The effects of stress on benthic algal communities

The effects of stress on both microalgal and macroalgal communities are considered. On one hand the contrasting approaches of studies of these two communities reflect intrinsic differences in plant size, longevity and ease of handling. On the other hand they reveal that biological monitoring of the potentially deleterious effects of man's activities has focused largely on freshwater environments in which macroalgae only occasionally dominate. Large conspicuous plants can be readily investigated as individuals, whereas it is virtually impossible to trace effects of stress on an individual cell of a vegetatively-reproducing microalga; a population approach is almost inevitably necessary. However, rapid turnover rates, a spectrum of ecological characteristics distributed between many taxa, and the potential for statistical analysis, have facilitated the use of microalgae in environmental impact studies. Failure to extend such investigations into marine systems rests as much on man's ability to ignore environmental deterioration until it affects his quality of life as on the visual dominance of seaweeds around our coasts. However, large gaps remain in our knowledge of both large and small algae; some reported community changes over time are suspect, and the causes of even blatant changes are not always apparent.

Use of macroinvertebrate communities to detect environmental stress in running waters

This paper presents an account of some current uses of RIVPACS (River Invertebrate Prediction and Classification System), a software package developed by the Institute of Freshwater Ecology (UK). Background information is also given on the unique data-set on which the system is based. Before discussing RIVPACS, we consider the range of environmental stresses encountered in flowing-water systems and some of the ways in which stresses may affect macroinvertebrate communities. The wide application and relevance of the RIVPACS approach was recognised when it was chosen as the biological method for use throughout the UK in the 1990 River Quality Survey (RQS). In the concluding section we list some lessons learnt both from the 1990 survey and from our own testing exercise, and we outline current developments which will lead to a new version of RIVPACS for use in the 1995 RQS.

From the individual to the community and beyond: water quality, stress indicators and key species in coastal waters

This review examines water quality and stress indicators at levels of organisation from the individual to the community and beyond by means of three case studies concentrating on rocky shores within the north-east Atlantic. Responses of dogwhelks (Nucella) to tributyltin pollution from antifouling paints is examined as the main case study. There are effects at the individual level (development of male sexual characteristics in the female leading to effective sterility) and population level (reduction in juveniles, few females and eventual population disappearance of dogwhelks in badly contaminated areas) but information on community level effects of dogwhelk demise is sparse. Such effects were simulated by dogwhelk removal experiments on well studied, moderately exposed ledges on shores on the Isle of Man. The removal of dogwhelks reduced the size and longevity of newly established Fucus clumps that had escaped grazing. Removal of dogwhelks also increased the likelihood of algal escapes. In a factorial experiment dogwhelks were shown to be less important than limpets \{Patella) in structuring communities but still had a significant modifying effect by increasing the probability of algal escapes. Community level responses to stress on rocky shores are then explored by reference to catastrophic impacts such as oil spills, using the Torrey Canyon as a case study. Recovery of the system in response to this major perturbation took between 10-15 years through a series of damped oscillations. The final case study is that of indicators of ecosystem level change in response to climate fluctuations, using ratios of northern \{Semibalanus balanoides) and southern (Chthamalus spp.) barnacles. Indices derived from counts on the shore show good correlations with inshore sea-water temperatures after a 2-year lag phase. The use of barnacles to measure offshore changes is reviewed. The discussion considers the use of bioindicators at various levels of organisation.

Stress, shredders and streams: using gammarus energetics to assess water quality

This paper reviews the effectiveness of Gammarus scope for growth (SfG) as an indicator of water quality. In addition, the link between physiological changes and effects at higher levels of biological organisation is addressed. Exposure to a range of toxicants resulted in decreases in Gammarus SfG which were qualitatively and quantitatively correlated with subsequent reductions in growth and reproduction. Reductions in SfG were due principally to a decrease in energy intake (i.e. feeding rate) rather than an increase in energy expenditure. Gammarus pulex is an important shredder in many stream communities and stressed-induced reductions in its feeding activity were correlated with reductions in the processing of leaf litter by a semi-natural stream community. Hence, changes in the physiological energetics of Gammarus provide a general and sensitive indicator of stress which can be linked to effects at higher levels of biological organisation. Under long-term stress and hence prolonged reductions in SfG, animals may adapt by modifying their life-history strategies and producing fewer, larger offspring.

Effects of stress on the immune system of fish

The effects of stress on the immune system of various fish species including dab Limanda limanda, flounder Platichthys flesus, sea bass Dicentrarchus labrax and gobies Zosterisessor ophiocephalus, were investigated from laboratory and field experiments, using various assays to measure immunocompetence, correlated with histological and ultrastructural observations. Modulation of the immune system was demonstrated at tissue, cellular and biochemical levels following exposure to various stressors. The spleen somatic index was depressed in dab stressed in the laboratory and gobies collected from polluted sites in the Venice Lagoon. Differential blood cell counts consistently showed an increase in phagocytes and decrease in thrombocytes in fish exposed to various stressors. Phagocytic activity from spleen and kidney adherent cells was stimulated in dab stressed by transportation but depressed in fish exposed to chemical pollutants. Respiratory burst activity in phagocytic cells was also stimulated in stressed dab but depressed in sea bass exposed to cadmium. The results are discussed in relation to current concepts on stress in fish and the regulation of the immune system.

Redução dos níveis de IL-18 no fundo gengival após tratamento periodontal não-cirúrgico

O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito do tratamento não-cirúrgico sobre os níveis da IL-18 em sítios inflamados de pacientes com doença periodontal. Foram avaliados 14 pacientes com doença periodontal, sendo 9 pacientes com periodontite crônica generalizada (media 48,8 DP 7,4 anos) e 5 pacientes com gengivite (43,6 DP 11,8 anos). Nos pacientes com periodontite, os sítios foram divididos em: sem (GP) e com perda de inserção clínica (PP). Os sítios de pacientes com gengivite foram denominados GG. Os pacientes foram avaliados no dia 0, receberam tratamento periodontal não-cirúrgico, e foram novamente avaliados 30 dias depois. Os parâmetros clínicos utilizados no dia 0 e dia 30 foram: Índice de Placa (IP), Índice gengival (IG), Índice de placa visível (IPV), sangramento gengival a sondagem, profundidade de bolsa à sondagem (PBS) e nível de inserção (NI). Foram realizadas coletas de fluido gengival (FG) em 5 sítios GP, 5 sítios PP e em 5 sítios GG por paciente no dia 0 e dia 30. IPV reduziu significantemente de 33,7% para 10,7%. A % de sitos comPBS >4 mm reduziu significantemente de 81,7% para 53,4%. Quando todos os sítios (GG, GP, PP) foram analisados juntos, houve uma redução significante para os níveis de IL-18, IP, IG e PBS. Sendo assim, podemos concluir que houve uma redução significante dos níveis de IL-18 nos sítios inflamados de pacientes com doença periodontal acompanhado por uma melhora significante nos parâmetros clínicos periodontais.

Efeitos benéficos do tratamento com óleo de peixe em camundongos c57bl/6 alimentados com dieta hiperlipídica e rica em sacarose

Avaliar os efeitos benéficos do tratamento com óleo de peixe sobre mudanças metabólicas e morfológicas no pâncreas e tecido adiposo de camundongos C57BL/6 alimentados com dieta rica em lipídeos e sacarose (HLS).Camundongos machos da linhagem C57BL/6, foram alimentados com dieta padrão (P) ou dieta HLS. Aos 3 meses de idade, os camundongos do grupo HLS foram separados em grupo não-tratado (HLS) ou grupo tratado com óleo de peixe (HLS-Px, 1,5g/kg/dia). Aos 4 meses de idade os animais foram sacrificados. O grupo HLS apresentou aumento da massa corporal (MC) e no acúmulo do tecido adiposo total, porém o grupo HLS-Px apresentou menor MC e massa de tecido adiposo comparado ao grupo HLS. As concentrações de glicose plasmática e insulina não foram afetadas entre os grupos, no entanto os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maior HOMA-IR. Os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maiores concentrações plasmáticas do colesterol total e LDL-C, porém o grupo HLS-Px apresentou maior concentração plasmática do HDL-C e redução da concentração de triglicerídeos. Os adipócitos do grupo HLS apresentaram maior diâmetro quando comparado aos grupos controle e HLS-Px. A massa do pâncreas foi menor no grupo HLS-Px e as ilhotas pancreáticas apresentaram maior diâmetro no grupo HLS, quando comparado ao grupo controle. A expressão de insulina, glucagon e GLUT-2 mostrou-se forte em todas as ilhotas pancreáticas do grupo controle, mas o grupo HLS apresentou fraca expressão para o GLUT-2. Entretanto, HLS-Px apresentou maior expressão do GLUT-2. O tratamento com óleo de peixe foi capaz de reduzir o ganho de massa corporal e a concentração de triglicerídeos, assim como reduzir o acúmulo de tecido adiposo,hipertrofia dos adipócitos, das ilhotas pancreáticas, assim como prevenir a redução do GLUT-2 em camundongos C57BL/6.

Parâmetros de avaliação nutricional para detectar desnutrição em pacientes com AIDS em tratamento com antirretrovirais

A avaliação do estado nutricional em pacientes com HIV é de grande importância, pois as conseqüências provocadas pelo processo patológico da doença estão associadas com perda de peso corporal, massa magra e desnutrição grave, o que prediz aumento da morbimortalidade. Os valores de linfometria CD4 também têm sido utilizados como preditores a curto e médio prazo para o desenvolvimento de infecções oportunistas, as quais são incomuns em pacientes com CD4 >200 cels/mm3. Partindo deste conhecimento, optou-se por estudar o estado nutricional de homens e mulheres HIV positivos de acordo com a contagem de células CD4. Utilizou-se como parâmetros nutricionais o índice de massa corporal (IMC), a área muscular do braço corrigida (AMBc), albumina sérica e o ângulo de fase (AF). Foram estudados 39 pacientes HIV positivos, acompanhados pelo ambulatório de doenças infectoparasitárias do Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE/UERJ). Não foi observada desnutrição na população estudada, quando avaliada pelo IMC e albumina em ambos os sexos, independente do número de células CD4. Entretanto, a AMBc e o AF, tanto nos homens quanto nas mulheres, demonstraram comprometimento nos parâmetros de massa magra. Em relação à associação entre os indicadores nutricionais e o número de células CD4, foi observado correlação significante com a AMBc e a albumina no grupo estudado. A correlação de acordo com o sexo manteve-se significante em ambos os grupos para AMBc e com uma tendência positiva (p=0,06) entre o AF e CD4 no grupo dos homens. Portanto, estes resultados demonstram que para avaliar o estado nutricional, principalmente o compartimento de massa corporal magra de pacientes HIV positivos sob terapia antirretroviral, é preciso utilizar indicadores mais sensíveis, mesmo naqueles pacientes com melhor estado de controle da doença.

Efeitos de diferentes dietas hiperlipídicas na via L-arginina-óxido nítrico e no stress oxidativo em eritrócitos de camundongos C57BL/6

Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO.

Desempenho de tanques vegetados em um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgotos domiciliares na Ilha Grande, RJ

A falta de infraestrutura adequada para a coleta e o tratamento de esgotos atinge várias comunidades costeiras e de sistemas insulares do Estado do Rio de Janeiro, que vivem em condições de insalubridade. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho de um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgoto domiciliar implantado no Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS) da UERJ, na Vila Dois Rios, Ilha Grande - RJ, com ênfase na contribuição de macrófitas e algas em tanques vegetados como tratamento terciário para a melhoria geral da qualidade do efluente e em especial, para remoção de nutrientes. O sistema é composto por caixa controladora de vazão, caixa de gordura, fossa séptica, filtro aerado submerso, decantador secundário e o conjunto de tanques vegetados contendo as macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum + Cyperus ligularis, além de um tanque de algas entre as 2 primeiras macrófitas. Os principais parâmetros monitorados em amostras quinzenais obtidas durante o período de 09/2009 a 07/2010 em 10 pontos de coleta equivalentes à saída do efluente de cada unidade de tratamento foram: OD, pH, Cond. Elétrica, Temperatura, DBO5, DQO, SST, SDT, Nitrogênio amoniacal, Nitrito, Nitrato e Fósforo total. A vazão média do sistema foi 52 L/h. A produção primária de biomassa das macrófitas e o metabolismo no tanque com algas também foram estimados. A eficiência média do ecossistema engenheirado foi de 93% de redução dos SST, 93% de DBO, 90% da DQO, 30% de N amoniacal e, 38% de Fósforo. O conjunto de tanques vegetados promoveu um aumento médio de oxigênio dissolvido (OD) em 182% comparados ao valor de saída do decantador. Pode-se concluir que esse sistema contribuiu para uma melhoria geral da qualidade do efluente final com relação a praticamente todos os parâmetros, ainda que em alguns casos, apenas de forma incremental. Houve maior produção média de biomassa (peso seco.dia-1) e retenção média de água na espécie E. crassipes (aguapé) em comparação com as espécies Schoenoplectus sp, P. cf. racemosum e C. ligularis. A baixa produção primária no tanque de algas em relação à respiração, pelo menos no período monitorado, indica condições desfavoráveis à remoção de nutrientes (N e P) nesse tanque através da incorporação na biomassa. Uma investigação mais detalhada acerca dos parâmetros de projeto que inclua um eventual redimensionamento do decantador e do tanque de algas é sugerida.

Participação do estresse oxidativo na lesão pulmonar induzida por lipopolissacarídeo: repercussões inflamatórias estruturais e funcionais

O objetivo do presente estudo foi investigar o envolvimento do estresse oxidativo na lesão pulmonar aguda (LPA) induzida por lipopolissacarídeo (LPS) e as repercussões inflamatórias, estruturais e funcionais, através de análises bioquímicas de estresse oxidativo, prova de função pulmonar, análise histológica e RT-PCR para citocinas e fatores de transcrição pró-inflamatórios. Na primeira etapa foram utilizados camundongos machos C57BL6 foram divididos em sete grupos: Grupo controle (CTR) (50 μL de solução fisiológica) administrados via intratraqueal [it], LPS 6 horas (10 μL de LPS) [it], LPS 12 horas (10 μL de LPS) [it], LPS 24 horas (10 μL de LPS) [i], LPS 48 horas (10 μL de LPS). Para verificar que as alterações observadas eram estresse oxidativo dependentes camundongos machos C57BL6 foram pré-tratados com N-acetilcisteína (NAC) 1 hora antes do estímulo com LPS e sacrifícados 24 horas depois do estímulo com LPS. Os animais foram divididos da seguinte forma: Grupo LPS 24 horas (10 μL) [it], grupo NAC 40 mg/kg (gavagem) + LPS (10 μL) [it] e grupo NAC 100 mg/kg (gavagem) + LPS (10 μL) [it]. O sistema antioxidante enzimático protegeu o pulmão do estresse oxidativo nas primeiras 12 horas. O estresse oxidativo foi caracterizado em 24 horas e em 48 horas observou-se falência do sistema antioxidante enzimático. Parâmetros de função pulmonar se mostraram alterados nos grupo estimulados com LPS principalmente no grupo LPS. A elastância (p<0,001), resistência de via aérea periférica (ΔP2) (p<0,001), resistência de via aérea central (ΔP1) (p<0,001) e resistência de via aérea total (ΔPtot) (p<0,001) se mostraram principlamente alteradas no grupo LPS 24 horas. O pré-tratamento com NAC impediu o aumento dos parâmetros de elastância (p<0,001), resistência de via aérea periférica (ΔP2) (p<0,001) resistência de via aérea central (ΔP1) (p<0,05) e resistência de via aérea total (ΔPtot) (p<0,001) comparado com o grupo LPS 24 horas. As alterações histológicas como espessamento de septo alveolar, influxo de células inflamatórias e hemorragia mostraram-se tempo dependentes. O pré-tratamento NAC impediu as alterações observadas nos grupo estimulados com LPS. Alterações inflamatórias foram observadas no grupo estimulado com LPS como IL-6 (p<0,001), iNOS (p<0,001), COX2 (p<0,05), TNF-α (p<0,001) e NFκB (p<0,001) quando comparados ao grupo controle. O pré-tratamento com NAC impediu o aumento desses parâmetros como IL-6 (p<0,001), iNOS (p<0,001), COX2 (p<0,05), TNF-α (p<0,05) e NFκB (p<0,001) quando comparados ao grupo LPS 24 horas. Nossos resultados sugerem que o estresse oxidativo desempenha um papel importante nas respostas inflamatórios, estruturais e funcionais no modelo de LPA induzido por LPS e que essas alterações são estresse oxidativo dependentes.