aula toxinas de algas

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herbertsisenando@id.uff.br 2015
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� Surgimento da FAN:
� Natural (ex.: El niño)
� Antropogênico (ex.: Esgoto urbano)
� EUTROFIZAÇÃO
Excesso de nutrientes (fósforo, nitrogênio)
disponíveis no ambiente aquático.
+ Temperatura elevada
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� Floração de Algas Nocivas
Crescimento rápido de algumas espécies de
microalgas, associado a uma produção de efeitos
deletérios ao ambiente.
� Efeitos negativos da FAN:
� Economia pesqueira
� Turismo
� Saúde humana
� Impacto econômico:
� Estudo realizado por Anderson e
colaboradores em 2000 estimou um gasto
anual de 50 milhões de dólares no setores
afetados.
� BIOINVASÃO
� Disseminação de algas invasoras em
ambiente sem resistência
� Ambiente marinho
� Fatores que influenciam na bioinvasão:
� Eventos climáticos ou mudança de
correntes
� Introdução antrópica derivada da
navegação marítima e a maricultura.
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� Efeitos Nocivos gerados pela FAN
� Anoxia do ambiente aquático
� Produção de substância tóxicas para o
ambiente
� Produção de substâncias tóxicas para o
ambiente e para o homem (FICOTOXINAS)
� Microorganismo produtores de FICOTOXINAS:
� Diatomáceas
� Dinoflagelados
� Cianobactérias
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� Toxinas produzidas por Microalgas
� A maioria das microalgas que produzem toxinas
nocivas à saúde humana é de dinoflagelados.
� Os dinoflagelados são seres móveis, com
dois flagelos, autotróficos ou heterotróficos
ou ambos.
� CIANOBACTÉRIAS
Microrganismos procariontes e autotróficos,
também conhecidos como cianofíceas ou algas
azuis. São organismo capazes de se desenvolver
em mananciais superficiais, especialmente aqueles
com elevados níveis de nutrientes.
� Características das CIANOBACTÉRIAS
� Organismos aeróbios e capazes de agruparem
em colônias.
� As colônias são envolvidas por uma capa
mucilaginosa.
� Podem ocorrer nos mais diversos ambientes
(terrestre, água doce, salobra, marinha, fontes
termais, neve e/ou solos úmidos).
� Os ambientes de água doce são os mais
favoráveis para floração de cianobactérias.
� Em pH de 6 - 9 e Temp. de 15 – 30 ºC.
� Apresentam uma ampla diversidade de forma
devido às adaptações morfológicas, fisiológicas
e bioquímicas ao longo da sua história evolutiva.
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� Características das CIANOBACTÉRIAS
� Seus processos vitais requerem água, dióxido de
carbono, substâncias inorgânicas (N e P) e luz.
� A capacidade de assimilar N e P do ambiente
proporciona uma maior adaptação da mesma
ao ambiente.
� O crescimento das cianobactérias no ambiente
desencadeia a diminuição do contingente de
outros organismos constituintes do fitoplâncton.
� Existem algumas espécies de cianobactérias que
conseguem fixar o N do ar, por meio da presença
de heterócitos.
� Características das CIANOBACTÉRIAS
� A reprodução das cianobactérias é assexuada.
� Ocorre por divisão binária.
� Em condições desfavoráveis as algas forma
esporos adaptativos (acinetos).
� Os acinetos darão origem a um novo
filamento.
� Coloração das CIANOBACTÉRIAS
� Devido a sua pigmentação, esses organismos
são denominados de “algas azuis”.
� Somente metade desses organismo são
tradicionalmente azuis.
� A coloração desse Microorganismo pode ser
explicada pela presença dos pigmentos clorofila-
A (verde), carotenoides (amarelo-laranja),
ficocianina (azul) e a ficoeritrina (vermelho)
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� CIANOBACTÉRIAS
� As cianobactérias têm sido estudadas no ramo
alimentício, farmacêutico e agrícola.
� Gêneros de interesse no Brasil:
� Microcystis
� Anabaena
� Cylindrospermopsi
� Oscillatoria
� Planktothrix
� Aphanocapsa
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� CIANOTOXINAS
Substâncias produzidas pelas cianobactérias,
causadora de injúrias a animais terrestres,
aquáticos e humanos, através da ingestão ou
contato com a água contaminada.
•Podem ser classificadas quanto a ação em:
• Neurotóxicas
• Hepatotóxicas
• Citotóxicos
• Genotóxicos
• Irritantes ao contato
• PRINCIPAIS CIANOTOXINAS:
• Microcistinas
• Nodularinas
• Anatoxinas
• Cilindrospermopsinas
• Saxitoxinas
� Toxicidade das CIANOTOXINAS no Homem
� Hepática
� Sistemas Nervoso Central
� Renal
� Dérmica
� Fisiológica (inibe a síntese proteica)
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� MicroCistinas
� Peptídeos cíclicos
� 60 variações estruturais (de acordo com o
arranjo dos aminoácidos)
� Peso molecular de 800 a 1100
� Mais encontradas em FAN (blooms) de água
doce
� Variantes mais conhecidas: MC-RR, MC-YR,
MC-LR e MC-LA.
� Ação hepatotóxica (hemorragia)
� Nodularinas
� Peptídeos cíclicos
� Solúveis em agua
� Ação hepatotóxica (hemorragia e necrose de
hepatócitos)→ Carcinogênese no fígado
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� Cilindrospermopsina
� Alcaloide guanidínico cíclico
� Peso molecular de 451
� Ação hepatotóxica (principal)
� Nefrotóxica
� cardiotóxica
� Saxitoxinas
� Alcaloide.
� Conhecido como PSP (paralytic shellfish
poisons).
� Síndrome caracterizada por uma parestesia e
paralisia respiratória.
� Cianobactérias de águas marinhas ou doce.
� Altamente tóxica (Em ratos leva a morte em 2-
30min).
� Mecanismo de ação: Bloqueio dos canais de
sódio→ parada respiratória.
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� Anatoxina
� Alcaloides
� Bloqueador neuromuscular pós-sináptico de
receptores nicotínicos e colinérgicos.
� Baixo peso molecular
� DL50 entre 200-500 µg/Kg
� Neurotoxicidade
� Meia-vida no ambiente de 14 dias.
� Toxicidade das CIANOTOXINAS no Ecossistema
� Reduz teor de clorofila a e b, interferindo na
fotossíntese de algumas espécies.
� Aumenta a concentração de ERO responsáveis
pela inativação enzimática e mutações do DNA.
� Seres aquáticos filtradores (Ex.: moluscos
bivalves) sofrem com a bioacumulação.
� Toxicidade hepática e renal (Peixes expostos a
microcistina).
� Eventos registrados com Cianobactérias no Brasil.
� Os eventos no Brasil com cianobactérias em
ambientes continentais são mais comuns.
� As regiões Sul e Sudeste possuem mais
registros de casos de floração.
� Em 1988 no Nordeste, estudo constatou uma
correlação entre a floração de cianobactérias na
Bahia, e a morte de 88 pessoas/2000
intoxicados.
� Em 1996 em Caruaru/PE, 60 pacientes de uma
clinica de hemodiálise morreram após exposição
a microcistina.
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� Impactos econômicos
� As florações de cianobactérias podem interferir
na economia, especialmente nos países pobres
e de economia dependente.
� Uma avaliação realizada nos EUA em 2000
estimou um gasto anual em torno de $ 5 milhões
divididos entre o impacto a saúde e os danos no
setor produtivo.
� DETECÇÃO DE CIANOTOXINAS
� O tipo do teste a ser usado pode variar de
acordo com a sofisticação e o tipo de
informações que proporcionam.
� O alto custo de execução, e a manutenção
desses equipamentos é um limitador para a
expansão dos laboratórios capazes de realizar
as análises.
� Teste rápidos:
� Avaliam o grau do risco de uma FAN
� Uteis para determinar medidas a serem
tomadas
� Teste analítico mais sofisticado:
� Determinam com maior precisão o tipo e a
quantidade de toxina presente no ambiente
� ENSAIOS
� Físico-químicos:
� HPLC-UV
� HPLC-PDA
� LC/MS
� Bioquímicos:
� Inibição da fosfatase
� Inibição da acetilcolinesterase
� ELISA
� Biológicos:
� In vitro
� In vivo
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� Monitoramento no MUNDO
� De acordo com o guia da OMS (Toxic
Cyanobacteria in Water):
� Microcistina, Nodularina e Cilindrospermopsina
pode ser detectadas por HPLC-PDA ou LC/MS
� Saxitoxinas é detectada por fluorescência
� Monitoramentono BRASIL
� Resolução n.357/2005 do CONAMA
� Classificação dos corpos de água
� Estabelece padrões de lançamento e limite
de densidade de cianobactérias
� Portaria n.518/2004
� Estabelece procedimentos e
responsabilidades de controle e vigilância da
qualidade da água
� Estabelece valores aceitáveis para
cianobactérias e cianotoxinas