II Simpósio de Ciências Biológicas
Universidade Católica de Pernambuco
Recife - Pernambuco
23 a 27 de agosto de 2010
17 - SITUAÇÃO ATUAL DA ENDEMIA DA HANSENÍASE NO ESTADO DE SERGIPE
Bruna Michelle Guimarães Silva1; Katia Oliveira Aquino 2; Isamar Dantas de Oliveira3
1Graduanda
pela
Universidade
Tiradentes-SE
[email protected],
3
da Universidade Tiradentes-SE, Professora Mestre da Universidade
Tiradentes SE.
Tiradentes-SE
2Graduanda
RESUMO
A Hanseníase é uma doença infecto-contagiosa, também conhecida como lepra, que traz
um estigma de descriminação dos pacientes por séculos. Desde 1997 ela é tratada como
uma das doenças de notificação compulsória pelo Ministério da Saúde, o qual mantém
registro dos dados de todos os estados da federação. Este trabalho objetivou fazer um
levantamento bibliográfico sobre a situação atual epidemiológica da Hanseníase no estado
de Sergipe. A Hanseníase é na atualidade uma doença de alta prevalência, entretanto
apresentou um significativo decréscimo nos índices médios da doença no país a partir do
diagnóstico precoce e do tratamento adequado com poliquimioterapia,
poliquimioterapia mas tal doença
ainda é um grande problema de saúde pública em algumas regiões por motivos
socioculturais, políticos, econômicos e ambientais.
PALAVRAS-CHAVE: Hanseníase, endemia, Sergipe.
1 INTRODUÇÃO
1.
A Hanseníase é uma doença causada pelo Mycobacterium leprae que foi descrito por
Amauer Gerhard Henrik Hansen, em 1873, como a primeira bactéria patógena para o
Homem (SAMPAIO, 2001). A doença era conhecida como Lepra e as pessoas infectadas
eram discriminadas e obrigadas a viver fora da sociedade, além de sofrer as
conseqüências da própria doença. Na época sem cura e sem tratamento, a Lepra causava
deformidades (MARZLIAK et al, 2008).
168
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
É uma doença milenar infecto-contagiosa, de evolução prolongada, com grande potencial
incapacitante podendo ter períodos de agudização,
incapacitante,
agudização constituindo-se o que se chama
reação Hansênica ou Estados Reacionais, que, se não tratada a tempo, pode levar a
graves deformidades físicas, e ao estigma social. O Brasil é o segundo país com maior
número de casos de Hanseníase do mundo, entre os 121 países endêmicos, perdendo
apenas para a Índia (ARAÚJO, 2002; MARZLIAK et al, 2008).
E
Em
S i
Sergipe,
segundo
d Sinan
Si
(2010) a prevalência
(2010),
lê i média
édi é de
d 4,
4 4,
4 com grande
d
possibilidade de que este valor esteja subestimado, devido à sub-notificação que ocorre
em alguns municípios, uma vez que os municípios que têm unidades de referência
resolutivas apresentam prevalência mais elevada, como Aracaju que, segundo dados
fornecidos pela Secretaria de Estado da Saúde, totalizados durante o ano de 2000,
apresentou 6,4 casos para cada 10 000 habitantes, portanto uma prevalência alta.
Assim, esse estudo teve como objetivo um levantamento retrospectivo histórico, conceitual,
epidemiológico de representação social local da hanseníase, doença considerada
endêmica em Sergipe.
2. REVISÃO DA LITERATURA
A Hanseníase é uma enfermidade tão antiga quanto à humanidade, os primeiros indícios
dessa doença datam de 1500 a.C. na Índia. Contudo, na China referências sobre essa
doença são encontradas no tratado médico chinês mais antigo, o Nei Ching Su Wen, no
qual há descrições de portadores da doença por volta de 2600 a.C.
a C À disseminação da
hanseníase pela Europa ocorreu depois da queda do Império Romano e início da Idade
Média, atingindo seu máximo, naquele continente, entre os anos 1000 d.C. que coincide
com o período das Cruzadas (GUIDELLA, 2000).
O Mycobacterium leprae é o agente etiológico da hanseníase, doença infecto-contagiosa
crônica
ô i
t
transmitida
itid principalmente
i i l
t de
d pessoa para pessoa através
t é do
d convívio
í i com
doentes de formas contagiantes, conhecido como bacilo da Hansen, parasita intracelular
169
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
obrigatório de macrófagos, “com alta infectividade e baixa patogenicidade” que ocasiona
uma doença de evolução lenta e correlacionada ao sistema imunológico (MARTELLI,
2002;QUINTAS et al 2009 ).
A enfermidade apresenta características clínicas polimórficas, em que muitas vezes
manifesta a destruição de nervos periféricos possíveis de ocasionar incapacidades físicas
irreversíveis que geram sofrimento relacionado à dor e aos impactos sociais e psicológicos
(CHACHA et al, 2009).
A principal fonte de infecção é o homem, através de formas multibacilares (formas
Virchowiana – HV e dimorfa – HD), que são formas contagiosas da doença, uma vez que
estas possuem considerável carga bacilar na derme e mucosas nasais. Existem outras
fontes possíveis de disseminação dos bacilos, como o leite materno, a urina e fezes,
observa-se
observa
se também que indivíduos iódicos,
iódicos imunodepressores,
imunodepressores corticóides em estado de
tensão emocional são mais susceptíveis à infecção (ABREU et al, 2006).
A principal via de eliminação dos bacilos pelo doente de hanseníase e a mais provável via
de entrada desses no organismo sadio, são as vias aéreas superiores que compreendem o
trato respiratório, mucosa nasal e orofaríngea (SARNO, 2003). De acordo com Ferreira,
Al
Alvarez
(2005) a hanseníase
(2005),
h
í
pode
d atingir
ti i pessoas de
d todas
t d
as idades,
id d
d ambos
de
b
os
sexos. No entanto, o acometimento de menores de 15 anos constitui um indicador de alta
endemicidade da doença. Segundo o Gonçalves et al (2009), existem evidências de
associações entre idade, sexo, forma clínica, número de nervos acometidos no início do
tratamento, índice baciloscópico e tratamento instituído na determinação das chances de
ocorrência de incapacidades.
A Hanseníase é uma patologia muito prevalente em países tropicais constituindo um
importante problema de saúde pública não só no Brasil, mas também em vários países do
mundo. Novos casos de hanseníase
no mundo foram notificados pela Secretária de
Segurança e Saúde e constataram que existem 249.007, em 121 países, em 2008, dos
quais 134.184 (54%) foram detectados na Índia, o país com o maior número de casos
novos, seguido do Brasil, com 39.047 (15%), e da Indonésia, com 17.441 (7%).
170
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
Apesar de todo empenho em sua eliminação, o Brasil continua sendo o segundo país em
número de casos de hanseníase no mundo, apresentando aproximadamente 70 mil casos
registrados e a cada ano detecta-se um número próximo a 40 mil novos doentes, com uma
maior comutação de casos entre as populações menos favorecidas (PIMENTEL et al,
2004). Em números absolutos, o Brasil teve 51.900 casos novos da doença em 2003,
50.565 em 2004, 48.448 em 2005, 43.642 em 2006, 40.126 em 2007 e 39.047 em 2008.
Dados preliminares mostram que já foram notificados 32.022 casos novos, de acordo com
dados do Sistema de Informação de Agravos de Notificação (Sinan) (Ministério da Saúde,
2009).
A doença atinge, preferencialmente, as populações sem infra – estrutura urbanística
carente de alimentação e habitação adequada. Nos Países subdesenvolvidos essa doença
é um sério problema devido à numerosa parcela da população em risco de contraí
contraí-la
la, além
do número de pacientes infectados com possibilidades de apresentar deficiência física
como conseqüência do diagnóstico tardio. Existem sugestões de que a urbanização e o
crescimento acelerados repercutem na dinâmica dos problemas de saúde, e podem
representar chaves explicativas da reprodução e distribuição da endemia hansênica
(IMBIRIBA ett all ,2009;
2009 SANTOS,
SANTOS 2002).
2002)
Devido à grande prevalência da hanseníase no Brasil, o Ministério da Saúde possui um
programa de controle de hanseníase, tendo como meta eliminar a doença como problema
de saúde pública, ou seja, reduzir os coeficientes de prudência aos níveis inferiores de um
paciente em cada 10.000 habitantes (OPROMOLLA et al, 2005). A carga da doença
hansênica não se distribui de modo homogêneo entre as macrorregiões geopolíticas e
unidades federativas; nelas, observam-se importantes variações na detecção: de 0,22/10
mil no Rio Grande do Sul a 12,02/10 mil no Mato Grosso. Nas regiões Norte e CentroOeste, a hanseníase apresenta características de hiperendemicidade, com taxas de
detecção em torno de 10/10 mil habitantes (IMBIRIBA et al, 2009).
171
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
O Mycobacterium leprae atinge em média 5 milhões de pessoas em todo o mundo, com
maior frequência nos países em desenvolvimento da Ásia,
Ásia África,
África América Latina e Ilhas
Pacíficas. Nos últimos 20 anos, muitas políticas públicas foram implementadas em todo o
mundo na tentativa de conter a doença, no Brasil colocou-se em prática uma política de
descentralização da atenção à saúde com o Programa de Saúde da Família e o Programa
de Agentes Comunitários restaurando a assistência básica com maior qualidade (RAMOS
JR ett al,l 2006).
2006)
Em 2005, a taxa de detecção da hanseníase ficou em 2,09 casos para cada grupo de 10
mil habitantes. Em 2004 a taxa era de 2,76 por 10 mil, ou seja, 38,3 mil novas notificações
contra 49,3 mil no ano anterior. Mostrando que o registro de novos casos de hanseníase
sofreu queda de 24,27%. Com esses indicadores, é possível que a doença seja eliminada
como problema de saúde pública até o final do ano de 2006, segundo avaliação da
Organização Pan-Americana de Saúde (Brasil, 2006).
Em Sergipe, segundo Sistema de Informação de Agravos de Notificação (SINAN), o
número de casos notificados durante o ano de 2008 entre a faixa etária de 0-14 anos, foi
de 54 casos no município de Aracaju, 44 casos em Nossa Senhora do Socorro e 22 casos
em São Cristóvão, porém entre a faixa etária de 15 anos a mais, a hanseníase prevaleceu
em Aracaju (615 casos), Itabaiana (295 casos) e Nossa Senhora do Socorro (122 casos)
(Anexo B).
Estes mesmos dados referentes ao ano de 2009, entre a faixa etária de 0-14 anos,
destacou-se
destacou
se os municípios de Aracaju (44 casos),
casos) Itabaiana (37 casos) e Campo do Brito
(20 casos), nas demais idades as cidades com as mais altas taxas de pessoas acometidas
pela doença foi em Aracaju (436 casos), Indiaroba (243 casos) e Lagarto (160 casos)
(Anexo C).
172
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
4. CONCLUSÃO
A importância do estudo desta evolução histórica, discorrida desde os
primórdios da humanidade até os dias atuais, encontra-se no fato de possibilitar a
divulgação de conhecimentos acerca da hanseníase e dos fatores contribuintes para o seu
surgimento e controle, contribuindo, desta maneira, com a epidemiologia. A partir desta
compreensão, é possível prestar tratamento integral ao hanseniano, tanto na esfera
biológica, quanto na psicossocial.
5. REFERÊNCIAS
ABREU, M.A.M.M. et al. A mucosa oral na hanseníase: Um estudo clinico e
histopatológico. Revista Brasileira de Otorrinolaringologia, 72 (3): 312 -6, 2006.
ARAÚJO MG.Hanseníase no Brasil. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina
Tropical 36(3):373-82
Tropical,36(3):373
82,2002
2002
BRASIL, Ministério da Saúde. Guia para implantar/implementar as atividades
decontrole da hanseníase nos planos estaduais e municipais de saúde. Brasília,
2009.
CHACHA et AL.Sistema nervoso periférico e pressupostos da agressão neural na
hanseníase. Anais Brasileiros de Dermatologia. Rio de Janeiro vol 84 n.5 set./out.2009.
FERREIRA, I.N.,
FERREIRA
I N ALVAREZ,
ALVAREZ RRA.
RRA Hanseníase em menores de quinze anos no município
de Paracatu. Revista Epidemiológica Brasileira, 8 (1): 41-9, 2005
GUIDELLA, C. Epidemiologia Visão Geral da Endemia. vol 32, 2000.
IMBIRIBA et al .Hanseníase em populações indígenas do Amazonas, Brasil: um estudo
epidemiológico nos municípios de Autazes, Eirunepé e São Gabriel da Cachoeira (2000 a
2005). Cadernos de Saúde Pública. vol.25,n.5 Rio de Janeiro maio, 2009.
IMBIRIBA et al .Hanseníase
Hanseníase em populações indígenas do Amazonas,
Amazonas Brasil: um estudo
epidemiológico nos municípios de Autazes, Eirunepé e São Gabriel da Cachoeira (2000 a
2005). Cadernos de Saúde Pública. vol.43,n. 4 São Paulo ago, 2009.
MARTELLI, C. et al. Endemias e epidemias brasileiras, desafios e perspectivas de
investigação científica: Hanseníase. Revista Brasileira de Epidemiologia. vol 5, n. 3,
2002.
MARZILAK M.L.C. et al. Breve histórico sobre os rumos do controle da Hanseníase no
Brasil e no Estado de São Paulo. Hansen Int. 33(2). Suppl. 1 p. 39-44, 2008.
OPROMOLLA, P. A. et al. Análise Espacial da Hanseníase no Estado de São Paulo.
Revista Brasileira de Epidemiologia, 8(4): 35-64, 2005.
173
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
PIMENTEL et al,Neurite silenciosa na hanseníase multibacilar avaliada através da
evolução das incapacidades antes, durante e após a poliquimioterapia. Anais Brasileira
de Dermatologia, Rio de Janeiro;79(2):169-179,mar./abr., 2004.
QUINTAS et al.Achados fonoaudiológicos na hanseníase:considerações teóricas.Revista
da Sociedade Brasileira de Fonoaudiologia, São Paulo vol.14 n.4, 2009.
RAMOS JR NA, HEUKELBACH J, GOMIDE M, HINDERS DC, SCHREUDER, PAM 2006.
Health systems research training as a tool for more effective Hansen’s disease control
programmer in Brazil. Lepr Rev, 77: 175-188, 2006
SAMPAIO, S.R.E. Dermatologia. São Paulo: artes, 2001.
SANTOS, V. S. M. Pesquisa documental sobre a história da hanseníase no Brasil.
Hist.cienc. saude-Manguinhos, vol.10 supl.1,p.415-426, 2002.
SARNO, EN. A Hanseníase no laboratório. História, Ciências, saúde – Manguinhos, 10
(supplement 1) : 277-90, 2003.
SINAN - Sistema de Informação de Agravos de Notificação – Ministério da Saúde,
Secretária de Estado da Saúde de Sergipe .Coordenadoria de vigilância
epidemiológica, programa estadual de controle da hanseníase – PECH,2010.
18 - ECOLOGIA REPRODUTIVA DE Ocimum Basilicum L. (LAMIACEA), ESPÉCIE
EXÓTICA DE IMPORTÂNCIA MEDICINAL, EM ÁREA URBANA NO NORDESTE DO
BRASIL
Marcela Woolley1, Jéssica Luiza1, Marcelo Sobral Leite1, Oswaldo Cruz Neto1,
Ariadna Valentina Lopes2 (FACEPE/CNPq)
1Laboratório de Biologia Floral e Reprodutiva (POLINIZAR)
(POLINIZAR), Universidade Federal de
Pernambuco - UFPE, Recife. ([email protected]). 2Docente Pesquisador do
Departamento de Botânica, UFPE
RESUMO
A ecologia reprodutiva é importante na avaliação do potencial adaptativo de plantas que
crescem em ambientes urbanos ou espécies
p
exóticas em p
processo de naturalização.
ç
Nosso objetivo foi investigar a ecologia reprodutiva de O. basilicum em área urbana,
testando as hipóteses; (i) as cargas polínicas nas anteras apresentam maior redução nos
174
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
horários iniciais da antese e (ii) o número de grãos de pólen depositados nos estigmas
aumenta ao longo da antese. As flores de O. basilicum tem atributos melitófilos, sendo
que a dicogamia não ocorre na espécie. Os visitantes florais são A. mellifera, T. spinipes
(Apidae), Augochlora sp., Augochlorella sp. e Augochloropsis sp. (Halictidae), e embora
todas tenham sido consideradas polinizadoras, suas freqüências diferem entre si. Suas
atividades de forrageamento fomentam a deposição de pólen nos estigmas logo nos
primeiros horários. Consequentemente houve redução no número de grãos de pólen nos
horários de maior freqüência de abelhas. A elevada razão óvulo-semente dos frutos
produzidos naturalmente (0.875) corrobora o potencial adaptativo da espécie, ao menos
em nível de polinização. Entretanto, estudos complementares de germinação e
estabelecimento precisam ser efetuados para verificar se a germinabilidade da progênie
formada naturalmente p
pode g
garantir a naturalização
ç
de O. basilicum em ambientes
urbanos.
Palavras-chave: melitofilia, naturalização, polinização.
1. INTRODUÇÃO
A ecologia reprodutiva investiga às interações entre plantas e seus vetores de pólen
atuando em diversas escalas, tanto em nível de população, quanto de comunidade, e na
interação da flor ou apenas das partes reprodutivas com os agentes polinizadores (Faegri
& Pijl, 1979; Endress, 1994; Proctor et al., 1996). Tais estudos são fundamentais no
entendimento da história natural das plantas e polinizadores, subsidiando pesquisas sobre
evolução, manejo e conservação de ecossistemas naturais (Faegri & Pijl, 1979; Prance,
1990) e artificiais, como os agriculturais e urbanos (Kerr et al., 2001; Stout, 2007;
Figueiredo et al., 2008). A ecologia reprodutiva é particularmente importante na avaliação
do potencial adaptativo das plantas que crescem em ambientes urbanos ou exóticas em
processo de naturalização (Stout, 2007; Figueiredo et al., 2008).
Lamiaceae é uma família cosmopolita com cerca de 300 gêneros e 7500 espécies,
composta por plantas de interesse econômico, amplamente cultivadas (Albuquerque &
175
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
Almeida, 2002). O gênero Ocimum possui cerca de 35 spp. (Albuquerque & Almeida,
2002), cujos atributos florais, como corola curto-tubulosa, emissão de odor adocicado,
antese diurna e guias de néctar são considerados melitófilos (Faegri & Pijl, 1979; Endress,
1994; Mačukanović-Jocić et al., 2007). Em O. canum e O. selloi cultivados, ocorre visita
freqüente da abelha eussocial amplamente polilética Apis mellifera (Darrah, 1974 apud
Silva et al., 2008; Silva et al., 2008).
Em plantas melitófilas, as visitas freqüentes de abelhas as suas flores aumentam a
deposição de pólen nos estigmas, assim como diminuem a disponibilidade de pólen das
anteras ao longo da antese (Goodell & Thomson, 2007; Ellis & Delaplane, 2009). Como
conseqüência do fluxo polínico promovido por estes insetos, há um elevado sucesso
reprodutivo nas plantas, traduzido pelo aumento no número de frutos produzidos, assim
como das sementes p
por fruto ((Roubik,, 2000;; Kerr et al.,, 2001).
) Ocimum basilicum é uma
das espécies mais difundidas de Lamiaceae, fazendo parte da flora alóctone de várias
partes do mundo (Elorza et al., 2009). Contudo, sua ecologia reprodutiva ainda não foi
investigada em campo (Mačukanović-Jocić et al., 2007).
Nosso objetivo foi investigar a biologia floral, a razão óvulo-semente, os visitantes florais,
a disponibilidade polínica e a deposição de pólen no estigma ao longo da ântese de O.
O
basilicum em ecossistema urbano no Nordeste do Brasil. Além disso, foram testadas as
hipóteses; (i) as cargas polínicas nas anteras apresentam maior redução nos horários
iniciais da ântese e (ii) o número de grãos de pólen depositados nos estigmas aumenta ao
longo da ântese.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Área de estudo e descrição da espécie
O estudo foi desenvolvido no jardim experimental do Centro de Ciências Biológicas da
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) (08°03’22,57”S; 34°56’51,98”O). O clima
regional é tropical costeiro, quente e úmido, com temperatura médias superiores a 23°C.
O Manjericão, Ocimum basilicum, é um arbusto aromático com cerca de 1 m de altura que
176
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
tem origem asiática, sendo exótico no Brasil. É amplamente cultivado para uso como
condimento fino em culinária (Albuquerque & Almeida, 2002) e pasto apícola
(Mačukanović-Jocić et al., 2007).
2.2 Coleta e análise dos dados
Foram registradas informações sobre cor das flores, emissão ou não de odor e
localização de osmóforos, horário de início e duração da antese, período de
disponibilidade de pólen, a partir de 10 indivíduos de O. basilicum.
A receptividade estigmática foi testada no campo com peróxido de hidrogênio (Galen &
Plowright, 1987). O número de grãos de pólen por antera foi estimado utilizando-se
microscópio óptico e câmara de Neubauer (Maêda, 1985). A verificação dos locais de
emissão de odor foi feita com vermelho neutro ((Dafni et al.,, 2005).
)
As observações foram feitas em plantas focais, sendo a unidade de observação assumida
a inflorescência. Durante as sessões de observação, conduzidas entre 9:30h e 16:30h,
foram registrados o tipo, o período e o comportamento dos visitantes florais, bem como
suas interações. Os insetos foram capturados com auxílio de rede entomológica e
montados à seco para identificação.
identificação
Para verificar a razão óvulo-semente (Dafni et al., 2005) foi feita contagem dos óvulos (N
= 10 flores) e sementes (N = 10 frutos) com o auxílio de estereomicroscópio, papel
milimetrado e contador manual. A carga e disponibilidade de pólen foi verificada a partir da
coleta e análise de 10 flores (N = 10 indivíduos) por horário, após o início da antese.
Posteriormente, os grãos de pólen foram estimados em câmara de Neubauer (Maêda,
1985) ou contados sob estereomicroscópio. Para a contagem dos grãos de pólen
depositados no estigma, foram coletadas 10 flores por horário. Os estigmas foram
coletados e levados ao laboratório, onde foram corados, montados em lâminas e, sob
microscópio óptico, feita a contagem dos grãos de pólen depositados. Para testar as
hipóteses (i) e (ii) foi utilizado o Teste de Kruskal-Wallis com Teste de Dunn a posteriori e
as análises efetuadas com o auxílio do programa STATISTICA 7.0. (STATSOFT, 2001).
177
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
As flores de O. basilicum apresentam simetria bilateral, corola branca com máculas rubras
nas bordas, sendo que a pétala inferior apresenta maiores dimensões que as demais,
sendo reflexa, formando uma plataforma de pouso para os insetos polinizadores. As flores
emitem intenso odor semelhante ao do composto volátil linalool. Tais características florais
de a enquadram na síndrome de melitofilia (sensu Faegri & Pijl, 1979). Estes atributos
também são compartilhados por outras espécies do gênero como O. canum e O. selloi
(Darrah, 1974 apud Silva et al., 2008; Silva et al. 2008) e por outras Lamiaceae como
Plectranthus petiolaris, P. laxiflorus, P. calycinus, Pycnostachys urticifolia da África, todas
polinizadas por abelhas (Potgieter et al., 2009).
As flores tem antese diurna que se inicia por volta das 10:30h, indo até cerca de 16:30h,
sendo a emissão de odor p
perceptível
p
durante todo o p
período. As áreas de concentração
ç
de osmóforos foram às extremidades e a porção mediana da corola e as anteras. As
anteras começam a liberar pólen logo no início da ântese e o estigma já se encontra
receptivo neste período, portanto não ocorre dicogamia na espécie. Ichimura & Noguchi
(2004 apud Mačukanović-Jocić et al., 2008) comentam que O. basilicum é protândrica,
muito embora tenhamos observado reação do estigma logo após o início da antese.
antese
Os visitantes florais mais freqüentes foram Apis mellifera, Trigona spinipes (Apidae),
Augochlora sp., Augochlorella sp. e Augochloropsis sp. (Halictidae), sendo que Trigona
spinipes foi considerada a mais freqüente. As freqüências de visitas entre as espécies
apresentaram diferença entre si (H = 42,20; gl = 5; p < 0,001) com acentuada redução no
final da tarde (16:30-1700). Todas as abelhas registradas foram consideradas
polinizadoras, tendo sido percebida assídua deposição de pólen nos estigmas de O.
basilicum, como conseqüência dos deslocamentos sobre as flores durante as atividades
de forrageamento de pólen. Houve maior redução no número de grãos de pólen
disponíveis nas anteras nos horários de maior freqüência de abelhas (H = 40,04; gl = 6; p
< 0,001). De fato, a sincronia entre a disponibilidade de recursos e os horários de
freqüência de polinizadores as flores tem função adaptativa para o aumento do sucesso
reprodutivo de plantas (Faegri & Pij, 1979; Proctor et al., 1996).
178
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
Os estigmas de O. basilicum já estavam sobrecarregados de pólen depositado pelas
abelhas a partir dos primeiros horários de visitas, não tendo diferenças no número de
grãos depositados entre os horários (H = 5,89; gl = 6; p = 0,4349). Contudo, isso pode ser
explicado pelo fato dos estigmas possuírem um limite físico para comportar os grãos de
pólen que já é preenchido a partir das primeiras visitas das abelhas. Robertson & Lloyd
(1993) encontraram altas taxas de deposição de grãos nos estigmas das flores de
Myosotis colensoi (Boraginaceae) nas primeiras horas de antese, assim como em O.
basilicum. Muito embora, os mesmos autores tenham verificado elevadas taxas de
remoção de pólen nos horários subseqüentes. A elevada razão óvulo-semente verificada
nos frutos de O. basilicum produzidos naturalmente (0.875) corrobora seu potencial
adaptativo aos polinizadores nativos.
Darrah ((1980 apud
p
Almeida et al.,, 2004)) afirma q
que a abelha exótica Apis
p mellifera é o
polinizador mais freqüente de Ocimum spp. cultivadas. No entanto, nossos resultados
mostraram que a abelha nativa T. spinipes foi o polinizador mais freqüente seguido das
Halictidae spp. na maioria dos horários. Para O. gratissimum, Gonçalves et al (2008)
também encontrou T. spinipes como o polinizador mais freqüente, embora para O. canum,
Silva et al.
al (2008) constatou que A.
A mellifera e Augochlora sp.
sp foram os principais
polinizadores. Estas informações sugerem que abelhas nativas podem efetivamente se
tornar polinizadores de plantas exóticas cultivadas (Roubik, 2000), facilitando sua
naturalização em áreas urbanas (Figueiredo et al., 2008).
Figura 1. Número de grãos de pólen por flor e freqüência de
visitantes florais em Ocimum basilicum ao longo da antese.
179
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
Figura 2. Número de médio de grãos de pólen no estigma e
freqüência
q
dos visitantes florais de Ocimum basilicum ao longo
g
da antese.
4. CONCLUSÃO
A elevada razão óvulo-semente na formação natural de frutos, conseqüência da massiva
quantidade de grãos de pólen depositado nos estigmas, principalmente nas primeiras
horas da antese.
antese Este fato provavelmente se deve a intensa atividade de forrageamento
das abelhas nativas que promovem elevado sucesso reprodutivo de O. basilicum. As
informações disponíveis evidenciam que ao menos em nível de polinização, O. basilicum
parece estar em processo de naturalização, pois o estabelecimento de processos
ecológicos-chave a partir da interação com polinizadores nativos ocorre. Entretanto,
complementares sobre germinação e estabelecimento das plântulas são necessários para
se verificar se a germinabilidade da progênie proveniente da formação natural pode
garantir a naturalização das populações em ambientes urbanos.
5. REFERÊNCIAS
ALBUQUERQUE, U.P.; ALMEIDA, C.F.C.B.R. Diversidade da família Labiatae em
Pernambuco. In: TABARELLI, M.; SILVA, J.M.C. (Orgs.), Diagnóstico da Biodiversidade
de Pernambuco. Recife: Editora Massangana, 2002. p.295-304
180
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
DAFNI, A.; KEVAN, P.G.; HUSBAND, B.C. Practical pollination biology. Canada,
Enviroquest Ltda Press, 2005.
ENDRESS, P.K. Diversity
y and evolutionary
y biology
gy of tropical
p
flowers. Cambridge,
g
Cambridge University Press, UK, 1994.
ELLIS, A.; DELAPLANE, K.S. An evaluation of Fruit-Boost as an aid for honey bee
pollination under conditions of competing bloom. Journal of Apicultural Research and Bee
World v.48, n.1, p.15-18, 2009.
ELORZA, M.S.; BERNARDO, F.G.; ALFREDO, S.O. La flora alóctona de Aragón
(España). Botanica Complutensis: v.33, p. 69-88, 2009
FAEGRI, K.; PIJL, van der. The principles of pollination ecology. Pergamon Press,
Oxford, UK. 1979.
FIGUEIREDO, R.A.; OLIVEIRA, A.A.; ZACHARIAS, M.A.; BARBOSA, S.M.; PEREIRA,
F.F.; CAZELA, G.N.; VIANA, J.P.; CAMARGO, R.A. Reproductive ecology of the exotic
tree Muntingia calabura L. (Muntingiaceae) in Southeastern Brazil. Viçosa-MG, Revista
Árvore, v.32, n.6, p.993-999, 2008.
GALEN, C.; PLOWRIGHT, R.C. Testing the accuracy of using peroxidase activity to
indicate stigma receptivity. Canadian Journal of Botany . n.65, p.107-111.
GONÇALVES, C.B.S.; SILVA, C. B.; MOTA, J. H.; SOARES, T. S. 2008. Atividade de
insetos em flores de Ocimum gratissimum L. e suas interações com fatores ambientais.
Caatinga (Mossoró, Brasil), v.21, n.3, p.128-133, 1987.
GOODELL, K.; THOMSON, J. D. Influence of bee species (Hymenoptera: Apiformes) with
Contrasting Behaviors on Pollen Movement in a Mustard,
Mustard Brassica rapa (Brassicaceae)
and the Muskmelon Cucumis melo (Cucurbitaceae). Entomol Gener v.29, n.2/4, p.237–
252, 2007.
KERR, W.E.; CARVALHO, G.A.; COLETTO DA SILVA, A.; ASSIS, M.G.P. 2001. Aspectos
pouco mencionados da biodiversidade da Amazônia. In: Biodiversidade, Pesquisa e
Desenvolvimento na Amazônia, Parcerias estratégicas, Ministério da Ciência e
Tecnologia, n.12, p.20-41.
MAČUKANOVIĆ-JOCIĆ, M.P.; RANČIĆ, D.V.; DAJIĆ STEVANOVIĆ, Z.P. Floral nectaries
of basil (Ocimum basilicum): morphology, anatomy and possible mode of secretion. South
African Journal of Botany v.73, n.4, p.636-641, 2007.
MAÊDA, J.M. Manual para uso de Câmara de Neubauer para contagem de grãos de
pólen em espécies florestais. Rio de Janeiro, UFRJ, 1985.
POTGIETER, C.J.; EDWARDS, T.J.; VAN STADEN, J. Pollination of Plectranthus spp.
(Lamiaceae) with sigmoid flowers in southern Africa. South African Journal of Botany n.75,
p.646–659, 2009.
181
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
PRANCE, G.T. Management and conservation of tropical ecosystems requires knowledge
of plant/animal interactions: Afterword. New York Botanical Garden, v.55, p.186-187, 1990.
PROCTOR, M.; YEO, P.; LACK, A. The natural history
y of p
pollination. Timber Press,
Portland. Oregon. 1996.
ROBERTSON, A.W.; LLOYD, D.G. Rates of pollen deposition and removal in Myosotis
colensoi. Functional Ecology, v.7, p.549-559, 1993.
ROUBIK, D. Pollination system stability in tropical America. Conservation Biology v.14, n.5,
p.1235-1236, 2000.
SILVA,, A.B.;; SOUZA,, M.F.;; SILVA,, A.H.B.;; ALMEIDA,, O.S.;; SILVA,, A.B.;; AMARAL,, C.L.F.
Biologia floral e mecanismos reprodutivos de Ocimum canum Sims (Lamiaceae).
Biotemas, v.21, n.2, p.33-40, 2008.
STATSOFT INC. STATISTICA 7.0 for Windows [Computer program manual]. StatSoft,
Tulsa, Okla, USA, 2001.
STOUT, J.C. Reproductive biology of the invasive exotic shrub, Rhododendron ponticum
L. (Ericaceae). Botanical Journal of the Linnean Society, v.155, p.373–381. 2007.
SILVA, A.B.; SOUZA, M.F.; SILVA, A.H.B.; ALMEIDA, O.S.; SILVA, A.B.; AMARAL, C.L.F.
Biologia floral e mecanismos reprodutivos de Ocimum canum Sims (Lamiaceae).
Biotemas, v.21, n.2, p.33-40, 2008.
182
19 - ATIVIDADE ANTIMICROBIANA DO BIOSSURFACTANTE DE Candida sphaerica
OBTIDO EM MEIO DE BAIXO CUSTO
Sobrinho, H. B. S.1,3; Sarubbo, L.A.3 ; Porto, A. L.2
1Doutorando
do CCB, Universidade Federal de Pernambuco, Recife-PE, Brasil. 2CCB,
Universidade Federal de Pernambuco, Recife, PE, Brasil – 3CCT, Universidade Católica de
Pernambuco, Recife, PE, Brasil.
RESUMO
Os surfactantes são compostos anfipáticos com aplicação em diversos setores industriais
em função de suas propriedades emulsificantes e tensoativas. A maioria dos surfactantes
disponíveis é sintetizada a partir de derivados de petróleo; entretanto, as novas legislações
de controle ambiental têm levado à procura por surfactantes de origem microbiológica
produzidos por bactérias, fungos e leveduras. Os biossurfactantes apresentam muitas
vantagens frente aos surfactantes sintéticos como biodegrabilidade, baixa toxicidade e
podem ser produzidos a partir de fontes renováveis.
renováveis Neste trabalho foi realizado o estudo
da atividade antimicrobiana do biossurfactante isolado de Candida sphaerica cultivada em
dois resíduos industriais, utilizando cepas das bactérias
Staphylococus aureus,
Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus fecalis, Bacillus subtilis e
Klebsiella pneumoniae e das leveduras C. sphaerica, C. lipolytica e C. glabrata. Os
resultados
lt d
obtidos
btid
d
demonstraram
t
que o biossurfactante
bi
f t t não
ã inibiu
i ibi o crescimento
i
t dos
d
microrganismos testados, confirmando seu potencial de aplicação como coadjuvante nos
processos de biorremediação de águas e solos contaminados por petróleo e derivados.
Palavras-chave: Biossurfactante; atividade antimicrobiana; resíduo industrial
183
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
1. INTRODUÇÃO
Os surfactantes são compostos químicos constituídos por moléculas anfipáticas contendo
porções hidrofílicas e hidrofóbicas que se particionam na interface entre fases fluidas que
possuem diferentes graus de polaridade e pontes de hidrogênio, como interfaces óleo/água
ou ar/água (BANAT, 1995). Estas características permitem aos surfactantes reduzir a
tensão superficial e interfacial e formar microemulsões (RON, ROSENBERG, 2001).
A grande
d maioria
i i dos
d
surfactantes
f t t
di
disponíveis
í i comercialmente
i l
t é sintetizada
i t ti d a partir
ti de
d
derivados de petróleo; entretanto, as novas legislações de controle ambiental têm levado à
procura por surfactantes naturais em substituição aos produtos existentes, destacando-se
os surfactantes de origem microbiológica produzidos por microrganismos: bactérias e
leveduras (MAKKAR; CAMEOTRA, 2002).
Os
biossurfactantes
exibem
várias
propriedades,
destacando-se
a
capacidade
emulsificante e solubilizante, que os tornam adequados a aplicações ambientais e
químicas, especialmente nas indústrias petroquímica, alimentícia e de cosméticos. Alguns
biossurfactantes
apresentam
produzidos
espécies
por
de
atividade
Bacillus.
antimicrobiana,
A surfactina,
como
um
os
dos
biossurfactantes
mais
conhecidos
biossurfactantes e a lutrina, um lipopeptídeo produzido por B. subtilis são conhecidos por
suas atividades antifúngicas (PASTORE ; NITSCHKE, 2002).
Os biossurfactantes têm recebido crescente interesse nas últimas décadas pelas
vantagens frente aos similares sintéticos como biodegrabilidade, baixa toxicidade,
produção a partir de fontes renováveis e funcionalidade sob condições extremas de pH e
temperatura (SING et al., 2007), embora ainda não sejam competitivos frente aos sintéticos
em virtude dos altos custos de produção. Por outro lado, processo fermentativo possui a
chave para reduzir esses custos, com a utilização de substratos alternativos que
representam cerca de 30 % do custo total.
O resíduos
Os
íd
i d t i i surgem como substratos
industriais
b t t
d baixo
de
b i
custo
t bastante
b t t promissores
i
(MUKHERJEE et al., 2006). Em geral, substratos agroindustriais que contenham altos
184
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
níveis de carboidratos ou de lipídeos suprem a necessidade de fonte de carbono para a
produção de biossurfactantes (SARUBBO et al., 1999; 2001; 2006; 2007; MERCADE;
MANRESA, 1994)
Nesse contexto, o biossurfactante produzido por C. sphaerica a partir da utilização de dois
resíduos industriais de baixo custo foi testado como agente antimicrobiano contra
diferentes microrganismos.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Microrganismo
A levedura Candida sphaerica foi utilizada como produtora do biossurfactante. A cultura foi
mantida a 5 °C em meio YMA (Yeast Mold Ágar).
2.2 Preparação do inoculo
O inóculo foi padronizado transferindo-se a Candida sphaerica para um tubo contendo o
meio YMA, a fim de se obter uma cultura jovem. Em seguida, a amostra foi transferida
para frascos contendo 50mL do meio YMB (Yeast Mold Broth) e incubados sob agitação de
150
150rpm
a 27°C durante
d
t 24 horas.
h
A ó este
Após
t período,
í d foram
f
realizadas
li d
dil i õ até
diluições
té se
obter a concentração final de células desejadas (104 células/mL).
2.3 Substratos
Dois resíduos industriais foram utilizados como substratos de baixo custo para a produção
do biossurfactante: o resíduo de refinaria de óleo de soja, gentilmente cedido pela ASA
Ltda. (PE-Brasil) e a milhocina, resíduo da fabricação de produtos à base de milho,
gentilmente cedido pela Corn Products S.A. (PE-Brasil).
3.4 Meio de produção
O biossurfactante foi produzido em meio formulado com água destilada suplementada com
5 % do resíduo de refinaria de óleo vegetal de soja e 2,5 % de milhocina. Os componentes
185
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
foram dissolvidos, o pH ajustado para 5,3 e o meio esterilizado em autoclave a 121°C por
20 minutos.
2.5 Isolamento do biossurfactante
Após 144 horas de cultivo da C. sphaerica, o líquido metabólico foi centrifugado a 5000
rpm durante 20 minutos para retirada das células e submetido ao processo de extração. O
pH foi ajustado para 2 com solução de HCl 6,0 M e precipitado com 2 volumes de metanol.
Após repouso durante 24 horas a -15°C, as amostras foram centrifugadas a 5.000 rpm por
30 minutos, lavadas com metanol gelado por duas vezes e secas em estufa a 37 °C por 48
horas, até secagem, e mantidas em dessecador até peso constante, sendo o rendimento
em produto isolado, calculado em g/L.
2. 6 Atividade antimicrobiana
O estudo da atividade antimicrobiana foi realizado com amostras das bactérias
Staphylococus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus fecalis,
Bacillus subtilis e Klebsiella pneumoniae e das leveduras Candida sphaerica, C. glabrata e
C lipolytica,
C.
li l ti
pelo
l método
ét d da
d difusão
dif ã em Agar
A
em meio
i de
d cultura
lt
A
Agar
M ll Hi t
Muller-Hinton
(Oxoid) (BARRY, THORNSBERRY, 1991). A suspensão bacteriana foi obtida a partir de
uma cultura em caldo (24 h/ 37 ºC), diluída em solução até turvação correspondente a
escala 0,5 de Mac Farland e levada para leitura em espectrofotômetro para uma
concentração final de bactérias de 108 UFC/ml. As suspensões padronizadas (2 mL)
contendo o microrganismo foram então depositadas em placas de Petri (90 mm de
diâmetro) contendo o meio Muller-Hinton. O "screening" preliminar para a verificação da
susceptibilidade bacteriana aos extratos foi realizado utilizando-se discos impregnados
com 20 mL do extrato do biossurfactante nas concentrações de 25%, 50% e 75% a partir
da CMC (0,07%). Alíquotas de 20 mL do extrato do surfactante diluído foram aplicados em
discos de papel de filtro (10 milímetros de diâmetro, Whatman Nº 3) e colocados na
186
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
superfície do meio sólido. Cada disco foi, então, colocado nas placas de Petri e incubados
a 37ºC por 24 h. No final do tempo de incubação, o diâmetro do crescimento microbiano foi
medido em milímetros usando uma régua com uma pinça deslizante. As leituras dos halos
de inibição foram realizadas por 48 h. Todas as análises foram feitas em triplicatas.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Alguns biossurfactantes apresentam atividade antimicrobiana, como os raminolipídeos
produzidos por P. aeruginosa e os lipopeptídeos de B. subtilis (LANG and PHILIP, 1998;
BANAT; MAKKAR; CAMEOTRA, 2000).
O biossurfactante de C. sphaerica não demonstrou atividade antimicrobiana contra as três
leveduras do gênero Candida testadas e contra as bactérias Escherichia coli,
Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus fecalis e Bacillus subtilis nas concentrações
testadas nesse trabalho. Por outro lado, o biossurfactante apresentou atividade
bacteriostática contra as bactérias Staphylococcus aureus e Klebsiella pneumoniae. A
bactéria K. pneumoniae não apresentou halo de crescimento nas diluições a 50% e 75%,
embora uma pequena atividade bacteriostática tenha sido observada na presença da
solução a 25% do biossurfactante. Nos testes com o Staphylococcus aureus não foram
observados halos de inibição no crescimento bacteriano, embora tenha ocorrido alguma
atividade bacteriostática quando a bactéria foi submetida às soluções de 25%, 50% e 75%
do biossurfactante. Alguns dos resultados obtidos nos testes de atividade antimicrobiana
do biossurfactante são ilustrados nas Figuras 01 e 02.
Figura 1. Atividade bacterostática do biossurfactante isolado de C. sphaerica UCP0995 contra as
bactérias Klebsiella pneumoniae (C5) e Staphylococcus aureus (C6 ) em meio sólido Agar Muller
Hinton.
187
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
Resultados encontrados por BUENO (2008), para o biossurfactante de Bacillus sp.
cultivado em sacarose como fonte de carbono demonstraram ausência de halos de
inibição, indicando que não houve atividade antibacteriana e antifúngica sobre os
organismos testados, mas sim atividade bacteriostática. Os resultados encontrados com o
biossurfactante produzido pela C. sphaerica são importantes, uma vez que o
biossurfactante também não apresentou atividade antifúngica e antibacteriana, podendo
ser aplicado em processos de biorremediação em solos e águas contaminados, não
afetando a biota do ambiente.
Figura 2. Atividade antimicrobiana do biossurfactante isolado de C. sphaerica
UCP0995 contra as leveduras C. lipolytica, C. sphaerica e C. glabrata em meio YMA
4. CONCLUSÃO
O Biossurfactante produzido pela levedura Candida sphaerica em meio de baixo custo não
apresentou efeito tóxico contra os microrganismos testados, demonstrando seu potencial
biotecnológico para aplicação em processos de biorremediação em solos e águas
contaminados.
188
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
5. REFERÊNCIAS
BANNAT, I. M.; MAKKAR R. S.; CAMEOTRA, S. S. Potential Applications of Microbial
surfactants. Applud Microbiology and Biotechnology. v. 53, p. 495
495-508,
508, 2000.
BANAT, I. M. Characterization of biosurfactants and their use in pollution removal: state of
the art (review). Acta Biotechnology. v. 15, n.3, p. 251-267,1995.
BARRY, A.L.; THORNSBERRY, C. Susceptibility tests: diffusion test procedure. In: Manual
of Clinical Microbiology. BALOWS, A. (ed.), American Society for Microbiology,
Washington DC., p. 1117-1125, 1991.
BUENO S.
BUENO,
S M.
M Bactérias produtoras de biossurfactantes: Isolamento,
Isolamento produção,
produção
caracterização e comportamento num sistema modelo. TESE DE DOUTORADO.
Engenharia e Ciência de Alimentos do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da
Universidade Estadual Paulista Júlio Mesquita Filho, S. José do Rio Preto, SP. 2008.
LANG, S.; PHILIP, J. Surface-active Lipids in Rhodococci: Antonie Van Leewwenhock, v.
74, p. 59-70, 1998.
MAKKAR, R.S.; CAMEOTRA, S,S. An update
p
on the use of uncoventional substrates for
biosurfactant production and their new applications. Applied Microbiology and
Biotechnology, v. 58, p. 428-434, 2002.
MAYER, R.M.; SOBERON-CHAVEZ, G. Pseudomonas aeruginosa rhamnolipids:
biosynthesis and potential applications Applied Microbiology and Biotechnology, v. 54,
p. 625-633, 2000.
MERCADE, M. E.; MANRESA, M. A. The use of agro industrial by products for
bi
biosurfactant
f t t production.
d ti
J
Journal
l off American
A
i
Oil and
d Chemistry
Ch i t Society,
S i t v. 71,
71 p. 6161
64, 1994.
MUKHERJEE S.; DAS, P.; SEN, R. Towards commercial production of microbial
surfactants. Trends in Biotechnology, v. 24, p. 509-515, 2006.
NITSCHKE, M.; PASTORE, G. M. Biosurfactantes: propriedades e aplicações. Quimica
Nova, São Paulo, v. 25, p. 772-776, 2002.
RON, E. Z.; ROSENBERG, E. Natural roles of biosurfactants. Z. Naturforsch. V. 3, p. 229236, 2001.
RUFINO, R.D.; SARUBBO, L.A.; CAMPOS-TAKAKI, G.M. Enhancement of stability of
biosurfactant produced by Candida lipolytica using industrial residue as substrate.
World Journal of Microbiology and Biotechnology, v. 23, p. 734-741, 2007.
SARUBBO, L.A., PORTO, A.L.F., CAMPOS-TAKAKI, G.M. The use of babassu oil as
substrate to produce bioemulsifiers by Candida lipolytica.
lipolytica Canadian Journal of
Microbiology, [S.I], v. 45, p. 1-4, 1999.
189
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
SARUBBO, L.A.; MARÇAL, M.C.R.; NEVES, M.L.C.; SILVA, M.P.C.; PORTO, A.L.F.;
CAMPOS-TAKAKI, G.M. Bioemulsifier production in batch culture using glucose as carbon
source by Candida lipolytica. Applied Biochemistry and Biotechnology, London, n. 95,
p. 59-67, 2001.
SARUBBO, L.A.; FARIAS, C.B.B.; CAMPOS-TAKAKI, G.M. Co-utilization of canola oil and
glucose on the production of a surfactant by Candida lipolytica. Current Microbiology, v.
54, p. 68-73, 2007.
SARUBBO, L.A.; LUNA, J.M.; CAMPOS-TAKAKI, G.M. Production and stability studies of
the bioemulsifier obtained from a new strain of Candida glabrata UCP 1002. Electronic
Journal of Biotechnology , v.9,
v 9 p.400
p 400 - 406,
406 2006.
2006
SING, A.; VAN HAMME, J.D.; WARD, O. P. Surfactants in microbiology and biotechnology:
Part 2. Application aspects. Biotechnology Advances, v. 25, p. 99-121, 2007.
190
20 - DETECÇÃO DE LIPASE E PROTEASE EM BACTÉRIAS MESOFÍLICAS ISOLADAS
DE LODO DE ESGOTO DA ESTAÇÃO MANGUEIRA, PERNAMBUCO, BRASIL
Amanda Mota Vieira1,4, Amanda de Araújo Alencar2,4, Carlos Alberto Alves da Silva2,3,4,
Galba Maria Campos Takaki2,3,4, Kaoru Okada1,2,4
1Licenciatura
em Ciências Biológicas,
g
, 2Mestrado em Desenvolvimento de Processos
Ambientais, 3Engenharias Ambiental e Química, 4Núcleo de Pesquisas em Ciências
Ambientais, Universidade Católica de Pernambuco, Recife-PE.
RESUMO
Os microrganismos possuem um alto potencial biotecnológico, produzindo diversos
metabólitos secundários.
secundários Nos últimos anos,
anos as enzimas têm sido os produtos microbianos
mais
explorados
na
indústria
biotecnológica,
sendo
utilizadas
amplamente
no
processamento de alimentos, produção de detergentes biológicos, na indústria têxtil,
farmacêutica, na bioquímica, biologia molecular e diversas aplicações médicas. As lipases
são enzimas pertencentes ao grupo das serinas hidrolases (EC 3.1.1.3), apresentam cerca
d 300 resíduos
de
íd
d aminoácidos,
de
i á id
e catalisam
t li
a quebra
b
d ligações
de
li
õ
é t
ésteres
d acilil
de
gliceróis. Esta classe de enzimas não requer cofatores, são de baixo custo, atuam em
regiões consideradas específicas e em uma larga faixa de pH. As proteases microbianas
constituem um dos mais importantes grupos de enzimas industriais, possuindo sua
aplicação predominante nas indústrias de alimentos, têxtil, farmacêutica e de detergentes.
O objetivo do presente trabalho foi avaliar a capacidade de produção de lipase e protease
em meio sólido, em bactérias mesofílicas isoladas de lodo de esgoto, em diferentes
temperaturas (28°C e 37°C). Os resultados obtidos demonstram a produção de protease
em todas as amostras testadas, tendo a melhor produção ocorrido a 37°C. Para a
produção de lipase, apenas uma da amostras testadas não apresentou a formação do
191
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
halo característico, sendo a temperatura de 28°C, a que possibilitou a melhor produção
enzimática.
i ái
E
Esses
d d
dados
obtidos,
b id
revelam
l
a habilidade
h bilid d de
d bactérias
b éi
patogênicas
ê i
em
produzirem enzimas microbianas.
Palavras-chave: bactérias mesofílicas, lodo de esgoto e enzimas microbianas.
1. INTRODUÇÃO
A descoberta das enzimas data do início do século XIX, sendo a partir desse período que
vários pesquisadores elaboraram estudos sobre os mecanismos e as cinéticas das
catálises enzimáticas, tendo sido essas investigações prolongadas até os dias atuais
(CUNHA-SANTINO, SCIESSERE e JÚNIOR, 2008). A utilização de catalisadores
enzimáticos nos mais diferentes ramos industriais tem crescido cada vez mais em todo o
mundo, sendo o valor total do mercado estimado em 2,3 bilhões de dólares anuais. O
mercado encontra-se dividido em três segmentos: o de enzimas técnicas (formado pelas
indústrias de detergente, amido, têxtil, álcool combustível, polpa de papel e celulose e
couro), alimentação e bebidas e alimentação animal (SILVA, 2008). Dessa forma, as
enzimas podem ser aplicadas em áreas diversas,
diversas tais como: na indústria oleoquímica em
processos como hidrólise, glicerólise e alcoólise; na indústria têxtil, melhorando a qualidade
e propriedade dos tecidos; na indústria de detergentes; na indústria de alimentos; entre
outras. No entanto, sua utilização é reduzida devido aos altos custos de produção
(MENONCIN et. al., 2009).
P t
Proteases
são
ã enzimas
i
que catalisam
t li
a quebra
b das
d ligações
li
õ peptídicas
tídi
d proteínas
de
t í
e que
apresentam grande importância do ponto de vista industrial, sendo utilizadas em diversas
atividades, como: processamento de alimentos, bebidas, formulação de detergentes,
processamento de couro e pele, amaciamento de carnes, formulação de medicamentos,
indústria têxtil, entre outros. Podem ser extraídas de diversos organismos, incluindo
bactérias, fungos, leveduras, tecidos de mamíferos e de plantas (LADEIRA et. al., 2010).
192
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
Lipases são enzimas que catalisam a quebra de gorduras e óleos, liberando ácidos graxos,
diacilgliceróis, monoacilgliceróis e glicerol. São originárias de um grane número de
bactérias, fungos, plantas e animais, tendo suas propriedades variáveis de acordo com sua
procedência. As lípases provenientes de microrganismos constituem um grupo de valiosas
enzimas de aplicação biotecnológica, devido principalmente à versatilidade de suas
propriedades, no que se refere à atuação enzimática, especificidade pelo substrato e
facilidade de p
produção
ç
em g
grandes q
quantidades ((MENONCIN et. al.,, 2009).
) Dentre os
processos bioquímicos reportados na literatura, as lípases representam cerca de 35%
dentre as enzimas empregadas. Depois das proteases e amilases, são consideradas o
terceiro grande grupo em volume de vendas, movimentando bilhões de dólares. No
entanto, devido aos elevados custos de produção, o uso dessas enzimas em escala
industrial ainda é escasso,
escasso apesar da grande variedade de lípases microbianas existente
(FEITOSA et. al., 2010).
O lodo de esgoto é um resíduo orgânico proveniente do processo de tratamento biológico
de águas residuárias. Apesar de sua composição química variável, são ricos em matéria
orgânica e nutrientes para as plantas e microrganismos. Podem conter quantidades
elevadas de metais, assim como microrganismos patogênicos, dependendo da origem das
águas residuárias (ALBUQUERQUE, 2009).
As enzimas possuem a capacidade de mediar o catabolismo biológico dos componentes
orgânico e mineral do solo. A atividade enzimática do solo pode ser utilizada como medida
de atividade microbiana, produtividade e efeito de poluentes no solo. É através das
enzimas que os microrganismos do solo degradam as moléculas orgânicas complexas em
moléculas mais simples, que podem ser facilmente assimiladas (ALBUQUERQUE, 2009).
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Microrganismos
Foram testadas 4 bactérias isoladas de lodo de esgoto em diferentes temperaturas : UCP
0140 (Escherichia coli) e UCP 0195 (Enterobacter sp) isoladas a 28 oC e UCP 0132
(Shiguella sp) e UCP 0178 (Escherichia coli) isoladas a 37 Oc.
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III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
2.2 Detecção enzimática em meio sólido
Foi utilizada a metodologia descrita por Hankin & Anagnostakis, 1979. Para a detecção da
produção de lipase, foi utilizado meio contendo: 10g de peptona, 5g de NaCl, 0,1 de
CaCl2.2H2O, 15g de Agar, 1000mL de água destilada, pH 6 e 10mL de Tween-20. Para
detecção de protease, o meio utilizado foi: 3g de extrato de carne, 5g de peptona, 20g de
Ágar, 1000mL de Água destilada, acrescido de gelatina, pH 6,9.
O meio de cultura foi distribuído em placas de Petri, e após a solidificação, foi feito um furo
no centro das placas, com 0,8 cm de diâmetro. Em seguida, foram inoculados 50µL da
suspensão bacteriana previamente preparada. As placas foram colocadas em estufa, nas
temperaturas de 28°C e 37°C, durante 48h. Os ensaios foram realizados em triplicata.
Após o período de crescimento microbiano, as placas foram reveladas com uma solução
de iodo a 0,1N,
0 1N durante 5 minutos.
minutos A formação de um halo claro e opaco em volta da
colônia evidencia a presença de lípase, e a atividade proteolítica foi evidenciada pelo
aparecimento de um halo claro, indicando a degradação da gelatina, através de zonas
transparentes em torno das colônias.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.
Por estarem presentes em baixa concentração no solo, as enzimas são quantificadas de
maneira indireta, através da medida da sua atividade e não pela sua quantidade
(ALBUQUERQUE, 2009).
Os resultados obtidos indicam a produção de enzimas pelas bactérias mesofílicas, nas
duas temperaturas testadas (Tabela 1). Para a protease, observa-se que todas as
bactérias possuem potencial de produção, sendo o melhor resultado observado a 37°C
(UCP 0178). A detecção de produção de lípase foi observada em 3 das 4 espécies
estudadas, sendo melhor produzida a 28°C (UCP 0140).
194
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
A enzimas
As
i
microbianas
i bi
extracelulares
t
l l
podem
d
ser produzidas
d id em meio
i líquido
lí id ou sólido.
ólid
Ao contrário do meio líquido, o uso de meio sólido permite a triagem de uma grande
quantidade de microrganismos, além de possibilitar uma rápida detecção de enzimas
específicas (OLIVEIRA et. a., 2006).
A produção de protease microbiana em meio sólido, foi evidenciada em todas as amostras
testadas, em diferentes temperaturas, sendo o melhor resultado obtido com a amostra
UCP 0178 (37°C), que apresentou um halo de produção de 77 mm. Uma vez que a
síntese de proteases está intimamente ligada ao processo de esporulação, condições de
estresse, seja pela redução da concentração de nutrientes, tensão de oxigênio ou
composição do meio, podem afetar a esporulação e ter um profundo efeito na produção
destas enzimas (NASCIMENTO et. al., 2007, LADEIRA et al., 2010). Os microrganismos
são preferidos frente a outras fontes de proteases devido ao seu rápido crescimento, ao
pequeno espaço requerido para seu cultivo e à grande variedade de atividades catalíticas
que dispõem. Além disso, as proteases microbianas são em geral mais estáveis que as
homólogas de plantas e animais e o seu processo de produção é mais fácil e seguro.
seguro Os
microrganismos responsáveis pela produção de proteases são os fungos e as bactérias,
devido à maior facilidade de cultivo e obtenção da enzima (THYS, 2004).
A obtenção da atividade enzimática com características lipolíticas possivelmente está
relacionada com a natureza oleaginosa da bactéria (FEITOSA, 2010). Vários métodos
podem
d
ser usados
d para seleção
l ã de
d microrganismos
i
i
através
t é da
d determinação
d t
i
ã da
d presença
de lípase extracelular. Dentre estas, inclui-se a utilização de meio sólido com presença de
195
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
substratos indutores como óleos vegetais, triglicerídeos padrão, Tween 80 e corantes que
possibilitam a visualização da reação de hidrólise. Diversos microrganismos são reportados
como produtores de lípases, dentre eles estão: Candida rugosa, Pseudomonas
alcaligenes, Burkholderia cepacia, Bacillus coagulans, entre outros (RIGO, 2009).
4. CONCLUSÃO
Foi observada no lodo de esgoto a presença de bactérias mesofílicas patogênicas,
principalmente de origem fecal, que mesmo após o tratamento com o solo em diferentes
concentrações, permanecem nos solos tratados em diferentes doses e temperaturas.
Apesar do algo nível de patogenidade de algumas espécies isoladas, as mesmas
apresentam um elevado potencial biotecnológico para produção de enzimas de interesse
industrial e ambiental,
ambiental pois a avaliação de atividades enzimáticas do solo,
solo pode ser útil
para indicar o potencial de ciclagem de nutrientes, a nitrificação, a oxidação e outros
processos vitais desempenhados pelo consórcio de microrganismos existente naquele
ambiente.
5. REFERÊNCIAS
Ê
ALBUQUERQUE, Ubirajara Samuel. Detecção de enzimas hidrolíticas em bactérias
mesofílicas isoladas do lodo de esgoto, Estação Mangueira, Recife, PE. 2009. 68f.
Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento de Processos Ambientais). Universidade
Católica de Pernambuco, Recife, 2009.
CUNHA-SANTINO, M. B.; SCIESSERE, L.; JÚNIOR, I. B. As atividades das enzimas na
decomposição da matéria orgânica particulada em ambientes aquáticos continentais.
continentais
Oecol. Bras., 12 (1): 30-41, 2008.
FEITOSA, I. C. et. al. Produção de lípase por meio de microrganismos isolados de solos
com histórico de contato com petróleo. Acta Scientiarum Technology, v. 32, n. 1, p. 2731, Maringá, 2010.
LADEIRA, S. A. et. al. Utilização de resíduos agroindustriais para a produção de proteases
pelo termofílico Bacillus sp. em fermentação submersa: otimização do meio de cultura
usando a técnica de planejamento experimental. Quim. Nova, v. XY, n. 00, 2010.
196
III Simpósio Nordestino de Ciências Biológicas
MENONCIN, S. et. al. Imobilização de lípases produzidas por fermentação em estado
sólido utilizando Penicillium verrucosum em suportes hidrofóbicos. Ciência e Tecnologia
de Alimentos, Campinas, 29(2):440-443, 2009.
NASCIMENTO, W. C. A. et. al. Otimização de um meio de cultura para a produção de
proteases por um Bacillus sp. termofílico. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 27(2): 417421, Campinas, 2007.
OLIVEIRA, A. N. et. al. Atividade enzimática de isolados de rizóbia nativos da Amazônia
central crescendo em diferentes níveis de acidez. Ciência e Tecnologia de Alimentos,
26(1): 204-210, Campinas, 2006.
RIGO, Elisandra. Produção e caracterização parcial de lípases com atividade de
hidrólise e de síntese por fermentação em estado sólido de farelo de soja. 2009. 190f.
Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos). Universidade Federal de
Santa Catarina, Florianópolis, 2009.
SILVA, Lucas André Dedavid. Produção e caracterização de enzimas celulásicas por
Aspergillus phoenicis. 2008. 119f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola e do
Ambiente) Universidade Federal do Rio Grande do Sul,
Ambiente).
Sul Porto Alegre,
Alegre 2008.
2008
THYS, Roberta Cruz Silveira. Produção, caracterização, purificação e aplicação de
uma protease produzida pelo microrganismo Microbacterium sp. kr10. 2004. 114f.
Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola e do Ambiente). Universidade Federal do
Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.
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