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UNIversidade federal do Paraná
ARIELLY FÁVARO MENDES
CIANOBACTÉRIAS: sua importância na qualidade de água e potenciais riscos aos animais de criação e humanos
PALOTINA
2018
ARIELLY FÁVARO mENDES
CIANOBACTÉRIAS: sua importância na qualidade de água e potenciais riscos aos animais de criação e humanos
Trabalho apresentado à disciplina de Botânica Aquática para obtenção de nota parcial, Curso de Engenharia de Aquicultura, Setor Palotina, Universidade Federal do Paraná.
Professor Vagner Gularte Cortez
PALOTINA
2018
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ............................................................................... 3
DEFINIÇÃO DE CIANOBACTERIAS ............................................ 4
CIANOBACTÉRIAS PRODUTORAS DE TOXINAS............. 5
Classificação das cianotoxinas: Hepatotoxinas ...... 6
Neurotoxinas ........................................................... 7
Citotoxinas .............................................................. 8
Dermatoxinas .......................................................... 9
3.0 CIANOTXINAS SUA IMPORTÂNCIA NA QUALIDADE DA ÁGUA E POTENCIAIS RSCOS AOS ANIMAIS DE CRIAÇÃO E HUMANOS .....11
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1.0 INTRODUÇÃO
O trabalho a seguir trata-se, como dito no título e subtítulo, das cianobactérias sua definição, a classificação das cianotoxinas, os malefícios para os seres humanos e os animais. Cianobactérias são microrganismos, geralmente encontrados em ambiente aquáticos, que em algumas circunstâncias, podem apresentar um crescimento exagerado de floração. Essa floração é causada, não só por isso, pela eutrofização de ambientes aquáticos, por meio de escoamento de fertilizantes, e esgotos domésticos e industriais. E essa floração pode afetar tanto o ambiente quanto o homem, que sendo assim alteram o ecossistema aquáticos, pois altera o odor, a dor e o sabor da água, ou seja, sem água potável, sendo assim as cianobactérias eliminam cianotoxinas que causam diversas doenças, como por exemplo o câncer.
O que é CIANOBACTÉRIA
O filo Cyanobacteria (cianobactérias), ou divisão Cyanophyta (cianófitas), é um grupo de bactérias que obtêm energia por fotossíntese. O nome "cianobactéria" vem de sua cor (do grego: κυανός (kyanós) = azul). São chamadas também de algas azuis ou algas verdes azuladas, embora alguns autores considerem estes nomes inadequados, uma vez que cianobactérias são procariontes, e algas deveriam ser apenas eucariontes. No entanto, há outras definições de algas que abrangem também organismos procarióticos.
Inclui organismos aquáticos, unicelulares, coloniais ou filamentosos fotossintéticos. Possuem forma de cocos, bastonetes, filamentos ou pseudofilamentos, apresentando coloração azul em condições ótimas, mas são frequentemente encontradas apresentando coloração de verde oliva a verde azulado. 
Apresentam, geralmente, uma estrutura externa para evitar a dessecação: a bainha de mucilagem, que é uma substância gelatinosa incolor que recobre totalmente ou parcialmente o indivíduo. Em muitos casos, a sua ocorrência é devida à eutrofização do ambiente aquático no qual estão inseridas pela rápida reprodução, que pode ser por divisão celular, por fragmentação, endósporo, exósporo ou acineto. A maioria das espécies encontram-se em água continental, mas algumas são marinhas ou ocorrem em solo úmido, ainda sendo encontradas em ambientes lacustres (principalmente hipersalinos), ambientes congelados, sob o folhiço* de florestas entre outros. Outras espécies são endossimbiontes em líquenes ou em vários protistas e corais, fornecendo energia aos seus hospedeiros.
Foram durante muito tempo classificadas como algas, na divisão Cyanophyta, com uma única classe, Cyanophyceae (por isso o termo cianofíceas é ainda utilizado, embora o termo cianobactérias esteja a ganhar terreno) e estudadas pelos botânicos. Atualmente sabe-se que estes organismos não têm relação filogenética com qualquer dos grupos de algas eucarióticas, a não ser como prováveis antepassados dos cloroplastos, e encontram-se classificados como um filo (ou divisão, para os botânicos) dentro do domínio Bactéria.
O registo fóssil das cianobactérias indica que estes seres fotossintéticos apareceram no éon geológico Arqueano e devem ter sido responsáveis pelo aparecimento do oxigénio na atmosfera terrestre - o que parece ter acontecido há cerca de 2,5 bilhões de anos, despoletando a origem da vida eucarionte e dando lugar ao que se chama atualmente o éon Proterozóico (que significa aproximadamente dos "animais primitivos").
*FOLHIÇO: Etimologia (origem da palavra folhiço). De folha. Sig. Cobertura de folhas secas sobre o chão. 
CIANOBACTERIA PRODUTORAS DE TOXINAS
As cianobactérias (algas azuis) são microrganismos presentes em ambientes aquáticos e vêm sendo cada vez mais pesquisadas devido a sua capacidade de produção de toxinas, em alguns casos, altamente prejudiciais à saúde humana e animal. Essas toxinas, denominadas cianotoxinas, são responsáveis por alterações organolépticas das águas e têm sido causadoras de graves intoxicações pela ingestão e contato com corpos d'água contaminados. Conhecer essas cianotoxinas envolve a disponibilidade de técnicas analíticas sofisticadas, além de métodos definidos e validados. As cianobactérias, também conhecidas como cianofíceas, são microrganismos procarióticos (não possuem qualquer tipo de membrana para compartimentalização de DNA e outras organelas), autótrofos (produzem seu próprio alimento por meio de fotossíntese) e são capazes de se desenvolver em mananciais superficiais, especialmente aqueles com elevados níveis de nutrientes.
O aumento das atividades urbanas e industriais, assim como a descarga de seus efluentes acarretam o acúmulo de nutrientes limitantes como o fósforo e nitrogênio nos corpos d'água. Ao fenômeno causado pelo excesso desses compostos nutrientes dá-se o nome eutrofização, que aliado à elevação da temperatura, tem como uma das conseqüências, a rápida proliferação de organismos heterotróficos no ambiente aquático, conhecida como "floração" ou "bloom" (Carneiro & Leite, 2007).
As cianobactérias têm sido estudadas no ramo alimentício, farmacêutico e agrícola pelo seu alto valor nutritivo, possível potencial farmacológico e pela influência que exercem sobre a fertilidade de solos e águas e ainda na produção de biodisel. Entretanto, algumas espécies de cianobactérias têm a capacidade de produzir metabólitos secundários que dão gosto e odor desagradáveis à água, além de poderosas toxinas. Daí seu principal interesse e estudos sobre os impactos no meio ambiente e na saúde. No Brasil, entre os gêneros potencialmente nocivos, destacam-se Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Oscillatoria, Planktothrix e Aphanocapsa (Calijuri, 2006).
Denominadas cianotoxinas, essas substâncias causam graves injúrias a animais terrestres, aquáticos e humanos, através da ingestão ou contato com a água contaminada. As principais e mais perigosas toxinas produzidas por esses gêneros de cianobactérias são Microcistinas, Nodularinas, Anatoxinas, Cilindrospermopsinas e Saxitoxinas. As cianotoxinas são classificadas como hepatotóxicas, neurotóxicas, citotóxicas.
Classificação das cianotoxinas: Hepatotoxinas
São toxinas que causam a necrose do fígado e morte por hemorragia. A maioria das hepatotoxinas, incluindo a microcistina-LR, é hidrofílica,não atravessando as membranas celulares, sendo assim transportadas para o fígado através de transportadores iônicos multiespecíficos presentes nos canais biliares e no intestino delgado (RunnegaretaI.,1991).Aí exercem ação sobre a estrutura dos hepatócitos atrofiando-os, impedindo o contacto entre eles e provocando hemorragias que fazem aumentar o peso do fígado e que poderão ser fatais. Este processo é irreversível pelo que, mesmo não havendo letalidade,as lesões persistem verificando-se disfunção hepática. A grande chamada de sangue ao fígado provoca falhas cardíacas, daí arápida letalidade (e.g. 20 minutos após injecção intraperitoneal de uma estirpe de Microcysti s(Vasconcelos,1994)).O atrofiamento do citoesqueleto dos hepatócitos dá-se devido à ação inibitória que as microcistinas e as nodularinas exercem nas fosfatases proteicas (enzimas reguladoras da síntese proteica), essenciais à sua manutenção (Carmichael, 1994). São estes mecanismos de interferência com as fosfatasses protéicas que tornam as hepatotoxinas promotoras de tumores (Nishiwaki-Matsushima et al., 1992). Ex: Microcistinas, Nodularinas (Microcystis, Nodularia, Oscilatória, Anabaena, Planktothrix, Nostoc, Anabaenopsis.).
Neurotoxinas
Toxinas que atuam no sistema neuromuscular causando a paralisação dos músculos esqueléticos, respiratórios e causando morte por parada respiratória. Essas neurotoxinas inibem a condução nervosa por bloqueamento dos canais de sódio, afetando ou a permeabilidade ao potássio ou a resistência das membranas. Os sinais clínicos de intoxicação humana incluem tontura, adormecimento da boca e de extremidades, fraqueza muscular, náusea, vômito, sede e taquicardia. Os sintomas podem começar cinco minutos após a ingestão e a morte pode ocorrer entre 2 a 12 horas. Em casos de intoxicação com dose não letal, geralmente os sintomas desaparecem de um a seis dias (Carmichael, 1994). Entretanto, não se tem conhecimento de efeitos crônicos por falta de estudos de longa duração com animais. Ex: Saxitoxinas, Anatoxinas (Aphanizomenon, Oscilatoria, Anabaena, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix, Lyngbya.).
Citotoxinas
A ação das citotoxinas resulta da inibição da síntese protéica causando alterações citológicas essencialmente no fígado, mas também no baço, rins, pulmões e coração (Hawkinsetal.,1997; Runnegaretal.,1995a). Falconer & Humpage (2001) encontraram evidências experimentais. Ex: Debromoaplisiotoxina, Lingbiatoxina-a, Cilindrospermopsina (Cylindrospermopsis, Aphanizomenon, Umezakia, Schisothrix, Planktothrix, Lyngbya.).
Dermatotoxinas
As moléculas das LPS são formadas por carboidratos (normalmente hexoses) e lipídeos (ácidos graxos de cadeias C14 e C18). São agentes pirogênicos, capazes de induzir irritação na pele e alergias. Se ingeridas, essas toxinas induzem uma série de efeitos que incluem neutropenia, trombocitopenia, níveis anormais de glicose e mudanças metabólicas, tais como acidose e alcalose. Os LPS desempenham importante papel em manifestações clínicas, tais como: inflamação, febre, coagulação intravascular e choque.
O contato direto com a dermatotoxina produzida por cianobactérias podem causar: vermelhidão e lesões na pele, irritação nos olhos, conjuntivite, urticária, obstrução nasal e asma (Calijuri, op. cit.).
Os efeitos das cianotoxinas no homem e no ambiente
Como se pode ver, a toxidade das cianobactérias varia de espécie para espécie. As cianobactérias produtoras de toxinas são constante fonte de preocupação para os operadores de estações de tratamento de água, mas ainda não se sabe claramente os motivos que levam ao aparecimento e predomínio de cepas tóxicas. Segundo Calijuri (op. cit), duas hipóteses foram propostas e estudadas: o predomínio de cepas tóxicas e não tóxicas está relacionado à dinâmica populacional e às inter-relações competitivas entre as populações; e a toxidade está relacionada à presença de algum estressor ambiental.
A ocorrência de espécies potencialmente produtoras dessas substâncias precisa ser melhor investigada e monitorada, uma vez que se percebe que várias espécies de cianobactérias, que comumente apresentam um grande crescimento em ambientes aquáticos, podem produzir toxinas capazes de causar a morte de animais domésticos e selvagens e problemas à saúde humana. Aproximadamente 75% das cepas isoladas se mostram tóxicas quando testadas em bioensaios de toxicidade, sendo que apenas uma delas é produtora de neurotoxinas enquanto que as demais são hepatotóxicas (Costa & Azevedo, 1994).
O crescimento intenso desses microorganismos na superfície da água geralmente se dá com predomínio de poucas ou mesmo de apenas uma espécie de cianobactéria produtora de toxinas, ou de outros metabólitos, que inibem a sua predação por microcrustáceos, larvas de peixes, moluscos, etc. Esses consumidores primários vão preferir consumir as microalgas não tóxicas e com maior valor nutricional, contribuindo, com isso, para a redução das populações dessas microalgas, o que, por sua vez, resultará numa diminuição drástica da comunidade dos consumidores primários, com consequências em toda a cadeia alimentar do ambiente aquático. Portanto, como resultado desses processos, muitas vezes restará no meio aquático apenas as cianobactérias tóxicas como organismos fitoplanctônicos dominantes (Brasil, 2003).
As espécies associadas às florações de cianobactérias tóxicas, em todo o mundo, parecem ser influenciadas por diferenças regionais climáticas, diferenças químicas da água, morfologia da bacia e profundidade e transparência da água (Yoo et al., 1995 in Calijuri, 2006). Segundo Proença (2000 in Calijuri, op. cit.), a exposição de seres humanos às cianotoxinas estaria também associada ao acúmulo na cadeia trófica. Desse modo, hepatotoxinas acumuladas em peixes podem chegar até os consumidores em níveis preocupantes, uma vez que há a bioacumulação das toxinas nos peixes. Geralmente, os peixes parecem ser pouco sensíveis à ação das cianotoxinas e frequentemente tornam-se veículos da toxina para outros animais.
As primeiras intoxicações registradas em populações humanas, causadas pelo consumo de água contaminada por cepas tóxicas de cianobactérias, foram descritas na Austrália, Inglaterra, China e África do Sul (Rose et al., 2001 in id. ibid). No Brasil, e principalmente, no Rio Grande do Sul, há registro de florações de cianobactérias tóxicas há pelo menos 15 anos. Relatos científicos descrevem a entrada de diferentes tipos de cianobactérias pela região norte da Lagoa dos Patos (RS), que ao alcançarem a região sul da Lagoa (estuário) encontram águas ricas em nutrientes, derivados dos esgotos domésticos e industriais, produzindo florações extensas, geralmente no verão.
O episódio mais grave de intoxicação por cianobactérias ocorreu em 1996, em Caruaru/ PE, quando 123 pacientes de uma clínica de hemodiálise tiveram quadro clínico de intoxicação hepática; desses, 60 pacientes morreram. A investigação revelou que a intoxicação foi causada pela água da hemodiálise contaminada por cianotoxinas (Azevedo, 1998). Tal episódio ocasionou a inclusão da exigência de monitoramento para cianobactérias e cianotoxinas na Legislação Brasileira.
Cianotoxinas sua importância na qualidade da agua e potenciais riscos aos animais de criação e humanos.
Os malefícios das cianobactérias advêm da crescente eutrofização dos ambientes aquáticos. A eutrofização é um fenômeno causado pelo excesso de nutrientes (compostos químicos ricos em fósforo ou nitrogênio), que leva a um enriquecimento artificial dos ecossistemas. Quando isso ocorre num corpo de água relativamente fechado, há uma proliferação excessiva de algas que, ao entrarem em decomposição, levam ao aumento do número de microrganismos e à consequente deterioração da qualidade da água, quer seja em rios, lagos, baías, estuários, etc.
De acordo com Tundisi & Matsumura-Tundisi (1992), o crescimento da agroindústria em algumas regiões do Brasil, tem sido bastante alto nos últimos 20 anos. A grande biomassa de cultivos monoespecíficos e a necessidade de intensificar o crescimento vegetal, pelo uso extenso de fertilizantes, têm causado uma rápida eutrofização de rios e reservatórios que tem resultado num crescimento elevado de macrófitas aquáticas e altas concentrações de fósforo no sedimento. A taxa de urbanização cresceu também rapidamente,com o consequente aumento de descarga de esgotos sem nenhum tratamento prévio. Esses dois processos em larga escala são hoje as principais causas da eutrofização de rios, lagos e reservatórios, em muitas regiões brasileiras.
Essa eutrofização artificial produz mudanças nas qualidades da água, que incluem: a redução de oxigênio dissolvido, a perda das qualidades cênicas, o aumento do custo de tratamento, a morte extensiva de peixes e o aumento da incidência de florações de microalgas e cianobactérias. Essas florações ou “blooms” se caracterizam pelo intenso crescimento desses microrganismos na superfície da água; fenômeno este que forma uma densa camada de células com vários centímetros de profundidade, cujas consequências podem afetar a saúde do ser humano.
O fato que chama a atenção é que as florações de cianobactérias têm geralmente consequências visíveis, porém danosas, para os organismos e o meio ambiente. Elas alteram o equilíbrio dos ecossistemas aquáticos, criam um biofilme superficial de cor verde, alterando a transparência da água e conduzindo a desoxigenação de lagos e rios. Além disso, liberam substâncias que produzem gosto e odor desagradáveis, afetam a potabilidade dos reservatórios de uso humano e, até mesmo em áreas recreacionais e de banho, a qualidade da água fica comprometida. Como resultado da exposição às cianotoxinas, diversos mamíferos, aves e peixes têm sido envenenados mundialmente por ocasião de florações de Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Nodularia e Oscillatoria (Ressom et al. 1999), que são também consideradas prejudiciais à saúde humana (Elder et al. 1993).
A produção e liberação de toxinas de alto potencial tóxico é a característica mais marcante das florações. O grande problema, que gera preocupação às autoridades e gerentes das estações de tratamento de água, é o fato de que algumas das toxinas produzidas por cianobactérias não são facilmente removidas por processos convencionais de tratamento de água.
Conclusão
Com esse trabalho podemos concluir que, as cianobactérias liberam em ambientes aquáticos as cianotoxinas, o causador da liberação desta toxina é o despejo de esgotos domésticos e industriais em ambientes aquáticos, sendo assim, a água que foi afetada com essa contaminação não é mais potável, causando assim a contaminação de doenças em animais e humanos que tiveram contato com essa água. 
Para evitar as doenças, devemos ter de saber onde e como desfazer dos lixos tóxicos, onde não deve. 
REFERÊNCIAS
https://www.webartigos.com/artigos/cianobacterias-e-suas-toxinas/20647
https://www.ecodebate.com.br/2011/10/28/cianobacterias-um-panorama-geral-artigo-de-fernanda-de-matos-campos-e-lourdes-maria-duarte/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cyanobacteria
https://www.dicio.com.br/folhico/