Avaliação da contaminação por hidrocarbonetos em distintos níveis de organização biológica

Orientador : Dr. Paulo da Cunha LanaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Zoologia. Defesa: Curitiba, 25/02/2015Inclui referênciasArea de concentraçãoResumo: Avaliar os impactos da poluição marinha é uma tarefa complexa que demanda a aplicação de abordagens capazes de distinguir a perturbação antrópica da variabilidade espaço-temporal intrínseca aos ambientes costeiros e oceânicos. Distúrbios antropogênicos provocam respostas em distintos níveis de organização biológica, desde alterações bioquímicas até mudanças na estrutura de comunidades, em múltiplas escalas espaciais e temporais. Os efeitos deletérios de contaminantes têm sido historicamente investigados através de testes toxicológicos. Estes ensaios são conduzidos em condições laboratoriais controladas, que limitam o seu potencial preditivo e a sua capacidade de generalização. Avanços recentes na ecologia experimental de campo, com o desenvolvimento de delineamentos experimentais robustos e procedimentos analíticos associados, aumentaram a habilidade de detectar impactos decorrentes de distúrbios induzidos pelas atividades humanas. Neste sentido, abordagens de laboratório e de campo devem ser vistas como necessariamente complementares para a avaliação da poluição marinha. Atividades humanas desenvolvidas nas regiões costeiras têm aumentado a intensidade e frequência de eventos de exposição discreta ou aguda a contaminantes, tais como derrames acidentais de óleo. No entanto, a aplicação de experimentos manipulativos de campo para testar seus efeitos ainda é incipiente. Esta tese teve o objetivo geral de examinar como os efeitos da exposição a hidrocarbonetos de petróleo condicionam respostas biológicas em diversos níveis de organização, por meio de experimentos manipulativos de campo e de laboratório. Para tal, uma ampla variedade de técnicas e abordagens metodológicas considerando diferentes espéciesalvo foi adotada. A tese está estruturada em quatro capítulos que avaliaram: (i) os efeitos de um derrame experimental in situ de óleo diesel sobre associações de nematoides marinhos de vida livre utilizando um delineamento MBACI (Multiple Before-After-Control- Impact); (ii) os efeitos de repetidos derrames experimentais de óleo diesel sobre a estrutura das associações macrofaunais através da comparação de três frequências de derrames (a cada 2, 4 e 8 semanas) com duas dosagens de diesel (2,5 e 5 L m-2) em um experimento fatorial com controles assimétricos; (iii) os efeitos de repetidos derrames experimentais de óleo diesel na resposta de biomarcadores de estresse oxidativo no bivalve Anomalocardia brasiliana, no gastrópode Neritina virginea e no poliqueta Laeonereis culveri através da comparação de três frequências de derrames (a cada 1, 2 e 4 dias) com duas dosagens de diesel (1 e 2 L m-2) em um experimento fatorial com controles assimétricos; e (iv) os efeitos da dispersão mecânica (agitação) e química (uso de dispersantes) do óleo cru na resposta de diferentes biomarcadores e nas taxas de crescimento de juvenis do peixe-lobo Anarhichas denticulatus após exposição experimental em laboratório por 48 h. Não foram observadas diferenças significativas na diversidade, densidade total e estrutura das associações de nematoides entre os tratamentos controle e impacto, antes e depois do derrame experimental. Embora sejam frequentemente considerados animais sensíveis, nematoides marinhos de vida livre mostraram-se resilientes à contaminação por hidrocarbonetos de petróleo. Repetidos eventos de exposição ao óleo diesel, por sua vez, afetaram drasticamente a estrutura das associações macrofaunais e reduziram a densidade total e densidade dos táxons dominantes. Geralmente, derrames frequentes de baixa dosagem foram mais deletérios do que derrames menos frequentes de alta dosagem. Aumentos significativos na densidade populacional de espécies oportunistas foram observados em resposta a derrames pouco frequentes. Repetidos eventos de exposição ao óleo diesel também foram responsáveis pela indução das enzimas superóxido dismutase (SOD) e glutationa S-transferase (GST), incremento nos níveis de peroxidação lipídica (LPO) e depleção na concentração de glutationa reduzida (GSH) em A. flexuosa e L. culveri. O gastrópode N. virginea exibiu apenas uma depleção significativa nos níveis de GSH em derrames frequentes de alta dosagem. O sistema de defesa enzimático contra espécies reativas de oxigênio não foi ativado em N. virginea e dano oxidativo em termos de LPO não foi observado. De maneira geral, atividades enzimáticas e dano oxidativo em A. flexuosa e L. culveri foram induzidos por derrames frequentes de baixa dosagem quando comparados com derrames menos frequentes de alta dosagem. Contudo, um padrão inverso foi observado nas respostas antioxidantes de N. virginea. Estes resultados enfatizam a importância de diferentes regimes de exposição na determinação da magnitude dos impactos por óleo. O bivalve A. flexuosa e o poliqueta L. culveri foram considerados sentinelas adequados para monitoramento da poluição por hidrocarbonetos de petróleo em áreas costeiras. Finalmente, a concentração relativa de metabólitos biliares de HPA e a atividade da etoxiresorufina-O-deetilase (EROD) do peixe-lobo A. denticulatus experimentalmente exposta a óleo disperso (tanto mecanicamente como quimicamente) foram significativamente maiores que no tratamento controle. Foi também observada uma inibição da atividade de acetilcolinesterase (AChE) em peixes expostos a óleo disperso. Além disso, o crescimento do peixe-lobo, tanto em biomassa quanto em comprimento, foi significativamente superior no controle que nos tratamentos de exposição. No entanto, a resposta de diferentes biomarcadores enzimáticos juntamente com estimativas de crescimento do peixe-lobo A. denticulatus indicaram uma toxicidade semelhante entre a dispersão química e mecânica do óleo cru. A detecção de respostas no nível suborganísmico (biomarcadores) juntamente com reduções no crescimento de juvenis do peixe-lobo alertam para potenciais efeitos tardios em populações afetadas por derrames de óleo. A demonstração destas respostas subletais em animais expostos destacam a toxicidade muitas vezes não aparente de derrames agudos, que podem afetar populações a médio e longo prazo, mesmo na ausência de mortalidade massiva. Palavras-chave: experimento de campo; hidrocarbonetos de petróleo; biomarcadores; nematoides; macrofauna; peixe-loboAbstract: The assessment of contaminant impacts is a complex task that demands a wide range of approaches to distinguish the anthropogenic disturbances from the inherent spatiotemporal variability of costal environments. In this thesis, the effects of exposure to petroleum hydrocarbons were assessed at multiple levels of biological organization, from biochemical alterations to changes in community structure. To achieve this goal, a variety of research approaches including laboratory-based experiments and manipulative field experiments with different target-species were used. The thesis is composed by four chapters that assessed: (i) the effects of a diesel oil spill on the structure of free-living marine nematode assemblages through a multiple before-after-control-impact (MBACI) design; (ii) the effects of the frequency (every 2, 4 and 8 weeks) and dosage (2.5 and 5 L m-2) of experimental diesel spills on the structure of intertidal macrofaunal assemblages in a factorial experiment with asymmetrical controls; (iii) the effects of the frequency (every 1, 2 and 4 days) and dosage (1 and 2 L m-2) of experimental diesel spills on oxidative stress biomarkers in the bivalve Anomalocardia flexuosa, the gastropod Neritina virginea and the polychaete Laeonereis culveri in a factorial experiment with asymmetrical controls; and (iv) the effects of mechanically dispersed and chemically dispersed oil on biomarkers response and growth of the wolfish Anarhichas denticulatus after 48 h laboratory exposure. No significant differences were observed in nematode total density, number of taxa and the overall assemblage structure between the control and impact treatments from before to after the experimental spill. Despite being considered good indicators of environmental impacts, free-living marine nematodes were considered resilient to contamination by petroleum hydrocarbons. Repeated oil spills dramatically altered the overall structure of assemblages and reduced the total density of macrofauna and densities of dominant taxa. Increasing the frequency of oil spills negatively affected macrofauna. In general, frequent low-dosage oil spills were more deleterious than infrequent high-dosage ones. The main direct effect of frequent diesel spills on the bivalve A. flexuosa and the polychaete L. culveri was the induction of superoxide dismutase (SOD) and glutathione S-Transferase (GST) activities, a significant increase in lipid peroxide levels (LPO) and a decrease in reduced glutathione (GSH) concentration. The gastropod N. virginea only exhibited a significant GSH depletion when exposed to frequent high-dosage spills. N. virginea did not activate enzymatic defense system against ROS and oxidative damage to lipids was not observed. Overall, enzymatic activities and oxidative damage in A. flexuosa and L. culveri were induced by frequent low-dosage spills compared to infrequent high-dosage spills, although the opposite pattern was observed for N. virginea antioxidant responses. These results highlight the importance of different exposure regimes in determining the extent of oil impacts. The bivalve A. flexuosa and the polychaete L. culveri were considered suitable sentinels for petroleum pollution monitoring in nearshore environments. At last, the relative concentration of biliary PAH metabolites and the activity ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) in A. denticulatus were significantly higher in dispersed oil (both mechanically and chemically) compared to control. Also, a significant inhibition of acetylcholinesterase (AChE) activity was detected in exposure treatments. Growth rate was significantly higher in control compared to mechanically and chemically dispersed oil. The lack of differences between chemically and mechanically dispersed oil in biomarkers response and growth suggests that dispersant application is no more toxic than the natural oil dispersion. These results indicate the potential for population-level effects resulting from exposure to oil. Keywords: field experiment; petroleum hydrocarbons; biomarkers; nematodes; macrofauna; wolfis

Efeitos da complexidade estrutural do substrato sobre a recolonização macrobêntica em uma planície de maré subtropical (Paraná, Brasil)

Orientador : Prof. Dr. Paulo da Cunha LanaDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Centro de Estudos do Mar, Programa de Pos-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceanicos. Defesa : Pontal do Parana, 2010Bibliografia: fls. 48-53Resumo: O acúmulo de conchas de moluscos introduz complexidade e heterogeneidade aos sedimentos marinhos e pode regular a estrutura e o funcionamento das associações bênticas. A planície de maré do Saco do Limoeiro na Ilha do Mel, localizada na desembocadura sul da Baía de Paranaguá (Paraná, Brasil), apresenta duas áreas com substratos e associações macrofaunais muito distintos. A área central da lanície possui sedimentos mais complexos do que a externa devido à presença de conchas vazias do molusco bivalve Anomalocardia brasiliana. Este trabalho avaliou a importância dessa matriz biogênica na regulação da macrofauna bêntica local através de um experimento manipulativo, com 90 dias de duração, envolvendo o transplante recíproco de sedimento defaunado entre as áreas com conchas e sem onchas. Três hipóteses foram testadas para diferenciar as possíveis causas de variabilidade da macrofauna: (i) se a presença de conchas no sedimento é responsável pelas diferenças entre as duas áreas, então associações que se desenvolverem nos sedimentos transplantados serão similares aos controles da área de origem (porque o sedimento é o mesmo) e diferentes da área de destino; (ii) se características específicas de cada área são responsáveis pelas diferenças, então associações dos sedimentos tran plantados serão similares aos controles da área de destino e diferentes da área de origem; (iii) se uma interação desses fatores é responsável pelas diferenças, então associações que ocuparem os sedimentos transplantados apresentarão estrutura distinta tanto dos controles da área de origem como da área de destino. O experimento revelou que a presença das valvas vazias não explica as grandes diferenças nas associações macrofaunais entre as duas áreas. Associações que recolonizaram os sedimentos ransplantados apresentaram a mesma estrutura das existentes nos controles da área de destino, mas diferiram das associações dos controles da área de origem. Isto mostra que fatores e processos específicos de cada área, particularmente as estratégias de mobilidade e reprodução das associações locais, foram responsáveis pelas diferenças existentes. O processo de recolonização foi fortemente dependente da migração de adultos presentes nos sedimentos adjacentes às unidades experimentais, que não distinguiram substratos com diferentes graus de complexidade estrutural. Os padrões e tendências de variabilidade macrofaunal devem-se primariamente à contribuição do tanaidáceo Kalliapseudes schubarti, que dominou numericamente as associações e exibiu diferenças consistentes entre tratamentos. Fatores biológicos como a ausência de fases de desenvolvimento larval no plâncton, reprodução contínua e a elevada fecundidade dessa espécie foram determinantes para a rápida ocupação dos sedimentos defaunados, independentemente das características do substrato. Padrões de recolonização dos demais táxons foram extremamente variáveis, tornando difícil definir com clareza os processos que regulam a sua distribuição. Contudo, deve-se considerar que os padrões e tendências de variação descritos aplicam-se somente às escalas de espaço (centímetros) e tempo (meses) adotadas no experimento. Os efeitos do acúmulo de conchas parecem ser determinantes das associações bênticas em escalas espaciais mais amplas, enquanto processos biológicos, como as estratégias de mobilidade e reprodução, são mais importantes na eterminação de padrões em escalas menores.Abstract: Mollusk shells may regulate the structure and functioning of benthic assemblages by introducing heterogeneity into marine sediments. Two areas of an unvegetated tidal flat in Mel Island (Paranaguá Bay, Paraná, S Brazil) largely differ in substrata and macrofaunal assemblages. The inner area is more complex than the outer due to the presence of empty shells of the bivalve Anomalocardia brasiliana. The effects of this biogenic matrix on macrofaunal recolonization patterns were assessed through a reciprocal transplantation experiment of defaunated sediment between these areas. Three hypotheses were tested to distinguish possible causes of variation: (i) if the presence of shells are responsible for differences between the two areas, then assemblages in transplanted cores will develop similarly to those in origin controls (because the sediment is the same) and differently from those in the destination controls; (ii) if intrinsic properties of each area are relevant, then assemblages in transplanted sediments will be similar to those in the destination ontrols and different from those in the origin; (iii) if an interaction of these factors are responsible for the differences, then assemblages in transplanted sediments will develop differently from those in the inner and outer controls. The experiment has shown that the presence of A. brasiliana empty shells does not explain the large differences of macrofaunal assemblages between areas. Assemblages that colonized ransplanted cores were similar to those in destination controls, but differed from those in origin controls. This shows that specific factors and processes of each area, particularly the strategies of dispersion and reproduction of local assemblages, are responsible for the differences, despite the presence of shells. The recolonization was strongly dependent on adult migration from sediments around the experimental cores, ather than associated with structural complexity. The main patterns and trends of macrofaunal variability were primarily attributed to the tanaid Kalliapseudes schubarti, which numerically dominated the assemblages and showed consistent differences among treatments. Biological features such as the lack of larval development, continuous reproduction and high fecundity of this species were determinant to the rapid ccupation of defaunatedsediments, independently of its characteristics. Recolonization processes of other species were extremely variable and complex to clearly define the factors regulating their distribution. However, it should be stressed that described patterns are only valid for scales of space (centimeters) and time (months) applied to the experiment. The effects of structural complexity provided by mollusk shells seems to be determinant at larger spatial scales, while biological processes such as dispersal and reproductive strategies are more important at smaller scales

A Preliminary Comparison of Motor Learning Across Different Noninvasive Brain Stimulation Paradigms Shows No Consistent Modulations

<p>Non-invasive brain stimulation (NIBS) has been widely explored as a way to safely modulate brain activity and alter human performance for nearly three decades. Research using NIBS has grown exponentially within the last decade with promising results across a variety of clinical and healthy populations. However, recent work has shown high inter-individual variability and a lack of reproducibility of previous results. Here, we conducted a small preliminary study to explore the effects of three of the most commonly used excitatory NIBS paradigms over the primary motor cortex (M1) on motor learning (Sequential Visuomotor Isometric Pinch Force Tracking Task) and secondarily relate changes in motor learning to changes in cortical excitability (MEP amplitude and SICI). We compared anodal transcranial direct current stimulation (tDCS), paired associative stimulation (PAS₂₅), and intermittent theta burst stimulation (iTBS), along with a sham tDCS control condition. Stimulation was applied prior to motor learning. Participants (n = 28) were randomized into one of the four groups and were trained on a skilled motor task. Motor learning was measured immediately after training (online), 1 day after training (consolidation), and 1 week after training (retention). We did not find consistent differential effects on motor learning or cortical excitability across groups. Within the boundaries of our small sample sizes, we then assessed effect sizes across the NIBS groups that could help power future studies. These results, which require replication with larger samples, are consistent with previous reports of small and variable effect sizes of these interventions on motor learning.</p

Sistema de eventos para bicicletaria cultural

Orientadora: Prof. Rafaela Mantovani FontanaMonografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Educação Profissional e Tecnológica, Curso de Graduação em Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistema

Lasting deficit in inhibitory control with mild traumatic brain injury

Abstract Being able to focus on a complex task and inhibit unwanted actions or interfering information (i.e., inhibitory control) are essential human cognitive abilities. However, it remains unknown the extent to which mild traumatic brain injury (mTBI) may impact these critical functions. In this study, seventeen patients and age-matched healthy controls (HC) performed a variant of the Stroop task and attention-demanding 4-choice response tasks (4CRT) with identical stimuli but two contexts: one required only routine responses and the other with occasional response conflicts. The results showed that mTBI patients performed equally well as the HC when the 4CRT required only routine responses. However, when the task conditions included occasional response conflicts, mTBI patients with even a single concussion showed a significant slow-down in all responses and higher error rates relative to the HC. Results from event-related functional magnetic resonance imaging (efMRI) revealed altered neural activity in the mTBI patients in the cerebellum-thalamo-cortical and the fronto-basal-ganglia networks regulating inhibitory control. These results suggest that even without apparent difficulties in performing complex attention-demanding but routine tasks, patients with mTBI may experience long-lasting deficits in regulating inhibitory control when situations call for rapid conflict resolutions

Perfil epidemiológico da meningite bacteriana no estado do Rio Grande do Sul

Objetivo: Determinar o perfil epidemiológico da meningite bacteriana no Estado do Rio Grande do Sul no período de janeiro de 2014 a dezembro de 2019. Método: Trata-se de um estudo ecológico, com delineamento descritivo, retrospectivo e com abordagem quantitativa, feito por meio de análises de dados secundários coletados no Sistema Nacional de Agravos de Notificação (SINAN) e no Programa Nacional de Imunizações (PNI). Resultados: foram confirmados 6.899 casos de meningite bacteriana. A maior prevalência dos casos ocorreu entre homens (57,4%) e entre os indivíduos na faixa de 20- 39 anos (21,1%). A macrorregião de maior incidência foi a Metropolitana (53,8%). O sorogrupo prevalente foi o sorogrupo C (66,2%). Conclusão: os dados demonstram declínio da cobertura vacinal da Meningocócica C nos últimos anos e a necessidade de fortalecimento das estratégias de prevenção implementadas no Estado. Além disso, demonstram migração para a faixa etária entre os 20-39 anos

The α2-adrenergic receptor pathway modulating depression influences the risk of arterial thrombosis associated with BDNFVal66Met polymorphism

Depression is associated with thrombotic risk and arterial events, its proper management is strongly recommended in coronary artery disease (CAD) patients. We have previously shown that the Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF)Val66Met polymorphism, related to depression, is associated with arterial thrombosis in mice, and with an increased risk of acute myocardial infarction in humans. Herein, expanding the previous findings on BDNFVal66Met polymorphism, we show that desipramine, a norepinephrine reuptake-inhibitor, rescues behavioral impairments, reduces the arterial thrombosis risk, abolishes pathological coagulation and platelet hyper-reactivity, normalizes leukocyte, platelet, and bone marrow megakaryocyte number and restores physiological norepinephrine levels in homozygous knock-in BDNF Val66Met (BDNFMet/Met) mice. The in vitro data confirm the enhanced procoagulant activity and the alpha(2A)-adrenergic receptor (alpha(2A)-ADR) overexpression found in BDNFMet/Met mice and we provide evidence that, in presence of Met variant, norepinephrine is crucial to up-regulate procoagulant activity and to enhance platelet generation. The alpha(2)-ADR antagonist rauwolscine rescues the prothrombotic phenotype in BDNFMet/Met mice and reduces procoagulant activity and platelet generation in cells transfected with BDNFMet plasmid or exposed to pro-BDNFMet peptide. Finally, we show that homozygous BDNFMet/Met CAD patients have hyper-reactive platelets overexpressing abundant alpha(2A)-ADR. The great proplatelet release from their megakaryocytes well reflects their higher circulating platelet number compared to BDNFval/val patients. These data reveal an unprecedented described role of Met allele in the dysregulation of norepinephrine/alpha(2A)-ADR pathway that may explain the predisposition to arterial thrombosis. Overall, the development of alpha(2A)-ADR inhibitors might represent a pharmacological treatment for depression-associated thrombotic conditions in this specific subgroup of CAD patients

Parvoviruses in Blood Donors and Transplant Patients, Italy

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