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Nanoecotoxicity effects of engineered silver and gold nanoparticles in aquatic organisms. Ferna A, Blasco J. (2012) Nome: Fúvia de Oliveira Biazotto Profª

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Apresentação em tema: "Nanoecotoxicity effects of engineered silver and gold nanoparticles in aquatic organisms. Ferna A, Blasco J. (2012) Nome: Fúvia de Oliveira Biazotto Profª"— Transcrição da apresentação:

1 Nanoecotoxicity effects of engineered silver and gold nanoparticles in aquatic organisms. Ferna A, Blasco J. (2012) Nome: Fúvia de Oliveira Biazotto Profª Drª. Regina Teresa Rosim Monteiro UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CENTRO DE ENERGIA NUCLEAR NA AGRICULTURA - CENA Disciplina CEN5738: Ecotoxicologia

2 Nanotecnologia – estuda a manipulação da matéria em escala atômica e ou molecular Partícula é um pequeno objeto que se comporta como uma unidade inteira em termos de transporte e propriedades Classificadas segundo o seu tamanho em termos de diâmetro Nanopartículas (NPs) m Introdução

3 Apesar dos diversos benefícios que as Nps podem oferecer a sociedade; Seu uso pode ocasionar danos ao meio ambiente; Deste modo, a avaliação da segurança ambiental desses partículas tornou-se problema mundial. Introdução

4 Ag e Au - Técnicas médicas e de biologia molecular Au não são tóxicas – sem dados de corroborem com essa asserção Ag – mais atenção dos pesquisadores quanto a toxicidade Levantamento dos dados ecotoxicológicos sobre as Nps de prata e ouro sobre os animais aquáticos Objetivo

5 Estresse oxidativo- danos ao DNA, lipídios, proteínas e certas atividades metabólicas Os efeitos tóxicos dependem de vários fatores chave: Nanopartículas Natureza Intrínseca Capacidade de formar agregados de maiores dimensões Resposta dose Via de exposição aparente Tempo de exposição

6 Diversas fontes de dispersão:

7 A água naturalmente percorre o ecossistema via solo e ou subsolo até atingir estuários ou o oceano. Neste percurso a água atravessa diferentes condições de: salinidade concentração iônica pHs Nps podem ser: degradados transformados, carregados, acumulados em diversas formas; Durante este processo é normal que haja formação de suspensões coloidais através de associações a outras substâncias de origem orgânica ou inorgânica

8 Formação de coloides também é promovida por perturbações químicas e físicas como: Força iónica e pH Temperatura Em água de estuários e na água salgada - maior tendência de formação de coloides sedimentação Agregados podem ser ingeridos por animais

9 Em solos pode ser degradada por processos: Bióticos Abióticos Transportada para corpos d'água (lixiviação/ drenagem) Logo conhecer as propriedades coloidais é aspectos-chave para compreender o comportamento das Nps no ambiente Características do ambiente Substâncias nele presentes

10 O impacto ambiental possível precisa ser avaliado para cada tipo de nanomaterial- propriedade distintas Reatividade das partículas diminui: área de superfície das partículas individuais energia livre ácidos húmicos Nanopartículas Agregação das NPs importante, pois influencia na toxicidade, seja atenuando ou aumentando.

11 Um dos fatores mais importantes relacionado a toxicidade das nanopartículas é seu potencial em gerar: Espécies reativas de Oxigênio- ROS Danos ao DNA Interação das nanopartículas com a membrana celular Desestabilizar a membrana

12 Danos aos componentes subcelulares e as membranas: Disfunções nas atividade celulares e ou ROS; Íons Ag desestabilizam a membrana devido a interação com a bicamada fosfolipídica via presença de grupos tiols : Interrupções no efluxo de íons Aumento da permeabilidade celular Homeostase Celular Compreendendo a toxicidade de nanopartículas de prata

13 Em todo o estudo do impacto ambiental da NPs, o ponto mais importante a salientar é que as características do meio que circunda a NPs deve ser objeto de estudo muito cuidadoso. No caso de AgNPs a biodisponibilidade pode aumentar radicalmente: Presunção de inocência I: nanopartículas de prata são.... Culpado! Do que têm no Meio Condições do Meio Ambiente

14 Agregação e deposição de AgNPs: Ambientes que são ácidos ( e/ou) Força iónica elevada (Cátions bivalentes) Meio: Ag 0 (sólido); Ag + (livre) Complexada: Ag + (colides simples), Cl ou S e N orgânico pH

15 Diferentes tipos de anomalia em embriões : Deformidades da medula espinal Arritmia cardíaca Taxa de sobrevivência AgNPs: CérebroRedução da eclosão dos ovos Gema Aparência da notocorda anormal Coração Doenças coronarianas Sangue Curvatura da cauda Espessura -filamentos branquiais 0,19 nM RL Exemplos

16 Através da expressão gênica distinguiram os efeitos de AgNPsAg + AgNPs de Ag + Disfunção celular e ROS Resposta inflamatória Intoxicação por metais Oryzias latipes Perca fluviatilis Oncorhynchus mykiss Problemas respiratórios:Truta Brânquias disfunção dos íons Na e K e da atividade da ATPasePerca Redução na capacidade de extração do oxigênio A toxicidade de AGNPs é atribuída não apenas ao cátion dissolvido Ag +, mas também para as NPs. Estas atuam não só como portadoras de Ag +, mas também através da criação de interações com a membrana celular.

17 AuNPs : Interação com a membrana celular Estresse oxidativo – processo citotóxicos Inibição da atividade metabólica (dano mitocondrial) Danos ao DNA Compreendendo a toxicidade de nanopartículas de Ouro

18 No soro do sangue, AuNPs catalisa a produção de óxido nítrico (NO) que reage com O 2 a peroxinitrito Lipídios, DNA, e proteínas Mitocondrias Compreendendo a toxicidade de nanopartículas de Ouro

19 Enzimas mitocondriais são afetadas- peroxinitrito Alterar o potencial de membrana da mitocôndria Interferências no fluxo de elétrons Formação de ATP Ruptura da membrana Permite a entrada na célula de moléculas pró-apoptóticas Indução de morte celular e inflamação dos tecidos

20 Concentrações subletais de AuNPs 1,6, 12 ou 24 h exposição Boca e intestino Au e Ag Poucos dados disponíveis sobre a ecotoxicidade de AuNPs. Hepatócitos Toxicidade – dose dependente Redução atividade de membrana Ag- citotoxicidade mas sem ROS Au- não citotóxico mas gerou ROS

21 4 [ ] por 24 h Taxas mortalidade 20% e 50% Bioacumulação na parede celular efluxo de íons Não foram encontradas NPs no interior das células 750 ppb AuNPs – 24h [ ] glândulas digestivas Peroxidação lipídica- ROS Desestabilização da Membrana Mytilus edulis Scenedesmus subspicatus

22 O aumento das concentrações de nanopatículas na água, e a consequente exposição dos ecossistemas aquáticos as NPs deve reforçar a necessidade de se estudar os efeitos proporcionados tanto pelas partículas como por seus derivados aos organismos aquáticos. Um requisito futuro a ecotoxicologia seria realizar pesquisas mais específicas, mais sistemáticas para esclarecer o comportamento das NPs em suas diferentes formas. Considerações Finais

23 Ferna A, Blasco J. Nanoecotoxicity effects of engineered silver and gold nanoparticles in aquatic organisms. Regulation. 2012;32(797). Referência


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