Avaliação do potencial antioxidante in vitro de extratos de macroalgas de ilhas da Antártica Marítima: Arquipélago das Shetland do Sul

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Osaki, Vanessa Sayuri
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41132/tde-22082024-191041/
Resumo: A Antártica possui os ecossistemas mais extremos do Hemisfério Sul e do globo, apresentando condições desafiadoras para a vida, devido às suas condições meteorológicas e oceanográficas severas. Dentro desse cenário, as macroalgas emergem como componentes essenciais da zona polar, desempenhando papéis cruciais na sustentação da dinâmica ecológica. Estes organismos, capazes de prosperar sob condições extremas, são foco de investigações científicas visando compreender suas estratégias biológicas, bioquímicas e fisiológicas de adaptação. Em particular, os seus compostos e mecanismos antioxidantes integram a sua química defensiva contra o estresse oxidativo. Assim, esta pesquisa tem como objetivos contribuir para a pesquisa científica polar e mundial mediante uma revisão cienciométrica sobre o potencial antioxidante das macroalgas da Antártica e do Ártico, caracterizar quantitativamente a capacidade antioxidantes de extratos de macroalgas de ilhas da Antártica Marítima e prover dados sobre a capacidade antioxidante em um estudo inédito de variação espacial e dados abióticos. Na análise de revisão integrativa (Capítulo I), identificamos uma lacuna significativa nos estudos sobre o potencial antioxidante em macroalgas polares, com leve inclinação para um maior esforço de pesquisa para a região Antártica, em detrimento do Ártico, e sendo as algas pardas o principal foco destes estudos. Nossos estudos bioquímicos (Capítulo II) mostram diferenças significativas no potencial antioxidante de diversos extratos algáceos, reforçando a aplicabilidade da extração seriada em biorrefinaria, com destaque para os extratos das algas pardas Ascoseira mirabilis Skottsberg e Desmarestia anceps Montagne, das algas vermelhas Iridaea sp. e Pyropia endiviifolia (A. Gepp & E. Gepp) H.G. Choi & M.S. Hwang e da alga verde Monostroma hariotii Gain. Além disso, compostos fenólicos e polissacarídeos sulfatados emergiram como importantes contribuintes para a atividade defensiva antioxidante. Em abordagem macro-ecofisiológica (Capítulo III), verificamos a influência de fatores ambientais, como temperatura, radiação UV e salinidade, sobre a capacidade antioxidante de Iridaea sp., M. hariotii e Adenocystis utricularis (Bory) Skottsberg da Ilha Deception, constatando o impacto das alterações climáticas em ecossistemas sensíveis e remotos. Isto fortalece a importância de compreender as respostas adaptativas das macroalgas a condições ambientais extremas e com variações abruptas. Este estudo contribuiu para o entendimento mais amplo da biologia de espécies da Antártica, enfatizando a capacidade antioxidante das macroalgas como um marcador bioquímico sensível e essencial para sua persistência em ambientes extremos. Finalmente, viabilizamos uma base de dados e um avanço no conhecimento sobre ecossistemas polares, especialmente na capacidade antioxidante das macroalgas, que sugerem a relevância de estratégias adaptativas algais e no desenvolvimento de abordagens conservacionistas e sustentáveis baseadas nas respostas ecofisiológicas e bioquímicas das macroalgas da Antártica Marítima.
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Em particular, os seus compostos e mecanismos antioxidantes integram a sua química defensiva contra o estresse oxidativo. Assim, esta pesquisa tem como objetivos contribuir para a pesquisa científica polar e mundial mediante uma revisão cienciométrica sobre o potencial antioxidante das macroalgas da Antártica e do Ártico, caracterizar quantitativamente a capacidade antioxidantes de extratos de macroalgas de ilhas da Antártica Marítima e prover dados sobre a capacidade antioxidante em um estudo inédito de variação espacial e dados abióticos. Na análise de revisão integrativa (Capítulo I), identificamos uma lacuna significativa nos estudos sobre o potencial antioxidante em macroalgas polares, com leve inclinação para um maior esforço de pesquisa para a região Antártica, em detrimento do Ártico, e sendo as algas pardas o principal foco destes estudos. Nossos estudos bioquímicos (Capítulo II) mostram diferenças significativas no potencial antioxidante de diversos extratos algáceos, reforçando a aplicabilidade da extração seriada em biorrefinaria, com destaque para os extratos das algas pardas Ascoseira mirabilis Skottsberg e Desmarestia anceps Montagne, das algas vermelhas Iridaea sp. e Pyropia endiviifolia (A. Gepp & E. Gepp) H.G. Choi & M.S. Hwang e da alga verde Monostroma hariotii Gain. Além disso, compostos fenólicos e polissacarídeos sulfatados emergiram como importantes contribuintes para a atividade defensiva antioxidante. Em abordagem macro-ecofisiológica (Capítulo III), verificamos a influência de fatores ambientais, como temperatura, radiação UV e salinidade, sobre a capacidade antioxidante de Iridaea sp., M. hariotii e Adenocystis utricularis (Bory) Skottsberg da Ilha Deception, constatando o impacto das alterações climáticas em ecossistemas sensíveis e remotos. Isto fortalece a importância de compreender as respostas adaptativas das macroalgas a condições ambientais extremas e com variações abruptas. Este estudo contribuiu para o entendimento mais amplo da biologia de espécies da Antártica, enfatizando a capacidade antioxidante das macroalgas como um marcador bioquímico sensível e essencial para sua persistência em ambientes extremos. Finalmente, viabilizamos uma base de dados e um avanço no conhecimento sobre ecossistemas polares, especialmente na capacidade antioxidante das macroalgas, que sugerem a relevância de estratégias adaptativas algais e no desenvolvimento de abordagens conservacionistas e sustentáveis baseadas nas respostas ecofisiológicas e bioquímicas das macroalgas da Antártica Marítima.Antarctica hosts the most extreme ecosystems in the Southern Hemisphere and globally, presenting challenging conditions for life due to its severe meteorological and oceanographic conditions. Within this setting, macroalgae emerge as essential components of the polar zone, playing crucial roles in sustaining ecological dynamics. These organisms, capable of thriving under extreme conditions, are the focus of scientific investigations aimed at understanding their biological, biochemical, and physiological adaptation strategies. In particular, their compounds and antioxidant mechanisms integrating their defensive chemistry against the oxidative stress. Thus, this research aims to contribute to polar and global scientific research through a scientometric review of the antioxidant potential of macroalgae from the Antarctic and Arctic regions, to quantitatively characterize the antioxidant capacity of macroalgae extracts from islands in the Maritime Antarctic, and to provide data on antioxidant capacity in a novel study of spatial variation and abiotic data. Through integrative review analysis (Chapter I), we identified a significant gap in studies on antioxidant potential in polar macroalgae, with a slight bias towards greater research efforts for the Antarctic region over the Arctic, with brown algae being the main focus of these studies. Our biochemical studies (Chapter II) show significant differences in the antioxidant potential of various algal extracts, reinforcing the applicability of biorefinery serial extraction, highlighting extracts from the brown algae Ascoseira mirabilis Skottsberg and Desmarestia anceps Montagne, the red algae Iridaea sp. and Pyropia endiviifolia (A. Gepp & E. Gepp) H.G. Choi & M.S. Hwang, and the green alga Monostroma hariotii Gain. Moreover, phenolic compounds and sulfated polysaccharides have emerged as important contributors to antioxidant defensive activity. In macro-ecophysiological approach (Chapter III), we verified the influence of environmental factors such as temperature, UV radiation, and salinity on the antioxidant capacity of Iridaea sp., M. hariotii, and Adenocystis utricularis (Bory) Skottsberg from Deception Island, highlighting the impact of climate changes on sensitive and remote ecosystems. This strengthens the importance of understanding the adaptive responses of macroalgae to extreme environmental conditions and abrupt variations. This study contributed to a broader understanding of Antarctic species biology, emphasizing the antioxidant capacity of macroalgae as a sensitive and essential biochemical marker for their persistence in extreme environments. Finally, we provided a database and advanced knowledge on polar ecosystems, especially on the antioxidant capacity of macroalgae, suggesting the relevance of algal adaptive strategies and the development of conservationist and sustainable approaches based on the ecophysiological and biochemical responses of Maritime Antarctic macroalgae.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHo, Fanly Fungyi ChowOsaki, Vanessa Sayuri2024-06-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41132/tde-22082024-191041/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-08-23T23:57:02Zoai:teses.usp.br:tde-22082024-191041Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-08-23T23:57:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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