. Quando comparados por CLAE acoplada a técnicas de identificação "on-line", os extratos aquosos de B. trimera, B. crispa e B. usterii apresentaram os seis ácidos em comum. O extrato aquoso de B. trimera diferenciou-se dos demais pela presença de flavonóides, em especial, nepetina. Os três extratos aquosos apresentaram atividade antioxidante frente a DPPH, sendo esta atividade também detectada nos seis ácidos cafeoilquínicos isoladamente.

Determinação química e biológica de bauhinia forficata link subespécie pruinosa (pata-de-vaca - leguminosae)

Bauhinia forficata, Leguminosae, é conhecida popularmente como pata-devaca e seus principais constituintes químicos são flavonóides. Ë comumente usada como antidiabética, mas existem relatos a respeito de suas atividades antioxidante e antiedematogênica. A fim de avaliar-se o comportamento de seus constituintes químicos frente a variações de temperatura e umidade, realizou-se estudo de estabilidade acelerada (50 ºC ± 2 oC e 90% ± 5% U.R.), onde a substância química majoritária (SQM) serviu como marcador para os devidos cálculos e, portanto, o seu isolamento prévio tornou-se imprescindível. Um método devidamente validado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) foi utilizado para as análises e através das mesmas pode-se predizer uma reação de segunda ordem e, por conseguinte, um tempo de vida útil de 2,63 dias e um tempo de meia-vida de 23,65 dias. Avaliou-se, ainda, as atividades antioxidante (DPPH), antiedematogênica (edema em pata de ratos induzido pela carragenina) e anticolinesterásica (autobiografia). Para a atividade antioxidante, dos extratos testados, o butanólico foi o que demonstrou maior ação (54,73 µl/ml) sendo, no entanto, inferior ao padrão Ginkgo biloba (42,51 µl/ml). Na avaliação da atividade antiedematogênica, o extrato aquoso testado demonstrou um máximo de inibição de 76,5%. Ao testar-se a atividade anticolinesterásica de produtos isolados obtidos a partir de B. forficata, nenhuma ação significativa foi observada exigindo estudos complementares.

Atividade antioxidante e antiproliferativa de extratos de folhas de Plukenetia volubilis L. (EUPHORBIACEAE)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Avaliação de efeitos de um extrato de "três bailarinas" em modelos experimentais em diferentes níveis de organização biológica

Drogas naturais ou sintéticas podem ser capazes de alterar a sobrevivência de culturas bacterianas, interferir na marcação de estruturas sanguíneas com tecnécio- 99m (99mTc) e alterar a morfologia das hemácias. De acordo com as instruções do fabricante, a formula denominada de Três Bailarinas (TB) é sugerida para ser usada, como bebida, por pessoas que desejam ajustar o peso sem dieta. Os ingredientes dessa fórmula são a Cassia angustifolia e a Malva verticellate. Informações cientificas sobre TB não foram encontradas no indexador PubMed, e esse fato tem estimulado nossas investigações sobre seus efeitos biológicos. O objetivo deste estudo foi avaliar, em diferentes modelos experimentais, o efeito de um extrato aquoso de Três Bailarinas: (i) na sobrevivência de culturas de E. coli AB1157, ii) efeito do SnCl2 em culturas bacterianas, iii) na marcação das hemácias e proteínas plasmáticas e celulares com 99mTc e iv) na morfologia de hemácias de sangue de ratos Wistar. Os resultados encontrados demonstram que o extrato de TB não alterou a sobrevivência de cultura de E. coli AB1157 e aboliu o efeito letal do SnCl2 na sobrevivência dessa cultura bacteriana. Na marcação de estruturas sangüíneas com 99mTc o extrato de TB reduziu a percentagem de atividade (%ATI) referente ao 99mTc no compartimento celular e nas proteínas plasmáticas, mas não alterou a %ATI nas proteínas celulares. O extrato de TB não foi capaz de alterar a morfologia das hemácias. Os modelos experimentais realizados mostram a importância dos mesmos na avaliação de efeitos biológicos de agentes químicos, e contribui para um melhor entendimento das propriedades do extrato de Três Bailarinas. Esse trabalho abrange varias áreas do conhecimento, tais como: radiobiologia, botânica, fitoterapia e hematologia

Remoção biológica de nitrato em água de abastecimento humano utilizando o endocarpo de coco como fonte de carbono

The groundwater quality has been compromised as a result of the intensification of human activities over the years. Groundwater contamination by nitrate is one of the effects of this degradation, a socio-environmental problem that affects many regions of the world and particular the city of Natal (RN). Developing techniques for nitrate removal in water is intended to eliminate or reduce the concentration of this compound, and those that involve biological processes have produced economic and environmental advantages. This study proposes a technology for biological removal of nitrate in water supply for humans, using the endocarp s coconut as a carbon source and bacteria support. The experiments were performed in pilot scale anoxic, testing different areas of the substrate surface. Results showed high rates nitrate removal during the monitoring period, noting the occurrence of denitrification after the beginning of system operation. The best performance was achieved in the treatment system containing substrate surface area increased, indicating that the decrease in the endocarp size contributed to increased bacterial activity, improving the ability to remove nitrate. About the quality analyzed aspects of water, it was found that the proposed technology has the potential water use for human consumption

Influência da auto seleção à luz no ritmo circadiano de atividade motora em Callithrix Jacchus

Marmosets, Callithrix jacchus, are strictly diurnal animals. The motor activity rhythmicity is generated by the circadian timing system and is modulated by environmental factors, mainly by photic stimuli that compose the light-dark cycle. Photic stimuli can reset the biological oscilators changing activity motor pattern, by a mechanism called entrainment. Otherwise, light can act directly on expressed rhythm, without act on the biological oscillators, promoting the masking. Thus, photic stimuli can synchronize the circadian activity rhythm (CAR) by two distinct mechanisms, acting isolated or at a combined way. Among the elements that can influence photic synchronization, the duration and time of photic exposure is pointed out. If in the natural environment the marmoset can choose places of different intensity illumination and is synchronized to light-dark cycle (LD), how the photic synchronization mechanism can be evaluated in laboratory by light self-selection? With objective to response this question, four adult male marmosets were studied at two conditions: with and without sleeping box. The animals were submitted to a LD cycle (12:12/ 350:2 lx) and constant light (LL: 350 lx) conditions in individual cages with an opaque sleeping box, that permitted the light self-selection. At the room, the temperature was 25.6 ºC (± 0.3 ºC) and humidity was 78.7 (± 5%). The motor activity was recorded at 5 min bins by infrared movement sensors installed at the top of the cages. The motor activity profile was distinct at the two conditions: without the sleeping box protection against light, the activity frequency was higher at CT 11-12 (ANOVA; F(3.23) = 62.27; p < 0.01). Also, the duration of the active phase (α) was prolonged of about 1 h (t test, p < 0.05) and the animals showed a significant delay on the activity onset and offset (t test, p < 0.05) and at the acrophase (confidence intervals of 5%) of CAR. In LL, the light continuous exposure prolonged the active phase and influenced the endogenous expression of the circadian activity rhythm period. From the result analysis, it is concluded that the light self-selection can modify several parameters of CAR in marmosets, allowing the study of the synchronization mechanism using the burrow model. Thus, without sleeping box there was a phase delay between the CAR and LD (entrainment) and an increase of activity near lights off (positive masking). Furthermore, in LL, the light continuous exposure modifies α and the endogenous expression of CAR. It is suggested that the light self-selection might be take into account at investigations that evaluate the biological rhythmicity in marmosets