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04_de_maio_de_2021_ANAIS_ACECI_v4_n2_2020

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Published by andreaires, 2021-05-04 15:07:56

04_de_maio_de_2021_ANAIS_ACECI_v4_n2_2020

04_de_maio_de_2021_ANAIS_ACECI_v4_n2_2020

ANAIS da Academia Cearense de Ciências Volume 4, n. 2, p.079 - 168, Ago - Dez, 2020

ANAIS da Academia Cearense de Ciências

ANNALS of Ceará Academy of Science

Publicação Oficial da Academia Cearense de Ciências
Official Publication of Ceará Academy of Science

VOL. 04 - N° 02 Ago – Dez 2020 ISSN 2594-3618

Academia Cearense de www.aceci.com.br
Ciências



ANAIS da Academia Cearense de Ciências

ANNALS of Ceará Academy of Science
Publicação Oficial da Academia Cearense de Ciências

Official Publication of Ceará Academy of Science

VOL. 04 - N° 02 Ago – Dez 2020 ISSN 2594-3618

Academia Cearense de Ciências ANAIS da Academia Cearense de Ciências
Diretoria: Período: 2018 – 2020 ANNALS of Ceará Academy of Science

Presidente Publicação Oficial da Academia Cearense de
José Albérsio de Araújo Lima Ciências

Vice-Presidente Official Publication of Ceará Academy of
João Lucas Marques Barbosa Science

Secretário Geral Comissão Editorial / Editorial Committee
Luiz Sérgio Gadelha Vieira Endereço/Address

Diretor Científico Rua Oswaldo Cruz, 2979 – Fortaleza - CE
Geraldo Arraes Maia Editor/Editor in Chief

Diretor Social José Albersio de Araujo Lima
João Erfon Almeida Ramos Editor Adjunto/Adjunct Editor

Diretora de Patrimônio Geraldo Arraes Maia
Maria Clélia Lustosa Costa

Conselho Superior Editores Associados/Associate Editors
Antonio de Albuquerque Sousa Filho Francisco Suetônio Bastos Mota
Francisco Suetônio Bastos Mota Geraldo Arraes Maia
Glauce Socorro Barros Viana Glauce Socorro Barros Viana
José Henrique Leal Cardoso José Henrique Leal Cardoso
José Nilson Bezerra Campos José Nilson Bezerra Campos
Krishnamurti de Morais Carvalho Krishnamurti de Morais Carvalho
Pedro Sisnando Leite

Ficha Técnica

Editoração e Composição
Ana Cláudia M. M. Miranda

Catalogação – Bibliotecária
Perpétua Socorro Tavares Guimarães – CRB 3/801

Impressão & Acabamento
Expressão Gráfica

Ficha Catalográfica
Bibliotecária: Perpétua Socorro Tavares Guimarães – CRB 3/801

ANAIS da Academia Cearense de Ciências. Artigos Científicos. Anais...–
v. 4. n.2 (ago./dez. 2020) - Fortaleza, 2020.

Semestral
ISSN 2594-3618
1. Ciências – Periódico. 2. Ciências Biológicas – Periódico. 3. Ciências
Exatas e da Terra. 4. Ciências Humanas e Sociais Aplicadas. I. Academia
Cearense de Ciências.
CDD 372-46

Acadêmicos Titulares & Acadêmicos Afiliados

Solenidade de posse de novos Acadêmicos no
Auditório Antônio Martins Filho

Reitoria da Universidade Federal do Ceará
05 de abril de 2019

Relação da Esquerda para a Direita e de Cima para Baixo
1- Antônio de Albuquerque Sousa Filho (Titular – Cadeira 24); Augusto Teixeira de

Albuquerque (Afiliado); Lucas Antonio de Sousa Leite (Titular – Cadeira 46); Renato de
Azevedo Moreira (Titular – Cadeira 36); José Henrique Leal Cardoso (Titular – Cadeira
01); José Albersio de Araujo Lima (Titular – Cadeira 16 - Presidente); Pedro Sisnando Leite
(Titular – Cadeira 13); João Erfon Almeida Ramos (Titular – Cadeira 10); Jader Onofre de
Morais (Titular – Cadeira 17); Manassés Claudino Fonteles (Titular – Cadeira 09) e Antonio
Gomes de Souza Filho (Titular – Cadeira 12);
2 - Enéas Gomes Filho (Titular – Cadeira 30); Maria Clélia Lustosa Costa (Titular – Cadeira 21);
Lucicléia Barros de Vasconcelos (Afiliada); Lidriane de Souza Pinheiro (Titular – Cadeira
45); Glauce Socorro Barros Viana (Titular – Cadeira 19); Marta Maria de França Fonteles
(Titular – Cadeira 49); Ana Cristina de Oliveira Monteiro Moreira (Titular – Cadeira 23);
Luiz Drude de Lacerda (Titular – Cadeira 35); Tarcisio Haroldo Cavalcante Pequeno
(Titular – Cadeira 08); Geraldo Arraes Maia (Titular – Cadeira 42); Fernanda Montenegro
de Carvalho Araújo (Titular – Cadeira 50); Selene Maia de Morais (Titular – Cadeira 40);
Joelia Marques de Carvalho (Afiliada); Luiz Sérgio Gadelha Vieira (Titular – Cadeira 41) e
José Tarquínio Prisco (Titular – Cadeira 20);

Membros Titulares da Academia

Cadeira Acadêmico Patrono

01 José Henrique Leal Cardoso Samuel Pessoa
02 João Lucas Marques Barbosa Joaquim Gomes de Souza
06 Francisco Militão de Sousa Renato Braga
07 Afrânio Aragão Craveiro Hugo Lopes de Mendonça
08 Tarcisio Haroldo C. Pequeno Prisco Bezerra
09 Manassés Claudino Fonteles Lauro Solero
10 João Erfon Almeida Ramos Manoel Frota Moreira
11 João Carlos Ribeiro Gonçalves Oceano Atlântico Linhares
12 Antonio Gomes de Souza Filho Raimundo Adhemar Braga
13 Pedro Sisnando Leite João Gonçalves de Souza
14 José Wilson de Alencar Nelson Chaves
15 Marta Celina Linhares Sales João Ramos
16 José Albersio de Araújo Lima Antônio Carlos Estêvão Oliveira
17 Jader Onofre de Morais João Batista V. Dias
18 José Gerardo Beserra de Oliveira Galba Araújo
19 Glauce Socorro Barros Viana Dias da Rocha
20 José Tarquínio Prisco Adolpho Ducke
21 Maria Clélia Lustosa Costa Thomaz Pompeu Sobrinho
22 Maria Zélia Rouquayrol Rodolfo Teófilo
23 Ana Cristina de Oliveira M. Moreira José Higino Ribeiro dos Santos
24 Antônio de Albuquerque Sousa Filho José Guimarães Duque
25 Geraldo de Sousa Tomé Luigi Bogliolo
27 Vicente de Paulo Pereira Barbosa Vieira Arrojado Lisboa
28 Teresinha de Maria Bezerra S. Xavier Antônio Bezerra
30 Enéas Gomes Filho José Xavier Filho
31 José Nilson Bezerra Campos Francisco Gonçalves de Aguiar
32 Eduardo Diatahy Bezerra de Menezes João Capistrano Honório de Abreu
33 Francisco Suetônio Bastos Mota Delmiro Gouveia
34 José Ferreira Nunes Silvio Barbosa Cardoso
35 Luiz Drude de Lacerda Ícaro de Sousa Moreira
36 Renato de Azevedo Moreira Expedito José de Sá Parente
37 João Cesar Moura Mota Oswaldo Evandro Carneiro
38 Andrelina Noronha Coelho de Souza Oliveira Riedel
39 Joaquim Celestino Junior José Júlio da Ponte Filho
40 Selene Maia de Morais Francisco José de Abreu Matos
41 Luiz Sérgio Gadelha Vieira Ari de Sá Cavalcante
42 Geraldo Arraes Maia Francisco A. de Andrade e Castro
43 Manoel Odorico de Moraes Joaquim Eduardo de Alencar
44 Luquésio Petrola de Melo Jorge Alberto Azevedo
45 Lidriane de Souza Pinheiro Aziz NacibAb’Saber
46 Lucas Antonio de Sousa Leite Afrânio Gomes Fernandes
47 Krishnamurti de Morais Carvalho Airton Fontenele Sampaio Xavier
48 Arlindo de Alencar Araripe N. Moura João Ambrósio de Araujo Filho
49 Marta Maria de França Fonteles Caio Lóssio Botelho
50 Fernanda Montenegro de C. Araújo José Jarbas Studart Gurge

Membros Honorários da Academia

Acadêmico

Prof. Dr. Benedito Vasconcelos Mendes – Escola Superior de Agricultura de Mossoró
Profa. Dra. Dafna Scwartz - Ben-Gurion University of the Negev – Israel
Prof. Emérito Dr. Raphael Bar-El – Ben-Gurion University of the Negev – Israel
Prof. Dr. Raimundo Braz Filho - Pesquisador Visitante Emérito da FAPERJ/UFRRJ/UENF, Professor Emérito da

UFRRJ e da UENF, Professor Honoris causa da UFC e da UFPB, Pesquisador Sênior
do CNPq, Membro Titular da ABC
Prof. Dr. Manoel Abílio Queiroz - Professor Titular Universidade do Estado da Bahia; Professor Visitante da

Universidade do Estado da Bahia
Prof. Dr. Melquíades Pinto Paiva - Engenheiro Agrônomo - UFC (1952); Dr. em Ciências, Instituto de Biociências da

USP (1972)

Membros Afiliados da Academia

Acadêmico CV Lattes

Joélia Marques de Carvalho http://lattes.cnpq.br/2587702233031964
Lucicléia Barros de Vasconcelos http://lattes.cnpq.br/771739336700937



ANAIS da Academia Cearense
de Ciências

ANNALS of Ceará Science Academy

VOL. 04 - N° 02 Ago - Dez 2020 / Aug - Dec 2020 ISSN 2594-3618

Sumário

Página

Artigos de Revisão / Review Articles 99
112
Conservação e uso racional da água 126
Suetônio Mota

Dengue in Ceará, Brazil: the history counted through the virus
Fernanda Montenegro de Carvalho Araújo

Constituição química dos vírus, infecção e replicação em plantas
José Albersio de Araujo Lima & Laianny Morais Maia

Artigos Científicos / Scientific Articles

Vasorelaxant effects of limonene on the smooth muscle eletromechanical coupling: 141
participation of voltage-operated calcium channels

Ana Carolina Cardoso-Teixeira, Klausen Oliveira-Abreu, Andrelina Noronha Coelho-de-
Souza, Francisco Walber Ferreira da Silva, Kerly Shamyra da Silva Alves & José Henrique
Leal-Cardoso

Efeito anti-adipogênico e hipoglicêmico do extrato de Myracrodruon urundeuva em modelo 147
experimental de obesidade induzida por dieta hipercalórica/hiperlipídica

Fernanda Kassiely de Sousa Veloso, Mateus da Conceição Araújo, Driely Érica dos Santos
Ribeiro, Wellyda Rocha Aguiar Galvão, Ludmila Araújo Rodrigues Lima, Iana Bantim
Felício Calou & Glauce Socorro de Barros Viana

Composição Centesimal e perfil de ácidos graxos de formiga comestível da Serra da 156
Ibiapaba/Ceará

Antonio Augusto Lima Araujo Filho, Paulo Henrique Machado de Sousa & Hilton César
Rodrigues Magalhães

Obituário / Obituary

OSWALDO RIEDEL: um general nas ciências da vida. Patrono da Academia Cearense de 161
Ciências, Cadeira №º 38

Marcelo Gurgel Carlos da Silva

Hino Nacional Brasileiro / Brazilian National Anthem Página
Hino do Estado do Ceará / Ceara State Anthem
164
165

Normas para preparo e submissão de manuscritos / Guidelines for manuscript preparation 167
and submission

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, p. 99-111, 2020.
www.aceci.com.br

Artigo de Revisão/Review Article

Conservação e Uso Racional da Água

Suetônio Mota

Membro Titular da Academia Cearense de Ciências – Cadeira № 33, Professor Titular do
Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Universidade Federal do Ceará;

Membro da Academia Cearense de Engenharia

(Aceito para Publicação em 10/10/2020)

Autor para correspondência: Suetônio Mota, e-mail: [email protected]

Mota, S. Conservação e uso racional da água. ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, p. 99-111,
2020.

RESUMO
A crescente utilização dos recursos hídricos tem resultado em problemas de escassez de água e de degradação
de sua qualidade. Com isso, há necessidade de adoção de medidas visando à conservação e ao uso racional da
água. Neste trabalho são discutidas medidas de conservação e uso racional da água, compreendendo ações
com o objetivo de reduzir o seu consumo e aumentar a oferta. São discutidas medidas, tais como: redução das
perdas de água por evaporação; redução do consumo de água na irrigação; redução de perdas em sistemas de
abastecimento de água; redução do consumo de água nas edificações. É proposta a utilização de águas de outras
fontes, como as águas pluviais, as águas de condensadores de aparelhos de ar condicionado e as águas cinza.
Palavras-chave adicionais: Redução de consumo; Redução de perdas; Fontes alternativas.

ABSTRACT
Conservation and rational use of water
The increasing use of water resources has resulted in problems of water scarcity and degradation of their
quality. So, it is necessary the adoption of measures aimed at the conservation and rational use of water. This
paper discusses measures for the conservation and rational use of water, comprising actions with the objective
of reducing its consumption and increasing supply. Measures are discussed, such as: reduction of water losses
by evaporation; water consumption reduction in irrigation; losses reduction in water supply systems; water
consumption reduction in buildings. The use of water from other sources is proposed, such as rainwater,
condenser water from air conditioning systems and grey water.
Additional keywords: Consumption reduction; Loss reduction; Alternative sources.

INTRODUÇÃO nos mares e oceanos. A água doce corresponde
a apenas 2,5% do total disponível. Desse total,
A água é um recurso renovável essencial à vida (2,5%), 68,9% estão nas geleiras e calotas polares
no planeta Terra; seu ciclo tem continuado por situadas em regiões montanhosas; 29,9% são
séculos e milênios, sustentando a biodiversidade águas subterrâneas; 0,9% compõem a umidade do
e mantendo em funcionamento ciclos nos solo e pântanos e apenas 0,3% constituem a água
ecossistemas, comunidades e populações doce armazenada nos rios e lagos, efetivamente
(Tundisi, 2014). disponível para uso em diferentes atividades
(Tundisi, 2009).
O ser humano precisa de água para sua
sobrevivência, utilizando-a em várias atividades, O problema de escassez hídrica, no entanto,
o que tem resultado em problemas de escassez e não está relacionado à quantidade, mas à má
de degradação de sua qualidade. distribuição da água no planeta, agravada pela
sua crescente poluição.
Embora dois terços da superfície da Terra
sejam cobertos por água, 97,5% encontram-se Devido ao aumento da pressão

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 99

Conservação e uso da água

populacional, à mudança no comportamento progressivamente substituída pela ideia da água
no uso da água e às mudanças climáticas, o como bem finito e dotado de valor econômico
desafio de manter o consumo de água em níveis (Ana, 2019).
sustentáveis deverá se tornar ainda mais difícil
em um futuro próximo (Schewe et al., 2014). Desconsiderando a evaporação líquida em
reservatórios artificiais (uso múltiplo), a irrigação
Segundo a OECD (2012), a demanda por é responsável por 52% das retiradas de água
água é projetada para aumentar em 55% em no Brasil, seguida pelo abastecimento urbano
nível mundial, entre 2000 e 2050. O aumento virá (23,8%), indústria de transformação (9,1%) e
principalmente da indústria (+400%), energia abastecimento animal (8%). Já em relação ao
elétrica (+140%) e uso doméstico (+130%). consumo, devido às diferentes proporções de
retorno médio aos corpos d’água, a proporção
De acordo com Guppy & Anderson (2017), dos usos no consumo total se altera, com
a água está se tornando uma questão social aumento da relevância da irrigação e diminuição
e geopolítica urgente; em algumas regiões já do abastecimento urbano (Ana, 2019).
constitui preocupação nacional crítica. Em 2035,
até 40% da população mundial viverá em áreas O Brasil, assim como o mundo, sofre as
seriamente estressadas; e a capacidade dos consequências da má distribuição dos recursos
ecossistemas de fornecer água doce ficará cada hídricos, do uso não controlado da água e da
vez mais comprometida. poluição resultante das diversas atividades
humanas.
Problemas relacionados com a água são
ameaças em muitas regiões áridas e semiáridas Como a escassez de abastecimento de água
do planeta. A integração desses problemas com e a adequação da distribuição emergiram como
questões de saúde, meio ambiente, política, problemas globais críticos, também surgiram
socioeconômica e sustentabilidade aumentou problemas relacionados à adequação e integridade
consideravelmente a demanda pela gestão dos dos reservatórios de água, regulamentos sobre
problemas (Saatsaz, 2020). uso de água, disposição de água e reciclagem de
água (Curmi et al., 2017).
Segundo Hamududu & Ngoma (2020),
gerenciar os recursos hídricos de forma De acordo com Silva et al. (2016), os
sustentável requer uma boa compreensão da conflitos relacionados ao uso da água tendem a
disponibilidade atual e futura desses recursos se intensificar devido ao aumento da demanda,
em nível local: quanta água está disponível, onde à poluição dos recursos hídricos e à instabilidade
está disponível e quando? do clima. Por isso, a busca de soluções para
o adequado monitoramento e utilização dos
O Brasil possui aproximadamente 12% recursos hídricos é considerada prioritária
das águas doces disponíveis em todo o planeta pelas instituições públicas de pesquisa e órgãos
Terra. Esses recursos distribuídos de forma gestores.
irregular no território brasileiro, que vai de 5°N
a 34°S de latitude, estão sob a influência de uma Não há escassez de soluções disponíveis.
grande variedade de processos climatológicos Encontrar a solução certa é uma questão de
que regulam a distribuição e a disponibilidade boa governança e de escolher uma mistura de
da água (Tundisi, 2014). soluções que funcionem para cada local. É, no
entanto, imperativo que se faça da forma certa,
Estima-se que no início desta década 27% pois, caso contrário, estar-se-á caminhando para
(1,9 bi) da população mundial vivia em regiões uma crise hídrica global (Curmi et al., 2017).
com potencial de escassez de água e que esse
valor deve aumentar para até 3,7 bilhões de Enfrentando o desafio global de situações
pessoas em 2050, sendo o semiárido nordestino de escassez de água, muitos países e organizações
um dos pontos a sofrer reduções nos níveis de aumentaram sua conscientização sobre os riscos
água nesse período (United Nations, 2018). de falta de água e propuseram políticas eficazes
para reduzir seu uso (Juan et al., 2016).
O Brasil é um país privilegiado quanto
à disponibilidade hídrica total, no entanto a Considerando o cenário mundial e nacional
ocorrência da água é desigual no território e de escassez de recursos hídricos disponíveis em
durante o ano, bem como a demanda por sua quantidade e qualidade necessárias aos diversos
utilização e a infraestrutura hídrica adequada usos, é preciso que sejam adotadas medidas
para o seu aproveitamento e conservação. visando ao uso racional da água, com o objetivo
A cultura da abundância hídrica tem sido de: reduzir o consumo; diminuir o desperdício;

100 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Mota, S.

aumentar a eficiência do uso; promover o reúso • melhoria da visão da organização na sociedade
(Mota, 2019). – responsabilidade social.
A NBR-16782/2019, da Associação
Projetos de redução do consumo de água,
além da economia do recurso em si, proporcionam Brasileira de Normas Técnicas (2019), especifica
oportunidade de informação e participação a requisitos e estabelece procedimentos e diretrizes
agentes sociais variados. Possibilitam mostrar as para edificações com uso residencial, comercial,
implicações das decisões individuais e coletivas institucional, de serviços e de lazer, novas e
na preservação de um recurso indispensável existentes, que optarem pela conservação da
e possibilidades de intervenção, em geral água. De acordo com essa norma, a conservação
desconhecidas pela maioria das pessoas (Marinho de água é definida como o conjunto de ações
et al., 2019). que otimizam a operação do sistema hidráulico
predial de modo a permitir a utilização apenas
Neste trabalho são discutidas diversas da quantidade de água necessária para o
medidas de conservação e uso racional da desempenho das atividades consumidoras
água, com ênfase para a redução do consumo, (gestão da demanda) e de ações que promovam
controle de perdas, reúso e utilização de fontes a oferta de água produzida no próprio edifício e
alternativas. proveniente de fontes alternativas à água potável
fornecida por empresas prestadoras de serviços
CONSERVAÇÃO DA ÁGUA de saneamento (gestão da oferta), visando ao uso
eficiente da água.
De acordo com a Fiesp (2005), conservação da
água pode ser definida como qualquer ação A NBR-16783/2019, da Associação
que: reduza a quantidade de água extraída em Brasileira de Normas Técnicas (2019), estabelece
fontes de suprimento; reduza o consumo de procedimentos e requisitos para caracterização,
água; reduza o desperdício de água; aumente a dimensionamento, operação e manutenção de
eficiência do uso de água; ou, ainda, aumente a sistemas de fontes alternativas de água não potável
reciclagem e o reúso de água. em edificações com uso residencial, comercial,
institucional, de serviços e de lazer. Entre as
Ainda segundo a Fiesp (2005), o conjunto fontes alternativas, a norma considera: águas
de ações voltadas para a gestão da oferta e da cinza; águas de chuva; águas de rebaixamento
demanda de água em edificações existentes é de lençol freático; efluentes de sistemas de
denominado de Programa de Conservação de resfriamento, sistema de vapor e condensado,
Água (PCA). Várias dessas ações podem ser sistema de destilação e outros equipamentos;
adotadas já na fase de projeto de edificações, de águas negras; esgotos sanitários.
maneira que a conservação da água não seja uma
prerrogativa apenas das edificações existentes, Programas de conservação de água têm
mas também das que serão construídas. Os atuado juntamente com os investimentos em
grandes motivadores para a implantação de um infraestrutura, já que agem diretamente sobre o
PCA são: usuário final, incentivando a redução do consumo
• economia gerada pela redução do consumo de de água por meio da adoção de medidas de uso
racional da água potável (demanda) e de fontes
água; alternativas de água (oferta) para fins menos
• economia criada pela redução dos efluentes nobres que não necessitam de água potável, como
apresentado na Figura 1 (Brasil, 2015).
gerados;
• consequente economia de outros insumos, A seguir, são discutidas várias medidas
a serem adotadas com o objetivo de se alcançar
como energia e produtos químicos; a conservação da água, de forma a reduzir, ao
• reduçãodecustosoperacionaisedemanutenção máximo, as perdas e desperdícios e aumentar a
oferta.
dos sistemas hidráulicos e equipamentos da
edificação; 1 - Redução das perdas de água por evaporação
• aumento da disponibilidade de água Nos sistemas de acumulação e transporte de água
(proporcionando, no caso das indústrias, por podem ocorrer grandes perdas por evaporação.
exemplo, aumento de produção sem incremento A evaporação varia em função de vários fatores
de custos de captação e tratamento); naturais, como radiação solar, temperatura do
• agregação de valor ao “produto”;
• redução do efeito da cobrança pelo uso da
água;

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 101

Conservação e uso da água

Figura 1- Etapas de gestão de um programa de conservação da água.
Fonte: Brasil (2015).

ar, velocidade do vento, entre outros, e depende, da profundidade. Objetivando o controle da
também, das práticas de manejo dos sistemas evaporação da água em reservatórios superficiais
hídricos. Parte significativa da água é perdida por têm sido adotadas várias medidas.
evaporação que ocorre em rios e canais abertos.
1.1- Cobertura da superfície da água
Uma alternativa eficiente para evitar as Alguns tipos de materiais têm sido usados sobre
perdas no transporte da água nos leitos de rios as superfícies de reservatórios de pequeno porte
e canais abertos é a construção de adutoras em ou em tanques experimentais, obtendo-se boas
tubulações. De acordo com Teixeira (2017), o reduções nas taxas de evaporação:
adensamento da rede de adutoras já está sendo • telas de sombreamento com diferentes cores
trabalhado no estado do Ceará. Segundo o
autor, esses dutos levarão a água, sem perdas, (Santos et al., 2017);
dos reservatórios mais resilientes até os centros • placas de polietileno expandido (Marinho et
urbanos, de forma que se separe a água de beber
daquela destinada à produção, o que constitui um al., 2015);
poderoso mecanismo de gestão para momentos • cobertura com placas de isopor (Aguiar, 2014);
de escassez. • aplicação de filmes monomoleculares (Agos-

A evaporação da água em reservatórios, tinho, 2007; Gucliotti, 2014).
especialmente em regiões semiáridas do • bolas de polietileno preenchidas com água
nordeste brasileiro, é muito elevada. Segundo
Souza Filho (2018), o estado do Ceará tem baixa (E-cycle, 2015).
disponibilidade hídrica, devido à combinação de As coberturas fixas têm-se mostrado mais
uma série de fatores, sobretudo: baixos índices de
precipitação (inferiores a 900 mm) e altas taxas de adequadas para armazenamentos relativamente
evaporação (superiores a 2.000 mm). pequenos. Para grandes armazenamentos,
materiais ou esferas flutuantes podem ser úteis e
De acordo com Curtarelli et al. (2013), a eficazes. No entanto, para grandes superfícies de
quantidade de água evaporada na superfície água o custo de cobrir a superfície com flutuadores
livre de um reservatório varia, principalmente, é proibitivo. Além disso, há também o perigo
em função de forçantes meteorológicas, tais dos materiais flutuantes serem perdidos nos
como radiação solar incidente, velocidade do vertedouros ou através de tomadas de água. As
vento, umidade relativa, temperatura do ar e coberturas flutuantes são, portanto, de utilidade
pressão atmosférica. Secundariamente, varia em limitada para reservatórios maiores (Government
função de parâmetros de qualidade da água e of India, 2006). Aliás, no Brasil, têm-se notícias do
características físicas do reservatório, bem como uso dessas coberturas em pequenos reservatórios
ou em trabalhos experimentais. A utilização
de filmes monomoleculares pode ter custos

102 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Mota, S.

proibitivos para as regiões carentes, podendo ser sub-irrigacão em grande parte do ano; pequeno
usada apenas em situações extremas. custo de construção e manutenção; não existem
riscos de rompimento; menor impacto ambiental
1.1- Barreiras vegetais que as barragens superficiais, com o sistema
Os ventos têm grande influência nas perdas por rapidamente se integrando ao meio ambiente
evaporação das superfícies da água. Quanto (Souza et al., 2014). 
maior o movimento do ar sobre a superfície da
água, maior é a perda por evaporação. As barragens subterrâneas têm sido
utilizadas em pequenas e médias propriedades,
Barreiras de vegetação têm sido consi- como alternativa viável de captação e armaze-
deradas como eficazes na redução dessas perdas. namento de água para o abastecimento humano,
As plantas (árvores, arbustos, vegetação rasteira) animal e agrícola.
devem ser cultivadas nas bordas do reservatório,
na direção predominante dos ventos da vegetação 2 - Redução do consumo de água na irrigação
para o corpo hídrico, para funcionarem como Conforme já ressaltado, as atividades agrícolas
quebra-ventos. são responsáveis pelo maior percentual de
consumo de água no Brasil e no mundo.
Esses quebra-ventos influenciam na
temperatura, na umidade atmosférica, na Segundo o Sebrae (2014), pesquisas
umidade do solo, na evaporação e na transpiração demonstram que, no mundo, se utilizam no
da área protegida. campo quase 70% da água dos rios, lagos e
aquíferos. O potencial de desperdício, no entanto,
Para funcionarem como quebra-ventos, as é um dos mais desafiadores. Os sistemas de rega,
plantas devem ser dispostas em fileiras, com as por exemplo, perdem grandes quantidades de
mais altas no meio e as menores nas laterais, de água. Calcula-se que só chegam à zona de cultivo
modo que tenham uma formação semelhante a entre 15% e 50% da água extraída para irrigação.
um cone. Perde-se água por evaporação, por absorção e
por fugas.
1.2- Projetos de reservatórios com menores
superfícies de exposição Em pleno semiárido nordestino, mais
Os projetos de reservatórios podem ser concebidos precisamente nas bacias hidrográficas do médio e
levando em consideração a redução das taxas de baixo Jaguaribe, localizadas no Estado do Ceará,
evaporação, nos quais se considerem: foi detectado um desperdício anual em irrigação
• Escolha de locais para os reservatórios, onde, de mais de 72 milhões de m³ de água, volume
suficiente para abastecer a cidade de Fortaleza
para o mesmo volume de acumulação, ocorram durante quatro meses (Camargo, 2016).
armazenamentos mais profundos com menores
áreas de superfície; A oferta de alimentos é uma prioridade em
• Projetos de grandes armazenamentos divididos países essencialmente agrícolas, como o Brasil.
em vários reservatórios menores, buscando Um dos grandes desafios é o desenvolvimento
redução da ação do vento e diminuição da área e a aplicação de métodos e técnicas racionais no
total de exposição da água à evaporação. uso da água na agricultura e na pecuária (Silva et
al., 2016).
1.3- Barragens subterrâneas
A barragem subterrânea é uma das tecnologias Algumas medidas devem ser adotadas
alternativas de baixo custo de construção e visando reduzir o consumo de água na irrigação:
manutenção utilizadas no semiárido para a) Calcular a quantidade de água exata que cada
aproveitamento da água, viabilizando o seu uso
para o abastecimento humano, animal e agrícola, cultivo precisa receber, em função de dados
garantindo a segurança alimentar das famílias climáticos e edáficos do local.
(Lima et al., 2013). b) Em regiões com escassez acentuada de recursos
hídricos, utilizar cultivos que necessitem de
Entre as principais vantagens das barragens menor quantidade de água. Como exemplo,
subterrâneas destaca-se a pequena perda de Teixeira (2017) cita a palma forrageira, que
água por evaporação. Outros benefícios são: substitui outros tipos de forragem para o gado
não alagamento das terras que passam a ter no Ceará. A palma consome muito menos água
o cultivo beneficiado pela elevação do lençol do que qualquer capineira. Produtores de frutas
freático, aproveitando o processo natural de como banana (Musa spp.) e melão (Cucums melo)
já começam a substituir suas áreas plantadas

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 103

Conservação e uso da água

por outras culturas como macaxeira (Manihot No Brasil, os índices de perdas de fatura-
esculentae) batata doce (Ipomoea batatas), que mento total e na distribuição, em 2016, foram,
também necessitam de quantidade muito respectivamente, de 38,53% e 38,05% (Instituto
inferior para o seu desenvolvimento. Trata Brasil, 2018). As perdas que ocorrem em
c) Usar sistemas de irrigação que possibilitem sistemas de abastecimento de água apresentam
atingir uma maior eficiência no uso da água, com grande variedade entre os estados da federação.
o aumento da produtividade e da qualidade do
produto associado à redução no consumo da No estado de Pernambuco, por exemplo,
água. São exemplos: irrigação localizada (por dados obtidos a partir do Sistema de Informações
microaspersão, gotejamento, borbulhamento e Operacionais, mostram que, de toda a água
exsudação); irrigação subterrânea. distribuída, apenas 27,25% é faturada e gera de
d) Procurar plantar seguindo as curvas de nível, fato alguma receita para a empresa. Do restante
mantendo maior quantidade de matéria distribuído, mais da metade, 50,83%, se perde
orgânica, de forma a proporcionar a retenção e em vazamentos pela rede e 21,92% representa
a conservação da água no solo. o volume de água consumido, mas de alguma
e) Utilizar coberturas mortas, de preferência, forma não faturado, seja por consumo indevido
orgânicas (palhas, cascas de madeira, folhas, ou não autorizado ou ainda por erros nos sistemas
cascas de frutos, restolhos vegetais em geral), de medição (Silva Júnior, 2017).
colocadas sobre a superfície do solo para
manter a umidade e ajudar a reduzir a perda Reduzir as perdas físicas em um sistema de
de umidade do solo por meio da evaporação. abastecimento resulta na redução do consumo e
f) Desenvolver programas permanentes de aumento da oferta de água. Com a mesma vazão
manutenção dos sistemas de captação captada e tratada, havendo menores perdas,
e distribuição da água, visando corrigir pode-se aumentar a população atendida pelo
vazamentos. serviço.
g) Promover o reúso da água, utilizando
esgotos tratados em irrigação, observando as De acordo com a Abes (2015), o controle de
necessárias medidas de controle sanitário e perdas não deve ser uma ação episódica, pontual e
ambiental. desprovida de acervo técnico e gerencial, movida
a empirismos, convicções sem fundamento
3 - Redução de perdas em sistemas de abaste- conceitual e com visões de curtíssimo prazo.
cimento de água Além do conhecimento dos vários tipos de perdas
As perdas em um sistema de abastecimento de que ocorrem em um sistema, e das medidas
água podem ser físicas (perdas reais) ou não físicas técnicas mais adequadas para combatê-los, há
(perdas aparentes ou comerciais). É considerada alguns pontos essenciais associados que devem
perda física toda água disponibilizada para ser considerados:
distribuição que não chega aos consumidores. a) Planejamento estratégico - deve compor um
Este tipo de perda impacta sobre a disponibilidade
de recursos hídricos nos mananciais, além do item prioritário na gestão das empresas, sejam
desperdício relacionado aos custos inerentes aos grandes, médias ou pequenas, públicas ou
processos de tratamento e distribuição da água privadas.
tratada. Essa perda acontece por vazamentos em b) Diagnóstico operacional - envolve a coleta
adutoras, redes, ramais, conexões, reservatórios de dados no tempo e no espaço, a geração e
e outras unidades operacionais do sistema. As processamento das informações e a correta
perdas físicas compreendem, principalmente, interpretação das mesmas, de forma a vincular
os vazamentos em tubulações da rede de a necessidade (ou não) da adoção das ações
distribuição. As perdas não-físicas, também mais corretas para avançar nos resultados.
chamadas de perdas aparentes ou comerciais, c) Definição de metas de longo prazo – a
estão relacionadas ao volume de água que foi otimização de algumas atividades de redução
efetivamente consumido, mas que, por algum de perdas, tais como o controle ativo de
motivo, não foi medido ou contabilizado pela vazamentos, a substituição de redes ou a
empresa de saneamento, gerando, então, perda substituição de hidrômetros é mais factível,
no faturamento (Silva Júnior, 2017). sendo possível chegar a um ponto de equilíbrio
adequado nessas atividades, em função da
realidade de cada sistema ou região
d) Melhoria dos projetos, materiais, metodologias
e tecnologias - elaboração de projetos de

104 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Mota, S.

expansão de redes (ou substituição de redes em que incluam, entre outros procedimentos, a
determinada área), prevendo-se as tubulações medição individualizada do consumo hídrico
mais desenvolvidas tecnologicamente e a por unidade imobiliária.
compartimentação piezométrica que possibilite
trabalhar com pressões mais baixas. Em Fortaleza, Ceará, a lei nº 9.009, de
e) Renovação de ativos - a renovação da 10 de novembro de 2005, estabeleceu que as
infraestrutura das redes de distribuição de edificações que integram condomínios verticais,
água é fundamental, envolvendo: o sistema somente terão suas plantas aprovadas pelo
linear, composto pelas adutoras, redes de órgão público municipal competente, desde
distribuição e ramais; as válvulas de bloqueio e que, além de apresentarem na planta hidráulica
demais órgãos acessórios vinculados à rede de um hidrômetro comum para o condomínio,
distribuição; os equipamentos eletromecânicos; apresentem também um hidrômetro interno
os macromedidores e os hidrômetros. para cada unidade residencial ou comercial, para
f) Capacitação profissional - indispensável na aferição do consumo individual da unidade.
implantação de sistemas de abastecimento de
água e na gestão posterior. A Companhia de Água e Esgoto do Ceará
(Cagece) editou, em 2019, a Norma Interna SCO-
4 - Redução do consumo de água nas edificações 014 – Versão 7, sobre “Medição Individualizada
A Sabesp - Companhia de Saneamento Básico do de Água”, com o objetivo de implantar sistemática
Estado de São Paulo (São Paulo, 2015), ao criar para atendimento de medição individualizada
o Programa de Uso Racional da Água (PURA), de ligação de água para unidades usuárias
estabeleceu como seus objetivos: ou economias de condomínio horizontais ou
• Conscientizar a população da questão verticais, visando possibilitar a emissão de faturas
individuais para cada unidade usuária.
ambiental visando a mudanças de hábitos;
• Prorrogar a vida útil dos mananciais existentes, A grande maioria das edificações com
múltiplas unidades imobiliárias (apartamentos,
de modo a garantir a curtos e médios prazos o lojas, etc.) conta com somente um medidor de
fornecimento da água necessária à população; consumo de água, com o custo do mesmo sendo
• Reduzir os custos do tratamento de esgoto, ao rateado entre os usuários.
diminuir os volumes de esgotos lançados na
rede pública; O gasto de água por unidade é variável,
• Incentivar o desenvolvimento de novas tecno- pois depende, para cada uma, do número de
logias voltadas à redução do consumo de água; usuários, de seus hábitos, da adoção de medidas
• Diminuir o consumo de energia elétrica e de uso racional do consumo, do controle de
outros insumos. perdas, entre outras. Com a adoção da medição
individualizada, os usuários passam a ter maior
Outro programa que visa à conservação da controle no consumo, pois cada um pagará pela
água é o Programa de Conservação e Uso Racional água que utilizar. Com isso, obtêm-se reduções
da Água nas Edificações – PURAE, da Prefeitura expressivas no consumo total de água do
Municipal de Curitiba, criado pela Lei nº 10785, condomínio.
de 18 de setembro de 2003, com o objetivo de
instituir medidas que induzam à conservação, Como exemplo de redução de consumo,
uso racional e utilização de fontes alternativas cita-se o condomínio Santa Baía, em Fortaleza,
para captação de água nas novas edificações, que possui 23 apartamentos, o qual, no último
bem como a conscientização dos usuários sobre a mês de conta coletiva, consumiu um total de 698
importância da conservação da água. m³ de água. Após dois meses da individualização
de hidrômetro, o condomínio gastou o volume
Algumas medidas para redução do relativo a 216 m³, tendo, assim, uma economia
consumo de água em edificações são comentadas de 68% no consumo d’água (Portal Saneamento
a seguir: Básico, 2014).

4.1- Medição individualizada do consumo de Laporta (2015) cita dois exemplos de
água redução de consumo após a instalação da medição
A lei federal nº 13.312, de 12 de julho de 2016, individualizada em condomínios:
estabelece que as novas edificações condominiais a) No condomínio Spazio Bonfiglioli, em Jundiaí,
adotarão padrões de sustentabilidade ambiental
no interior paulista, nos 258 apartamentos,
o consumo caiu até 40%. O uso de água por
apartamento foi reduzido de 29 m³, em 2011,

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 105

Conservação e uso da água

para 9,5 m³ no mesmo ano, após a instalação 4.3- Utilização de equipamentos eletrodomés-
dos medidores. ticos com baixo consumo de água
b) No condomínio Parada de Taipas, em São As indústrias brasileiras têm fabricado eletrodo-
Paulo, o consumo caiu 28%, entre 2008 e 2014, mésticos com baixos consumo de água, como
após a instalação da medição individualizada lavadoras de roupa e lava louças, por exemplo.
nas unidades: passou de 2.619 m³ para 1.903 m³
nos 196 apartamentos do prédio. As máquinas de lavar roupas estão
utilizando até 60% menos água na lavagem e
Algumas edificações já existentes vêm as inovações são no sentido de aumentar ainda
modificando suas instalações prediais de água mais a eficiência, lavando mais roupa com menos
para adoção da medição de consumo individua- água. Há modelos que já vêm com função para
lizada. Essa prática é adotada nas edificações reaproveitar a água após a lavagem, e outros
novas, por força da lei federal nº 13.312/2016. nos quais a máquina calcula automaticamente a
quantidade de água correta para lavar as roupas
4.2- Utilização de aparelhos economizadores de colocadas no cesto, ou, ainda, os que possuem a
água opção de lavagem a seco, para retirada de odores,
A utilização de equipamentos economizadores sem necessidade de lavar, se a roupa não estiver
de água em instalações prediais tem sido incenti- suja. Optar pela lava louça com baixo consumo
vada, podendo resultar em significativas reduções pode gerar uma redução entre 10% a 17% no
de consumo, como mostrado na Tabela 1. consumo total de água em uma residência (Acqua
Reduz, 2020).
A Companhia de Saneamento Básico
do Estado de São Paulo (Sabesp), com o 4.4- Participação da população
desenvolvimento do Programa de Uso Racional A participação da população é imprescindível
da Água (PURA), promoveu, entre outras em qualquer programa que vise ao uso racional
medidas, a substituição de equipamentos da água. Para isso, é necessário que as pessoas
existentes em diversas edificações por sejam conscientizadas da importância da adoção
dispositivos economizadores de água, tendo de medidas para reduzir o consumo de água nas
obtido reduções de consumo variando de 25% a edificações.
94%, como demonstrado na Tabela 2.

Tabela 1 - Equipamentos economizadores e respectivas reduções de consumo de água

Equipamento Consumo Equipamento Consumo Economia
Convencional Economizador
50%
Bacia com caixa acoplada 12 litros/descarga Bacia VDR 6 litros/descarga 40%
6 litros/descarga 32%
Bacia com válvula bem 10 litros/descarga Bacia VDR 62%
regulada 0,19 litros/seg 0,13 litros/seg 41%
0,34 litros/seg Restritor de vazão 8 0,13 litros/seg 57%
Ducha (água quente/fria) 0,34 litros/seg litros/min 0,20 litros/seg 76%
- até 6 mca 0,23 litros/seg 0,10 litros/seg 50%
0,42 litros/seg Restritor de vazão 8 0,10 litros/seg 50%
Ducha (água quente/fria) 0,26 litros/seg litros/min 0,13 litros/seg 62%
- 15 a 20 mca 0,21 litros/seg 76%
Restritor de vazão 12 0,10 litros/seg 50%
Ducha (água quente/fria) litros/min 0,10 litros/seg 50 %
- 15 a 20 mca 0,33 litros/seg
Arejador vazão cte (6
Torneira de pia - até 6 mca litros/min) 1 litro/seg

Torneira de pia - 15 a 20 Arejador vazão cte (6
mca litros/min)

Torneira uso geral/tanque Regulador de vazão
- até 6 mca
0,42 litros/seg Regulador de vazão
Torneira uso geral/tanque
- 15 a 20 mca 0,26 litros/seg Restritor de vazão

Torneira uso geral/tanque 0,42 litros/seg Restritor de vazão
- até 6 mca
0,66 litros/seg Regulador de vazão
Torneira uso geral/tanque
- 15 a 20 mca 2 litros/uso Válvula automática

Torneira de jardim - 40 a
50 mca

Mictório

Fonte: Sabesp (2020).

106 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Mota, S.

Tabela 2 - Reduções de consumo de água em diversas edificações, após o desenvolvimento
do Programa de Uso Racional da Água (PURA). São Paulo

Edificação Redução de Consumo (%)
Hospital das Clínicas 25
Campus da Universidade de São Paulo 30
Escola Fernão Dias Paes 94
Palácio Bandeirantes (Governo de São Paulo) 39
Condomínio Cidade Jardim 28
Faculdade Mauá 42
Cinquenta escolas estaduais 65
Prédio da Administração da Sabesp 62
Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) 52
Fonte: Unesco (2017).

Há boas evidências sobre a eficácia das de aparelhos de ar condicionado para fins
medidas visando reduzir o consumo de água nos tais como irrigação de jardins, descarga de
domicílios. Embora sua eficácia provavelmente aparelhos sanitários, lavagem de pisos, entre
dependa do contexto socioambiental, estudos têm outros.
demonstrado que trabalhos de conscientização
pública podem resultar em reduções substanciais 5- Aproveitamento de águas cinza
no uso da água domiciliar, variando de 2 a 25% Águas cinza são as provenientes de lavatórios,
(Dean et al., 2016). chuveiros, banheiras, tanques e máquinas de
lavar roupa, máquinas de lavar louças e pias
A população pode (e deve) contribuir para de cozinhas. Tem sido mais usual não incluir as
a redução do consumo de água, no seu dia a dia, águas das pias de cozinha e máquinas de lavar
mudando hábitos e adotando práticas conser- louças entre as águas cinza.
vacionistas (Mota, 2019).
As águas cinza, após serem tratadas, podem
São exemplos de medidas a serem obser- ser utilizadas em descargas de vasos sanitários,
vadas pela população: na irrigação de jardins e na limpeza de pisos.
• fechar a torneira enquanto escova os dentes ou
Na Figura 2 apresenta-se um esquema
faz a barba; de como é feita a utilização de águas cinza em
• utilizar o mínimo de água necessário, no banho; uma edificação. Observa-se que as águas cinza,
• evitar usar mangueiras e utilizar balde e pano após passarem pela estação de tratamento de
água, são destinadas a um reservatório, o qual
na lavagem de carros; poderá, também, receber águas de chuva ou
• usar somente o necessário na lavagem de provenientes de condensadores de aparelhos
de ar condicionado. Desse reservatório as águas
roupas e na preparação de alimentos; podem ser destinadas às descargas de aparelhos
• utilizar eletrodomésticos com menor consumo sanitários, à irrigação de jardins, à lavagem de
pisos, ou a outros usos não potáveis.
de água (ex. máquinas de lavar roupa; máqui-
nas de lavar louças); Várias cidades no Brasil já utilizam as águas
• utilizar a capacidade máxima da máquina de cinza em edificações. Algumas têm exigido o seu
lavar roupas; uso, como é o caso da cidade de Niterói, a qual,
• aproveitar a água usada na máquina de lavar pela lei nº 13.312, de 12 de julho de 2016, tornou
roupas para outros fins; obrigatório o uso de águas cinza nas novas
• sempre que possível, usar regadores para edificações com consumo igual ou superior a
molhar as plantas; vinte metros cúbico por dia.
• incentivar o plantio de plantas que necessitam
de menos água; Valentina (2009) estudou a produção e
• substituir parte do gramado por materiais as características físico-químicas e biológicas
permeáveis; das águas cinza geradas em uma edificação
• manter as torneiras, descargas, chuveiros, bóias residencial de alto padrão, bem como o desem-
de caixas d’água e tubulações sem vazamentos; penho de uma estação compacta de tratamento
• sempre que possível, utilizar águas cinza, águas
de chuva ou provenientes de condensadores

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 107

Conservação e uso da água

Figura 2- Esquema de um sistema de utilização de águas cinza em uma
edificação.

de água cinza (ETAC) para reúso não potável e, com o reúso instalado, esse valor foi reduzido
na própria edificação. A ETAC consiste de a 265 litros por apartamento por dia. O custo de
um tratamento combinado anaeróbio-aeróbio implantação do sistema de reúso correspondeu a
seguido de filtração terciária e desinfecção com 0,34% do valor investido na construção do hotel.
cloro. Depois do tratamento, o efluente é usado Com a economia gerada no consumo de água, o
na descarga de vasos sanitários, lavagem de piso investimento no sistema de reúso teve previsão de
e irrigação de jardins. A produção de água cinza amortização calculado para 50 meses (Gonçalves
foi, em média, de 13.660 Ldia-1, enquanto que et al., 2010).
o consumo da água de reúso foi, em média, de
4.327 Ldia-1. O maior consumidor de águas de 6- Aproveitamento de águas de chuvas
reúso na edificação foram as descargas das bacias A captação e armazenamento de águas de chuvas
sanitárias, representando 83% do consumo. têm sido cada vez mais utilizados em edificações,
com dois objetivos: retardar o escoamento da
Costa (2020) avaliou as águas cinza água para o sistema de drenagem; utilizar essa
provenientes dos lavatórios e dos chuveiros de água para fins não potáveis, como irrigação de
um empreendimento composto de duas torres jardins, lavagem de veículos, limpeza de pisos,
residenciais, localizado na cidade de Fortaleza, descarga de aparelhos sanitários, alimentação de
Ceará, tendo constatado que, com a utilização das espelhos de água, entre outros.
águas cinza, houve uma redução no consumo de
água potável de 38,4 litros, o que correspondeu No Brasil, a NBR 15527, da Associação
a 21,5% do consumo per capita. O consumo de Brasileira de Normas Técnicas (2019), dispõe
água cinza foi menor do que sua capacidade sobre aproveitamento de água de chuva de
de produção. As águas cinza são utilizadas nas coberturas para fins não potáveis.
descargas de vasos sanitários e na irrigação de
jardins, nesse empreendimento. Algumas cidades e estados brasileiros têm
exigido que as águas de chuvas sejam captadas e
No Hotel ConfortInn, situado em Macaé, armazenadas em cisternas, nas edificações.
no estado do Rio de Janeiro, foi implantado
um sistema de aproveitamento de águas cinza. Na cidade do Rio de Janeiro (RJ), a
O consumo médio mensal de água potável no legislação (Decreto nº 23.940/2004) obriga a
hotel, que se situava, tradicionalmente, em torno coleta e armazenamento de águas pluviais em
de um valor de 1.515 m³mês-1, foi reduzido, edificações que tenham área impermeabilizada
após a implantação do sistema de reúso, para superior a 500 m2, com o objetivo de retardar o
1.017m³mês-1 (29% de economia de água). Antes escoamento das águas para a rede de drenagem.
da implantação do sistema de uso de águas
cinza, o indicador específico de consumo foi No estado de São Paulo, de acordo com a
calculado em 395 litros por apartamento por dia lei nº 12.526/2007, é obrigatória a implantação
de sistema para a captação e retenção de águas
pluviais, coletadas por telhados, coberturas,

108 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Mota, S.

terraços e pavimentos descobertos, em lotes, para suprir 69,89 % da demanda de água para
edificados ou não, que tenham área imper- irrigação das áreas verdes do prédio (570,97 m2).
meabilizada superior a 500m2, com os seguintes
objetivos: reduzir a velocidade de escoamento Souza et al. (2017) determinaram valores
de águas pluviais para as bacias hidrográficas médios de volumes de águas oriundas de
em áreas urbanas com alto coeficiente de condensadores de aparelhos de ar condicionado,
impermeabilização do solo e dificuldade de para funcionamento durante 8 horas, iguais a 0,70
drenagem; controlar a ocorrência de inundações, L, 0,89 L, 10,76 L e 16,27 L para os splits com 9.000,
amortecer e minimizar os problemas das vazões 12.000, 18.000 e 42.000 BTU, respectivamente.
de cheias e, consequentemente, a extensão dos
prejuízos; contribuir para a redução do consumo Alguns estados brasileiros têm tornado
e o uso adequado da água potável tratada. obrigatórios a captação e o uso de águas oriundas
da condensação de aparelhos de ar-condicionado.
Na cidade de Florianópolis, de acordo
com a Lei Complementar nº 12.526/2007, é De acordo com a lei nº 10.446, de 03 de
exigido o armazenamento das águas de chuvas outubro de 2016, as novas edificações residenciais
para construções unifamiliares, multifamiliares, multifamiliares, comerciais e industriais situadas
residenciais ou comerciais ou de uso misto, acima no estado de Mato Grosso ficam obrigadas a
de 200 m2. instalar mecanismos de captação, armazenamento
e conservação para reúso de água proveniente de
Mais recentemente, a lei federal nº 13.501, aparelhos de ar-condicionado nas edificações.
de 30 de outubro de 2017, alterou o art. 2º da lei As edificações já existentes ou em fase de
nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997, que instituiu construção ou reforma total quando da entrada
a Política Nacional de Recursos Hídricos, para em vigor dessa lei, terão um prazo de 05 (cinco)
incluir como um de seus objetivos: incentivar anos, contados da sua entrada em vigor, para se
e promover a captação, a preservação e o adaptar às suas regras.
aproveitamento de águas pluviais.
No estado do Ceará, a lei nº 16.603, de 09 de
7- Aproveitamento de águas de condensadores setembro de 2018, tornou obrigatório o uso de água
de aparelhos de ar condicionado proveniente de aparelhos de ar-condicionado
Segundo Scalize et al. (2018), entre as possibili- nos novos projetos de edificações residenciais
dades de conservação da água, os sistemas de multifamiliares, comerciais e industriais.
ar-condicionado têm potencial aplicabilidade
porque, durante sua operação, é gerada água Em Pernambuco, a lei nº 16.584, de
pela condensação da umidade do ar. 10 de junho de 2019, dispõe sobre a coleta e
o reaproveitamento da água do sistema de
As águas provenientes dos condensadores climatização das edificações.
de aparelhos de ar condicionado podem ser
utilizadas para fins não potáveis, tais como, CONCLUSÕES
irrigação de jardins, lavagem de pisos e de
carros, descargas de aparelhos sanitários, usos A adoção de medidas visando à conservação da
ornamentais, entre outros. água é de grande importância, considerando-se
a situação de escassez atual, a qual tende a se
Bastos & Calmon (2013) estudaram a agravar. Várias medidas devem ser adotadas
viabilidade de utilização das águas provenien- visando reduzir o consumo de água e aumentar
tes dos condensadores de aparelhos de ar- a sua oferta.
condicionado nas descargas dos aparelhos
sanitários de uma edificação situada na cidade O controle de perdas e desperdícios da
de Vitória (ES). Foi determinada uma quantidade água deve ser utilizado em todas as atividades
diária de 4.290 litros de águas oriundas dos que integram os sistemas de abastecimento de
condensadores, o que corresponde a 77,72 % água para diversos fins.
da quantidade necessária para as descargas
sanitárias. Outras fontes de água devem ser buscadas,
tais como as águas pluviais, as oriundas de
Nogueira (2015) determinou, para um condensadores de aparelhos de ar condicionado
prédio de uso comercial existente em Fortaleza, e as águas de reúso. O aproveitamento de águas
que as águas provenientes dos condensadores dos residuárias tratadas constitui uma medida viável
aparelhos de ar condicionado seriam suficientes para o aumento da oferta, podendo o seu uso ser
feito em diversas modalidades.

Em todo programa de conservação da água

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 109

Conservação e uso da água

é imprescindível a participação da população, Curtarelli, M.P.; Alcântara, E.H.; Araújo, C.A.S.;
devendo as pessoas ser conscientizadas sobre as Stech, J.L. & Lorenzzetti, J.A. Avaliação da dinâmica
medidas a serem utilizadas visando ao seu uso temporal da evaporação no reservatório de Itumbiara,
racional. GO, utilizando dados obtidos por sensoriamento
remoto. Ambiente & Água, Taubaté, v. 8, n. 1, p. 272-
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www.aceci.com.br

Artigo de Revisão/Review Article

Dengue in Ceará, Brazil: the History Counted Through the Virus

Fernanda Montenegro de Carvalho Araújo

Membro Titullar da Academia Cearense de Ciências – Cadeira Nº 50

(Aceito para Publicação em 10/12/2020)

Autor para correspondência: Fernanda M. C. Araújo, e-mail: [email protected]

Araujo, F. M. C. Dengue in Ceará, Brazil: the history counted through the virus. ANNALS of Ceará Academy of
Sciences, v. 4, n. 2, p.112-125 , 2020.

ABSTRACT

The history of dengue in Ceará is told through the entry and circulation of DENV over 33 years of the presence of
this flavivirus in the State. This review was aimed to rescue the history based on laboratory diagnosis of dengue,
using the records obtained through the diagnosis, virological and serological surveillance, carried out in the
Virology Sector of the Central Laboratory of Public Health of Ceará, since the entryof DENV, in 1996, until 2019.
The history was divided into five periods, each presenting the epidemiological characteristics of the epidemics
that occurred at the time and the serotypes of dengue viruses responsible for causing the new outbreaks. The
first period reports the introduction of DENV-1 and the first cases of the disease in the State, starting in 1986
and ending in 1993. The second period refers to the entry of DENV-2, which caused an explosive epidemic with
the first cases of dengue hemorrhagic fever and the first cases of dengue deaths reported from 1994 to 2001. The
third period started with the entry of DENV-3 in 2002, its spread and co-circulation with the other two serotypes
1 and 2, featuring a state of hyperendemicity and intense viral activity until 2010. In the fourth period, which
was from 2011 to 2014, we had the biggest epidemic caused by DENV-1 and the introduction and first epidemic
of DENV-4, continuing the hyperendemic period. In the fifth period, from 2015 to 2019, the co-circulation of the
Dengue, Chikungunya and Zika viruses is reported.

Additional keywords: Dengue virus periods; Dengue fever diagnosis; Chikungunya virus; Zika virus.

RESUMO
Dengue no Ceará, Brasil: a História contada através do vírus

A história de dengue no Ceará é contada através da entrada e circulação dos vírus dengue (DENV) ao longo
de 33 anos da presença deste flavivírus no Estado. O objetivo desta revisão foi resgatar a história baseada
no diagnóstico laboratorial de dengue, utilizando os registros obtidos através do diagnóstico e da vigilância
virológica e sorológica, realizada no Setor de Virologia do Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará, desde
a entrada do DENV, em 1996, até 2019. A história foi dividida em cinco períodos cada um deles apresentando
as características epidemiológicas inerentes às epidemias ocorridas na ocasião e aos sorotipos dos vírus dengue
responsáveis por ocasionar os novos surtos. O primeiro período relata a introdução do DENV-1 e os primeiros
casos da doença no Estado, iniciando em 1986 e finalizando em 1993. O segundo período se refere à entrada do
DENV-2, que ocasionou uma epidemia explosiva com os primeiros casos de dengue hemorrágica e os primeiros
casos de óbitos por dengue relatados, de 1994 a 2001. O terceiro período iniciou com a entrada do DENV-
3 em 2002, sua expansão e a co-circulação com os outros dois sorotipos 1 e 2 , caracterizando um estado de
hiperendemicidade e intensa atividade viral até 2010. No quarto período, que foi de 2011 a 2014, tivemos a
maior epidemia ocasionada pelo DENV- 1 e a introdução e primeira epidemia de DENV- 4, dando continuidade
ao período hiperendêmico. No quinto período, de 2015 a 2019, é relatada a co-circulação dos vírus dengue,
chikungunya e Zika

Palavras-chave adicionais: Períodos do vírus da dengue; Diagnóstico da dengue; Chikungunya; Zika.

I​ NTRODUCTION Flaviviridae family, Flavivirus genus, which has
four distinct serotypes: Dengue vírus serotype 1,
Dengue fever (DF) is an acute, febrile disease 2, 3 and 4 (DENV-1, 2, 3 and 4) (Gubler, 1998).
caused by an arbovirus belonging to the Dengue fever is considered a major public health

112 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Araújo, F. M. C.

problem worldwide and the most common dengue in Ceará was divided in five periods:
arbovirosis in humans. The virus is transmitted 1986-1993=Introduction of DENV-1, first cases of
through the mosquito bite of the genus Aedes,
Whose main vectors are Aedes aegypti and Aedes dengue fever
albopictus (Gubler, 1998). The earliest descriptions 1994-2001= The entry of DENV-2, first cases of
of dengue epidemics occurred in Java, Indonesia
and Cairo, Egypt, both in 1779; in Philadelphia, in dengue hemorrhagic fever;
the United States, in 1780 (Siler et al., 1926). 2002-2010= The entry and spread of DENV-3, co-

In Brazil, the first reports of dengue date circulation of DENV-2 and DENV-1;
back to 1846 and describe outbreaks occurring 2011-2014 = Major DENV-1 epidemic, the entry
simultaneously in the states of Rio de Janeiro,
Bahia, Pernambuco and in Northern locations and the epidemic of DENV-4;
(Mariano, 1917). Subsequently new cases were 2015-2019= Co-circulation of three arboviruses,
reported in Paraná (1890), in São Paulo (1916), in
Rio Grande do Sul and in Rio de Janeiro (1923) Dengue, Chikungunya and Zika
(Reis, 1896; Mariano, 1917; Pedro, 1923; Brasil, virus.
2002;). After more than 50 years without reports
of dengue cases in the country, between June RESULTS
1981 and August 1982, a classic dengue epidemic
with its proven etiological diagnosis through 1986-1993: Introduction of Denv-1, First Cases
isolation of DENV-1 and DENV-4 viruses of Dengue Fever
ocurred in Boa Vista, Roraima State, for the first
time in Brazil (Osanai et al., 1983). However, The first reports suggesting the presence of a
it was only four years later, in March 1986, common vector to dengue fever and yellow
that dengue became a national public health fever, Aedes aegypti, in the State of Ceará, date
problem, when a major epidemic was identified back to 1851. At that time, a large epidemic of
in the State of Rio de Janeiro, where DENV-1 was urban yellow fever occurred, with 28,400 cases
isolated (Schatzmayr et al., 1986). Until 1989, this reported throughout the State, which led to more
serotype was responsible for epidemics and/or than 900 deaths (Franco, 1969; Leal, 2019). The
outbreaks in the Southeast: Rio de Janeiro, São last case of the disease was detected in 1934 and
Paulo and Minas Gerais; and Northeast: Alagoas, mosquito vector focus was eradicated in Ceará in
Bahia, Ceará and Pernambuco (Nogueira et al., 1950 by the Rockefeller Foundation, which was
2007). The objective of this review was to recover then responsible for mosquito control in Brazil
the history of dengue fever in Ceará based on (Franco, 1969).
laboratory diagnosis and surveillance of dengue
viruses. In July 1984, A. aegypti was reintroduced in
the State with the first focus detected in Aquiraz,
METHODS Beberibe and August in Fortaleza. Another 65
municipalities infested by the vector at the same
The review was carried out by the search of records time were identified in the State. In 1986, a survey
in scientific publications, dissertations, theses, carried out by the National Health Foundation,
posters and lectures presented at conferences and between January and March, revealed house index
bulletins issued by the State Health Department, levels of up to 75.93% in Fortaleza (Lima, 1985).
originated from the laboratory diagnosis and The house index level above 1% is considered a
surveillance of dengue patients who had their warning sign for the risk of epidemic occurrence
samples sent to the State Reference Laboratory (Coelho, 2008).
for Arboviruses, Laboratory of Public Health of
Ceará (LACEN-CE) from August, 1986 to August, The first cases of dengue registered in
2019. Ceará came from tourists from Rio de Janeiro,
where a dengue fever epidemic was occurring
The description was made following the (Vilar et al., 1989). The first autochthonous cases
chronological order of the facts, highlighting of dengue in the State occurred in August 1986, in
new dengue serotypes entry and virus with this scenario of high vector infestation, confirmed
predominant circulation at time. The history of by the isolation of DENV-1 in the Department of
Virology of the Oswaldo Cruz Institute in Rio de
Janeiro, in collaboration with the Laboratory of
Public Health of Ceará (LACEN-CE) (Souza et al.,
1995). This same serotype caused in the following
year an epidemic with 27,019 reported cases
whose peak was recorded in May with 5,151

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 113

Dengue in Ceará, Brazil: he history counted through the virus

cases (Vilar et al., 1989). With the spread of the With the introduction of DENV-2 an
disease throughout the country, the Ministry of explosive epidemic occurred, with cases of
Health decided to establish a National Network of dengue hemorrhagic fever (DHF) for the first time
Dengue Laboratories and, in 1988, the serological in Ceará. Initially, there were 183 suspected cases
diagnosis was implemented in LACEN-CE, which of DHF, 25 of which were confirmed according
became part of this network. Thus, together with to WHO criteria, and 14 died (Souza et al., 1995;
the serological diagnosis of HIV infection, the Vasconcelos et al., 1995). In the same year 47,789
first laboratory for the diagnosis of human viral cases of DF were confirmed, with an incidence of
diseases emerged in Ceará. The technique used 732.31 per 100,000 inhabitants. In most cases the
to diagnose dengue was an in-house type IgM- main signs and symptoms were classical dengue,
capture enzyme immune assay (MAC-ELISA) some patients presented with encephalitis
that was performed in three days (Kuno et al, syndromes. In the cases of DHF the clinical
1987). At that time there was no commercial kit manifestations included bleeding of the upper
available. digestive tract, which was the main cause of death,
petechiae and epistaxis. The DENV-2 and DENV-
Dengue became endemic in the State and a 1 co- circulation were confirmed by the isolation
new epidemic occurred in 1990-1991, caused by of 11 DENV-2 samples and one DENV-1 sample
the same DENV-1 serotype, Caribbean genotype by the Evandro Chagas Institute (ECI), in Pará,
(Nogueira et al., 2000; De Bruycker-Nogueira et between May and June 1994 (Vasconcelos et al.,
al., 2016). In the period from 1986 to 1993, some 1995). A seroepidemiological survey, conducted
54,000 cases of dengue fever were reported, with in Fortaleza after the epidemic, indicated that
no reports of dengue hemorrhagic fever (DHF) there were 660,000 infections, 21 times more cases
(Souza et al., 1995). of dengue than had been reported. The symptoms
presented by the patients were predominantly
In 1993, eight cases of classical dengue fever a febrile condition accompanied by myalgias
were reported and confirmed by laboratory in the (89%), headache (82%), arthralgia (76%), chills
State. Vector control activities were temporarily (72%), retro ocular pain (71%), macula papular
interrupted because a portion of the field staff exanthema (66%) and dizziness (52%). This was
of the National Health Foundation had been the largest dengue epidemic in North-Northeast
relocated to control the cholera epidemic that Brazil reported until then (Vasconcelos et al.,
was occurring at that time (Souza et al., 1995). 1998a).

1994-2001: The entry of DENV-2, First Cases of From 1994 on, DENV-1 and DENV-2
Dengue Hemorrhagic Fever co-circulated in the State. Sometimes was not
possible to identify what was going on because
In January 1994, the rainy season began with dengue serology was negative and there were
the concomitance of high environmental some cases that look like dengue. So, to clarify
temperatures, favoring the proliferation and with the differential diagnosis for arboviruses,
dispersion of A. aegypti, which infested 112 sera samples that were negative for dengue
municipalities, of which 108 presented dengue were sent to ECI, in Pará, in 1996. Antibodies to
transmission (Ceará, 2005). Saint Louis Encephalitis Virus were detected in
those samples, showing that there was another
In March 1994 began to emerge in flavivirus circulating in Ceará, but this virus
Fortaleza, cases of rash acute febrile illness that was not responsible for epidemics, like dengue
were initially confused with rubella. Then, the viruses (Azevedo, 2019). In 1998, the dengue
differential diagnosis for dengue was performed viral diagnosis was introduced in LACEN-CE,
on 300 samples of patients with suspected rubella through the culture of dengue virus in cell line
that were admitted to the laboratory. A dengue of the mosquito Aedes albopictus, clone C6/36
positive result was obtained in 30% of the material (Igarashi, 1978). Since then, there has been an
analyzed (90/300) using MAC-ELISA. In April, implementation in the diagnosis and virological
LACEN-CE performed 108 serologies for dengue, surveillance by the technique of viral isolation,
of which 41 were positive (38%) (Araújo, 2006). facilitating the monitoring of the dispersion of
After the large increase in dengue cases that was circulating serotypes as well as the entry of a new
observed, on May 25, four strains of DENV-2 serotype.
were isolated for the first time in Fortaleza by the
Department of Virology/IOC-Fiocruz (Souza et
al., 1995).

114 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Araújo, F. M. C.

A new epidemic occurred in 2001, with inhabitants, which did not reach the epidemic
34,390 reported cases, an incidence of 455.64 indexes for 2001 although the number of DHF
cases per 100,000 inhabitants, involving 132 cases was the highest recorded in the State until
municipalities; 78 cases were classified as DHF then. There were dengue transmissions in 165
and there were eight deaths (Ceará, 2005). There municipalities and of these 36 presented cases of
was a predominance of DENV-2 circulating DHF. The number of cases of DHF was 291 and
at the beginning of the year and, in the second of these 20 evolved to death. The State became an
half of the year, DENV-1 predominated, which area of high endemicity, where in 2003 the first
continued until the beginning of 2002 (Araújo, case of simultaneous infection by DENV-2 and
2006). DENV-3 of Brazil was detected, in a patient with
classical dengue condition that evolved to cure,
2002-2010: Entry and Spread of DENV-3; Co- in the municipality of Tauá (Araújo et al., 2006).
Circulation of DENV-2 and DENV-1
In order to speed up the laboratory diagnosis
Active virological surveillance in samples of in patients with suspected dengue from the
patients suspected of dengue fever, within five interior of the State, serology was decentralized
days of the onset of symptoms, allowed the in 2003 for five regional laboratories. At that time
isolation of the first five cases of DENV-3 in March the serological diagnosis was already performed
2002. The first patient arrived in Fortaleza on with commercial kits (Araújo, 2006).
February 15, from Rio de Janeiro, where DENV-3
was circulating. With two days the patient had In the period 2002-2003, 1,230 samples
arrived, he went to the hospital with signs and of acute suspected dengue cases from 58
symptoms of classic dengue fever. There, the municipalities of Ceará were inoculated in
patient was medicated and a blood sample was C6/36 cell culture, and 231 strains of DENV-3,
collected and sent to the laboratory. The sample 72 of DENV-1 and 14 of DENV-2 were isolated.
was inoculated into C6/36 cell culture and the The percentage of isolation of the 290 DENV,
serotype was identified by immunofluorescence according the day of collection after the onset
with antibodies specific for dengue serotypes. The of symptoms can be seen (Figure 1), that shows
resulted DENV-3 was considered an imported the isolation in samples collected up to five days
case. Three other dengue viruses were then after the onset of symptoms and with a higher
isolated from two patients living in Fortaleza, and percentage in samples collected until the third
another from Canindé. These were considered the day (Araújo, 2006). Genotype III - Southeast
first autochthonous cases of DENV-3 of Ceará. A Asia/Americas for DEN-2 virus and genotype
fifth case was isolated from another patient from III-Srilanka/LatinAmerica for DENV-3 were
Rio de Janeiro, which was also considered an confirmed in the period (Araújo et al., 2006).
imported case. In a 45-days interval five cases
of different origins were isolated showing how The RT-PCR reaction for the detection
rapid the expansion of a new serotype is, when it
finds a community that does not have immunity Figure 1- Percentage of 290 viral isolations according
against it (Araújo et al., 2002). to the day of onset of symptoms, CE, 2002 and 2003.
Source: Araújo, 2006.
With the simultaneous circulation of three
serotypes and most of the municipalities infested
by A. aegypti, the number of severe cases of the
disease increased. In 2001 there was a case of
DHF for 500 cases of classic dengue fever. In 2002
the proportion changed from one to 250, and in
2003, from one to 100 (Ceará, 2005). Although the
incidence of dengue in 2002, 218.15 cases/100,000
inhabitants, was reduced in relation to the
previous year, the reports of DHF remained the
same: 71 cases were classified as DHF and of
these nine evolved to death.

In 2003 there was an increase in the
incidence of dengue, 306,70 cases/100,000

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 115

Dengue in Ceará, Brazil: he history counted through the virus

and typing of DENV was implanted, thus clinical expression of the disease by physicians,
implementing viral detection and increasing the has allowed knowing the consequences of
positivity to 43.5% for cases considered negative dengue virus infection on several organs and
by viral isolation. It was also observed during systems (George & Lam, 1997). An increasing
this period that the MAC-ELISA presented a number of cases of dengue have been associated
percentage of 18.3% of negative result in dengue with atypical manifestations. The involvement
secondary infections, suggesting that, although of the central nervous system (CNS) in dengue
it is a very useful serological test, in sequential infections are one of those manifestations that has
infections it does not detect all the cases. The been reported in countries where the disease is
immune response in confirmed cases of dengue endemic (Vasconcelos et al., 1998b; Solomon et al.,
infection in paired samples was predominantly 2000; Araújo, 2011).
of the secondary type (Araújo, 2006).
In order to test whether the commercial kit
The year 2004 was considered interepidemic for DENV NS1 Antigen Detection in serum could
as a consequence of the low incidence of the be used for the detection of this protein in CSF, a
disease. The DENV-3 serotype predominated survey was performed in LACEN-CE and it was
from 2003 to 2006, when DENV-2 returned in demonstrated for the first time in the world its
2007, after three years without being detected use in this biological material (Araújo et al., 2011).
in the State (Araújo et al., 2008). Phylogenetic
analyzes of DENV-2 and DENV-3 strains isolated After owning of all these implanted
from this period identified circulating genotypes. methodologies: viral isolation, RT-PCR, AgNS1
For DENV-2 the genotype remained the III, but detection and antibody screening; the Death
belonging to a differentiated lineage of the first Verification Service (DVS) in operation since 2005,
one that circulated in the State before 2007; for doing necropsies and referring the biological
DENV-3 the genotype remained the same since material of suspected cases of arbovirosis to
its introduction in 2002 (Araújo et al., 2006; 2007; LACEN-CE; the HSJ referring the cerebrospinal
Araújo, 2011). fluid of suspected cases of meningitis for
etiological clarification in the LACEN-CE also,
In 2008, 66,418 suspected cases of dengue it was possible to carry out a wide search, using
were reported in 179 of the 184 municipalities of CSF as biological material, to know if patients
the State. Of these, 44,162 cases were laboratory with dengue in Ceará had CNS involvement
confirmed. There were 442 cases of DHF, 538 cases (Araújo, 2011).
of dengue with complications and a total of 35
deaths. The 2008 epidemic was the second largest Samples of 150 individuals with suspected
in total number of cases and the first in number of acute infectious disease who had a fatal evolution
cases of DHF and dengue with complication until were referred from the DVS for diagnostic
then (Ceará, 2008). Despite the fact that DHF has clarification, from the years 2005 to 2008. Of
affected more adults, a change of age, with those these, 84 were diagnosed with DENV infection,
under 15 years of age presenting more and more ranging from two months to 86 years of age,
serious cases, has been observed in this year and from 27 municipalities in Ceará, most of
(Cavalcanti et al., 2010). Also in that same year them from Fortaleza. Considering clinical
the laboratory diagnosis of dengue was increased manifestations, necropsy, histopathological and
by the detection of the non-estructural antigen 1 laboratory findings, 41 (48.8%) patients were
(AgNS1) with the implementation of the Pilot positive for dengue in CSF with the following
Project in two sentinel units, one in the São José neurological diagnoses: 19 cases of encephalitis,
Hospital of Infectious Diseases and another in 14 cases of meningoencephalitis and eight cases of
the Gonzaga Mota José Walter Hospital. Patient’s meningitis. In all the cases studied, the neurological
sera were sent to LACEN-CE, chosen by the alteration was an important complication; the
Ministry of Health (MH) to process the samples. improvement of the diagnosis leading to an
This project presented a good result leading the appropriate treatment could prevent fatal cases
MH to extend it to the other States of the Country, (Araújo et al., 2012a). The investigation of dengue
which started using the detection of AgNS1 as a fever prevalence in 209 patients’ with suspected
screening for viral detection. viral meningitis/viral meningoencephalitis,
was evidenced that patients with cerebrospinal
The improvement of the laboratory fluid positive for dengue had a 6.74 times higher
diagnosis, as well as a greater knowledge of the chance of evolving to death (Araújo et al., 2012b).

116 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Araújo, F. M. C.

The laboratory also collaborates with with complications, and 64 deaths due to dengue
federal and state universities in arbovirus (Ceará, 2016).
research, such as the Universidade Estadual do
Ceará, in a research to develop lowcost techniques The DENV-4, introduced in the region for
for the diagnosis of dengue (Lima et al., 2018) as the first time, found a susceptible population,
well as vectors in dengue transmission. During was expanding and causing the first epidemic by
the period from March 2007 to July 2009 larvae this serotype in Ceará. In 2012, 72,211 suspected
and pupae of Aedes spp were collected as part dengue cases were reported in 184 municipalities
of the Dengue Control Program in Fortaleza. in the State. Of these, 51,865 (71.8%) were
This biological material was used in a research confirmed in 168 cities, with a cumulative
that showed the occurrence of natural vertical incidence of 602.6 cases/100,000 inhabitants. The
transmission of DENV- 2 and DENV-3 in Aedes cases were concentrated in the months of April
aegypti and A. albopictus in Fortaleza (Martins and May reaching the peak of transmission in
et al., 2012). Hantavirus infection was found the city of Fortaleza, the State capital, with an
in suspected dengue cases in a study with 72 incidence of 1,558.84 cases/ 100,000 in habitants.
patients, where three shown the presence of There was co-circulation of three serotypes
antibodies to Hantavirus (Lima et al., 2011). DENV-1, 2 and 4, with DENV-4 predominance
in 96.3% of the cases analyzed. A representative
In June 2010, the first case of severe co- sample of DENV-4 was isolated and the E gene
infection of melioidosis and dengue fever in sequencing identified genotype II, the same that
Northeastern Brazil was detected. The 28-year- circulated predominantly in the country. Of the
old patient resided in Pacoti, Ceará State, cases with viral isolation, four patients presented
had a chronic disease, of unknown etiology, co-infection with DENV-1 and DENV-4, all of
that evolved to death after 48 days of intense them evolved to cure (Ramalho et al., 2018a).
investigation in three hospitals. After death,
Burkholderia pseudomallei bacteria was isolated in During these two epidemics, studies were
ascetic fluid culture and DENV-1 was detected by carried out with suspected dengue cases with
RT-PCR in CSF, and this infection was considered fatal evolution that were sent to the DVS where
the cause of the patient’s death (Macedo et al., necropsy were performed and samples were
2012). collected and sent to laboratory for diagnostic
clarification. One of the studies evaluated the
The return of the DENV-1 circulation in impact of the protocol adopted by the DVS as an
2010 became a potential risk for a new epidemic epidemiological tool for the diagnosis of dengue
in the State once this serotype had not being post mortem, concluding that it increased the
detected since 2006 (Ramalho, 2018). detection of fatal cases of dengue by five times
(Cavalcanti et al., 2016). Another study evaluated
2011-2014: Major DENV-1 Epidemic, the Entry the use of the 2009 World Health Organization
and the Epidemic of DENV-4 (WHO) classification of severe dengue in autopsied
individuals, concluding that this classification is
DENV-1 was expanding, and in 2011, 56,818 more sensitive than the 1997 WHO classification
denguecaseswereconfirmedin178municipalities, for this type of sampling (Cavalcanti et al., 2015).
causing the largest dengue epidemic in Ceará in a
total number of cases until then, with an incidence The seasonality of the circulation of dengue
of 673.60 cases/100,000 inhabitants. DENV-1 was viruses coincides with the seasonality of the
the predominant serotype, isolated in 98.7% of circulation of influenza viruses which is in the
the acute cases, DENV-3 was isolated in 0.4% first half of the year, leading to a difficulty in
and DENV-4 was introduced and isolated in only diagnosis. In 2012 and 2013, four influenza A/
0.9% of the samples. The first case of DENV-4 H1N1/pdm 09 and DENV- 4 co-infections were
was isolated from a patient from the interior of laboratory confirmed in patients with fatal
the State in March 2011. The second case was outcomes. Only one of the patients had the
isolated from a patient in Fortaleza, in December diagnostic hypothesis of dengue and influenza.
of the same year, showing that DENV-4 was In dengue endemic regions, such as Ceará, the
beginning to disseminate in the State (Ramalho possibility of dengue/influenza co-infection
et al., 2012). With this hyperendemicity situation, at the beginning of infection should be taken
there was an increase in the number of severe into account to avoid late diagnosis and death
cases, with 175 cases of DHF, 462 cases of dengue (Perdigão et al., 2016).

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 117

Dengue in Ceará, Brazil: he history counted through the virus

CNS infection by DENV-2 and DENV-3 were tested for measles IgM, rubella IgM, Dengue
viruses had already been proven in Ceará (Araújo and Chikungunya IgM, viral screening for DENV
et al., 2012a; 2012b). A laboratory investigation of by RT-PCR and AgNS1. At the same time, aliquots
412 CSF samples from individuals referred to the of these samples were sent to the Evandro Chagas
DVS, from January 2009 to October 2015, revealed Institute in Pará, which was the national reference
dengue positivity in 55 (13.3%) of them. Clinical laboratory for arbovirus and was able to deepen
manifestations and CSF-positive laboratory the research for Zika virus (ZIKV). The results
results led to the consideration of CNS invasion showed all negative samples for measles IgM; 14
by DENV-1 and DENV-4 in these fatal cases. were positive, one inconclusive and 25 negative
These results show that neurological pathology for ZIKV by RT-PCR; in nine samples DENV-1
continue to be an important fatal complication of was detected by RT-PCR and in one the AgNS1
dengue in Ceará and that dengue serotypes 1 and was found. Most patients, infected with ZIKV,
4 were capable to infect the CNS, like DENV-2 were from Fortaleza, one from Pentecostes and
and DENV-3 (Araújo et al., 2016a). another from Santana do Acaraú. The prevalent
signs and symptoms were similar for dengue and
In Ceará there was no record of dengue Zika: fever, rash, arthralgia, retro-ocular pain and
specifically in indigenous patients when in 2013 itching. The mean age of the patients was 38.5
the death of a child from the Tremembe ethnic years. Thus, in May 2015, the first cases of ZIKV
group, due to dengue virus infection, was infection were laboratory-confirmed in the State
recorded (Sacramento et al, 2014). This event of Ceará (Araújo et al, 2016b).
raised the need to investigate the seroprevalence
of dengue in this community. The result of the The ZIKV belongs to the Flaviviridae
study showed a seroprevalence of 22.1% for family and genus Flavivius, similar to the DENV
the dengue virus. Neutralizing antibodies were classification (Gubler et al, 2007). The Zika cases
detected for the four DENV serotypes, with the continued to be reported, but the lack of kits to
highest prevalence for DENV-1 (Sacramento et detect this new pathogen in the region made
al., 2018). the diagnosis difficult. It was only in February
2016 that LACEN-CE began performing the
2015-2019: Co-Circulation of Three Arbovirus, viral screening for ZIKV by real time RT-PCR.
Dengue, Zika and Chikungunya At the end of 2015, Brazil’s Health Minister
Viruses officially announced the association between
microcephaly in infants and ZIKV infection. Ceará
In 2015 there was another dengue epidemic with started registering babies, born with suspected
circulation of three serotypes, DENV-1, DENV-3 microcephaly, from the second half of this year.
and DENV-4, with the predominance of DENV-1. The prevalence of this condition increased from
57,091 cases were confirmed in 173 municipalities 0.06/1000 live births in 2010 to 0.56 in 2015 and
in Ceará and 72 patients died. It was the largest 3.22 in January and February 2016. As of June 2016
dengue epidemic in number of cases that had there were 417 suspected cases of microcephaly,
occurred until then. That same year there was with 317 confirmed (Cavalcanti et al., 2017).
a measles epidemic that had been going on for
more than a year, from December 2013 to June Microcephaly cases associated with ZIKV
2015. As of April 2015, the State was experiencing have been well documented. A post mortem
an outbreak of a disease characterized by low study of seven new borns with ZIKV congenital
fever, maculopapular rash, itching, conjunctival infection in Ceará, Brazil, revealed microcephaly,
hyperemia, pain and swelling in the wrists ventriculomegaly, dystrophic calcification,
and ankles, which was also happening in severe cortical neuronal depletion in all and
other Northeastern States. In order to clarify arthrogryposis in six, and one co-infection of
the etiology of this disease, a sentinel unit was ZIKV and DENV that was evidenced through RT-
implanted in the SJH, where patients with this PCR (Sousa et al., 2017). The ZIKV was isolated
clinical condition were treated and a blood in C6/36 cells from the brain, heart, kidney, and
sample was collected and sent to laboratory for lungs from a Ceará new born that survived for only
etiological investigation (Araújo et al., 2016b). five min and had microcephaly, arthrogryposis
and other congenital malformations (Azevedo
The HSJ sentinel unit sent samples of et al., 2018a). The in situ immune response and
40 patients, collected in the acute phase of the mechanisms of cellular damage in the CNS of
disease, to the laboratory. In LACEN-CE they

118 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Araújo, F. M. C.

fatal cases of microcephaly caused by ZIKV is seven were imported cases. The first indigenous
complex. A study, with the participation of cases chikungunya cases of the State were of patients
from Ceará, showed that despite the predominant who became ill at the end of 2015. The first
expression of Th2 cytokines, other cytokines like case was a female, 55 years old, resident in the
Th1, Th17, Treg, Th9 and Th22 were involved in municipality of São Gonçalo do Amarante, with
this process (Azevedo et al., 2018b). no history of displacement, but his residence
was close to port area, where people coming
At first, the virological and serological from the region with confirmed cases, Feira de
diagnosis of ZIKV was made available to pregnant Santana city, were hosted. The patient presented
women with symptoms of arbovirus infection fever, pruritus, rash, intense myalgia, arthralgia
and infants with suspected microcephaly, in and eye erythema in November, 2015. She only
LACEN-CE. From the use of commercial kits visited the infectious referal hospital in January
for viral detection and antibody screening, this of the following year, as the arthralgia was
diagnosis was extended to individuals suspected persistent. Blood collection was performed to
of having ZIKV infection, by August, 2017. serology for Chikungunya on 01/13/16 and on
01/25/16 was confirmed the first indigenous
Brazil had been preparing for the possible case of the State. The second case was another
entry of the Chikungunya virus (CHIKV) into female, 49 years old, living in Fortaleza, without
the country. This virus, belonging to the family travel history, evolved with viral symptoms and
Togaviridae, genus Alphavirus, first isolated in intense arthritis in the wrists and shoulders,
Tanzania in 1952, showed an expansion after with onset of symptoms on 12/13/2015. She was
circulation in Africa, Asia and causes an outbreak seen at Hospital São José, where she performed
in Italy in 2007. The Network of Public Health serology and was confirmed with Chikungunya.
Laboratories of Brazil was being prepared for In addition to these first cases, there were eight
the laboratory diagnosis of CHIKV with training, more autochthonous cases and seven imported
carried out at the Evandro Chagas Institute ones confirmed in 2015. Ages ranged from 30 to
in Pará, national reference laboratory for 69 years old, residents of the municipalities of
arboviruses, since 2012. Aracati (01), Fortaleza (06), Juazeiro do Norte (04),
Pires Ferreira (01) and São Gonçalo do Amarante
In 2013, the first CHIK cases were (05) (Simião, et al., 2019).
confirmed in the Americas (Leparc-Goffart et al.,
2014). In 2014, LACEN-CE started the detection Following two years there was confirmation
of IgM antibodies using an IgM capture ELISA of a major epidemic in two large waves with an
(MAC-ELISA). During the second half of 2014, incidence of 320.2/100,000 inhabitants in 2016
the first indigenous cases of Chikungunya were and 1,149.2/100,000 inhabitants in 2017 (Simião et
confirmed in Brazil, in the city of Oiapoque al., 2019). In 2017, 157 deaths attributed to CHIK
(Nunes et al., 2014), after confirming the first cases occurred, among them the first documented
in the Americas in the previous year (Leparc- case of maternal and neonatal death in Brazil,
Goffart et al., 2014). Also in 2014, the virus was after probable vertical transmissionof the virus
detected in six other states and in 2015 it spread (Oliveira et al., 2018). In the period from 2016
to more than 690 Brazilian cities (Brasil, 2017). to 2018 the State notified 201,201 Chikungunya
suspected cases wich 139,474 were confirmed
In 2015, PAHO initiated a multicenter (Simião et al., 2019).
study of Integrated Epidemiological Surveillance
of Dengue with the participation of several CHIKV CNS infection has already been
countries in the Americas. In Brazil, the city of demonstrated by research in Brazil (Sá et al., 2017;
Fortaleza was chosen to participate in the study, Azevedo et al., 2018), and by DENV in the world
with the Gonzaga Mota José Walter Hospital and in Ceará (Solomon et al., 2000; Araújo et al.,
functioning as a sentinel unit to capture the cases 2012a, 2012b). In order to investigate whether
and the LACEN-CE to perform the Laboratory the deaths caused by arboviruses in 2017 and
Diagnosis for dengue and chikungunya. Despite that were referred to the DVS, there was a CNS
the proper functioning of the sentinel unit, the infection, a viral detection and IgM antibody
first cases of CHIK were not detected through the tests were performed in the CSF samples of 100
sentinel unit. individuals. The results showed a positivity
of 42%: 8% for DENV and 35% for CHIKV
During the year, 964 suspected cases
were reported, of which 957 were discarded
and 17 confirmed. Among the confirmed cases,

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 119

Dengue in Ceará, Brazil: he history counted through the virus

emphasizing that both viruses crossed the blood- FINAL CONSIDERATIONS
brain barrier, possibly causing neurological
complications that may have exacerbated the Despite the epidemic circulation of two other
condition of a significant proportion of patients arboviruses for the first time in the State of Ceará,
(Lima et al., 2017). DENV continued to circulate causing epidemics
in the years 2015 and 2016, with an incidence
During the year 2017, when there was a of 449.1 cases/100,000 inhabitants and 636.9
peak of the Chikungunya epidemic and cases cases/100,000 respectively (Ceará, 2018). The
of dengue in the State, a survey of the positive ZIKV epidemic could not be measured due to the
results for chikungunya IgM and dengue IgM lack of kits to perform the laboratory diagnosis in
was carried out regarding the date of collection 2015, a year that seems to have been introduced,
and the onset of symptoms. The results can be since it was when the first cases were confirmed
seen in Figures 2 and 3 which show the greatest (Araújo et al., 2016b). CHIKV caused a major
positivity for samples of patients collected epidemic in 2016 and 2017, leading some patients
between the sixth and the fifteenth day of the to chronic phase and others to death (Cavalcanti
onset of symptoms (Araújo, 2019). et al., 2019; Simião et al., 2019).

Figure 2- IgM reagent for dengue X days after onset of symptoms.
Source: Virology Sector of LACEN- CE. Sampling: 1.168 patients

Figure 3- IgM reagent for chikugnunya x days after onset of symptoms.
Source: Virology Sector of LACEN-CE. Sampling: 25.900 pacientes

120 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Araújo, F. M. C.

The history of dengue fever in Ceará can Virus was detected in a horse that died in June
be summarized in Table 1 and Figure 4, which in the city of Boa Viagem (Ceará, 2019). This is
also contains the information of the other two another arbovirus that started to be studied in
arboviruses that are co-circulating in the region Ceará.
(Ceará, 2019).
In-depth studies of epidemics strengthen
ADAGRI/DISAN Technical Note No. 1 the need for collective action to prevent dengue
of 07/23/2019 reveal the presence of one more and other arbovirus infections through measures
arbovirus in our State. The presence of West Nile that impact and provide emergency effects to

Table 1- Number of dengue cases reported, circulating and prevalent serotypes, number of deaths, per year,
in Ceará, 1986 to 2018

Year Incidency Nº of confirmed Nº of cities Circulatings or Predominant Nº of deaths
cases types serotypes

1986 75.61 4,419 35 DENV -1 DENV-1 0
0
1987 378.93 22,519 51 DENV -1 DENV-1 0
0
1988 6.37 385 6 DENV -1 DENV-1 0
0
1989 67.15 4,126 13 DENV -1 DENV-1 0
0
1990 231.75 15,725 34 DENV -1 DENV-1 12
0
1991 105.44 6,709 23 DENV -1 DENV-1 0
0
1992 12.56 165 3 DENV -1 DENV-1 0
0
1993 0.12 8 1 DENV -1 DENV-1 03
08
1994 732.31 47,789 108 DENV-1, 2 DENV-2 09
32
1995 0.96 66 13 DENV-1, 2 - 02
31
1996 11.39 789 23 DENV-1, 2 - 35
30
1997 18.40 1,254 33 DENV-1, 2 - 44
33
1998 51.00 3,581 49 DENV-1, 2 DENV-1 32
64
1999 138.95 9,757 90 DENV-1, 2 DENV-1 44
80
2000 189.51 13,645 97 DENV-1, 2 DENV-2 53
72
2001 455.64 34,390 132 DENV-1, 2 DENV-2 30
26
2002 218.15 16,465 161 DENV 1, 2, 3 DENV-1 11

2003 306.71 23,796 165 DENV-1, 2, 3 DENV-3

2004 39.53 3,094 91 DENV-3 DENV-3

2005 234.41 22,817 162 DENV-1, 3 DENV-3

2006 305.30 25,569 146 DENV-2, 3 DENV-3

2007 304.56 25,026 167 DENV- 2, 3 DENV-2

2008 530.90 44,508 167 DENV- 2, 3 DENV-2

2009 60.18 5,144 112 DENV-2 DENV-2

2010 161.64 13,817 131 DENV-1, 2 DENV-1

2011 673.60 56,818 178 DENV 1, 3, 4 DENV-1

2012 602.60 51,865 168 DENV-1, 3, 4 DENV-4

2013 295.42 25,934 166 DENV-1, 4 DENV-4

2014 207.81 18,243 146 DENV-1, 3, 4 DENV-1

2015 449.1 57,097 173 DENV-1, 3, 4 DENV-1

2016 636.9 40,260 110 DENV-1, 2 DENV-1

2017 279.0 24,012 162 DENV-1 DENV-1

2018 41.2 3,698 111 DENV-1 DENV-1

Source: Central Public Health Laboratory of the Ceara Health Secretariat; modified
Informe Semanal de Dengue. Disponível em http://www.saude.ce.gov.br/index.php/boletins

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 121

Dengue in Ceará, Brazil: he history counted through the virus

Figure 4- Distribution of confirmed cases of Dengue, Chikungunya and Zika, according to the year of onset of
symptoms and year of introduction of the respective viruses and serotypes, Ceará, 1986 to 2019*

protect the susceptible population throughout Miralles, I.S.; Araújo, L.C.; Araújo, R.M.C.; Lima,
the State. E.G. & Sidrim, J.J.C. Detectionof the dengue non-
structural 1 antigen in cerebral spinalfluid samples
This is a collection of some studies that using a commercially available enzyme- linked
were carried out, during more than 30 years of immunosorbent assay. J Virol Methods v.177, p.128–
contribution to the diagnosis and surveillance 131, 2011.
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laboratory in the State of Ceará, by LACEN-CE. Araújo, F.M.C.; Diógenes, E.A.; Ramalho, I.L.C.
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Virologia 2002, Águas de Lindóia-SP. Virus Reviews
Araújo, F.M.C. Diagnóstico e vigilância de arbovirus and Research, v 07, p.101, 2002. (Suplemento)
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arboviroses no Nordeste. Palestra. Auditório Murilo Araújo, F.M.C.; Melo, M.E.L.; Roriz, M.L.F.S.; Miralles,
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www.aceci.com.br

Artigo de Revisão / Review Article

Constituição Química dos Vírus, Infecção e Replicação em Plantas

José Albersio de Araujo Lima1 & Laianny Morais Maia2

1Membro Titular da Academia Cearense de Ciências, Cadeira № 16,
PhD em Virologia Vegetal – Universidade da Florida; 2Doutor em Agronomia - UFC; Syngenta

(Aceito para Publicação em 19/07/2020)

Autor para correspondência: José Albersio de Araujo Lima, e-mail: [email protected]

Lima, J.A.A. & Maia, L.M. Constituição química dos vírus, infecção e replicação em plantas. ANAIS da Academia
Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, p. 126-140, 2020.

RESUMO

Os vírus são parasitas obrigatórios constituídos de nucleoproteínas sub-microscópicas que se multiplicam
somente em células vivas e são capazes de causar várias formas de doenças, em todos os tipos de organismos
vivos, desde os procarióticos às plantas superiores e aos animas, sendo que muitos vírus infetam e causam sérias
doenças nas plantas, no ser humano e nos animais domésticos. Os vírus são partículas infectivas constituídas,
essencialmente, de ácido nucléico, que representa seu genoma, envolvido por uma capa protetora de proteína,
denominada de capsídeo ou capa proteica (CP). Embora os vírus se comportem como microorganismos,
considerando que causam doenças, possuem funções genéticas controladas por moléculas de ácidos nucléicos
e são capazes de se replicar (reproduzir), eles também funcionam como moléculas químicas, constituídas de
acido nucléico e de proteína, inertes quando fora de uma célula hospedeira. Estudos indicam que todos os
vírus de plantas estudados e caracterizados possuem genomas formados por uma das diferentes formas de
ácidos nucléicos: ácido ribonucléico (RNA) de hélice simples (ssRNA); RNA de dupla hélice (dsRNA); ácido
desoxirribonucléico (DNA) de hélice simples (sDNA) e de dupla hélice de DNA (dsDNA). Neste artigo de
revisão serão abordados aspectos sobre a constituição química dos vírus, sua infecção e replicação em plantas.

Palavras-chave adicionais: Genoma Viral; Histórico da Virologia; Pai da Virologia.

ABSTRACT
Chemical Virus Constitution, Infection and Replication in Plants

Virus are obligated parasites constituted of submicroscopic nucleoproteins which multiply only inside alive
cells and are capable to cause several types of diseases, in all kind of live organisms, since the prokaryotes to
superior plants and animals. Several virus species infect and cause diseases on plants, human been and domestic
animals. The viruses are infective particles constituted essentially of nucleic acid, which represents its genome,
involved by a protective coat protein. Although the viruses behave as microorganisms, considering that they
cause diseases, have their functions controlled by nucleic acids molecules and are capable to replicate, they also
function as inert chemical molecules, constituted of protein and nucleic acids, when outside of host cells. This
research studies present some indication that all the studied and characterized plant viruses have their genome
composed by one of different forms of nucleic acids: single helices of RNA (ssRNA); double helices of RNA
(dsRNA); deoxyribonucleic acid (DNA) of single helices (sDNA) and double helices DNA (dsDNA). The present
revision describes some aspects about chemical virus constitutions, its infection and replication inside plants.

Additional keywords: Virus Genome; Virology History; Father of Virology.

INTRODUÇÃO 1997). Diferentemente dos demais agentes
biológicos causadores de doenças, os vírus são
As doenças das plantas de natureza parasitária nucleoproteínas, muito pequenas, impossíveis
podem ser ocasionadas por fungos, bactérias, de serem observados ao microscópio óptico
fitoplasmas, vírus, viróides, nematóides, (Lima & Santos, 1988; Lima et al., 2005a; 2005b;
protozoários e plantas fitoparasitas (Agrios, 2014; 2015). Os vírus são considerados parasitas

126 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Lima, J.A.A. & Maia, L.M.

obrigatórios que se multiplicam somente Ainda que o primeiro relato da ocorrência
no interior de células vivas e causam várias de uma virose vegetal, descrevendo modificações
formas de doenças em plantas superiores e em na coloração da tulipa (Tulipa gesneriana), tenha
animas. Muitos vírus infectam o ser humano, sido publicado em 1776 por Charles L’Ecluse,
os animais, ou os dois, causando doenças como as investigações sobre doenças ocasionadas
gripe, paralisia infantil, sarampo, catapora, por vírus, foram efetivamente iniciadas em
varíola, dengue, raiva, aftosa bovina, verrugas, 1886, pelo alemão Adolfo Mayer que efetuou
AIDS (Acquired Immunodeficiency Syndrome um completo estudo de uma doença do fumo
= imunodeficiência adquirida), AIE (Acquired (Nicotina tabacum) na Holanda, demonstrando ser
Immunodeficiency Equine = imunodeficiência seu agente causal transmitido por seiva extraída
adquirida dos equinos), Covid-19, e outros de plantas doentes e injetada em plantas sadias
causam importantes doenças em plantas (Matthews, 1992; Agrios, 1997; Lima et al., 2015;
cultivadas, a exemplo da Tristeza dos Citros e 2017; 2018). Contudo, a prova científica sobre a
a Mancha Anelar do Mamoeiro (Walkey, 1985; existência dos vírus foi realizada somente em
Matthews, 1992; Agrios, 1997; Hull, 2009; Lima et 1892, pelo cientista russo Iwanowski (Matthews,
al., 2015). 1992; Agrios, 1997; Lima et al., 2015), o qual
demonstrou que o agente causal do mosaico
Após os fungos fitopatogênicos, os vírus que do fumo não podia ser cultivado em meios de
infectam as plantas superiores são considerados cultura, não podia ser observado ao microscópio
o segundo mais importante grupo de agentes óptico, nem podia ser retido pelos filtros a prova
causadores de fitomoléstias. O número total de de bactérias. No entanto, Iwanowski não deu o
espécies de vírus descritas até 2015 estava, em devido valor à sua grande descoberta sobre a
torno de 2.900, e novas espécies de vírus são filtrabilidade dos vírus e concluiu por propor, que
descritas a cada mês (Lima et al., 2015). Pouco o responsável pelo mosaico do fumo tratava-se
mais de um quarto das espécies virais descritas, de uma bactéria muito pequena ou uma toxina
infectam as plantas superiores, ocasionando produzida pela bactéria que passava pelos filtros
diferentes tipos de doenças. Uma mesma espécie (Matthews, 1992; Agrios, 1997; Lima et al., 2015).
viral, normalmente, infecta um número limitado
de espécies de plantas e uma mesma espécie Beijerinck (1898) foi o primeiro cientista a se
vegetal pode ser infectada por mais de uma opor à teoria bacteriana proposta por Iwanowsky,
espécie de vírus (Matthews, 1992; Agrios, 1997; concluindo que o agente causal do mosaico do
Lima et al., 2015; 2017; 2018). fumo não podia ser um organismo corpuscular e
admitiu tratar-se de um contagium vivum fluidum
Embora os vírus se comportem como (fluído vivo contagioso), o qual denominou
microorganismos, considerando que eles de Vírus. Pelas suas valiosas pesquisas e
causam doenças, possuem funções genéticas contribuições à ciência, Beijerinck é considerado
controladas por moléculas de ácidos nucleicos o Pai da Virologia, que teve início como ciência
e são capazes de se replicar (reproduzir), eles mediante estudos com os vírus que infectam as
também funcionam como moléculas químicas, plantas (Matthews, 1992; Agrios, 1997; Lima et al.,
constituídas de proteína e de ácido nucleico, 2015).
inertes quando fora de uma célula hospedeira.
Embora se multipliquem no interior de células No mesmo ano de 1898, Loeffler & Frosch
hospedeiras, os vírus não se dividem, nem (1898) chegaram à mesma conclusão com relação
produzem estruturas de reprodução, tais como ao agente causal da febre aftosa dos animais,
esporos. Mesmo atuando como patógenos, os ocasionada pelo Foot-and-mouth disease virus
vírus diferem dos outros fitopatógenos com (FMDV), do gênero Aphthovirus, da família
relação a sua composição, tamanho, forma, Picornaviridae, responsável pela febre aftosa
simplicidade da sua constituição química, método bovina. Mais tarde, em 1908, Ellerman & Bang
de infecção, multiplicação, movimentação dentro (1908) demonstraram a transmissibilidade do
da planta infectada, sobrevivência fora das vírus responsável pela leucemia das aves.
células hospedeiras, disseminação, sintomas
ocasionados em plantas hospedeiras, métodos de Em 1915, Twort observou a transformação
diagnose e estratégias de controle (Kurstak, 1981; de colônias de bactérias, do seu estado normal
Matthews, 1992; Agrios, 1997; Lima et al., 2015; para uma aparência transparente e verificou
2017; 2018). que as colônias transparentes não podiam ser
repicadas. Posteriormente, d’Herelle constatou

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 127

Constituição química dos vírus, infecção e replicação em plantas

que colônias de bactérias eram destruídas, quando que as partículas do TMV eram alongadas, em
tratadas com filtrados de fezes e concluiu que forma de bastonetes.
o fenômeno era resultante da presença de vírus
bacteriano, o qual denominou de bacteriófago No entanto, a primeira grande contribuição
ou simplesmente fago (Twort, 1949; Lima, et al., sobre a natureza e a constituição dos vírus
2015). foi em 1935, quando Stanley (1935) isolou
as partículas do TMV, em forma de cristais,
Todos os experimentos da época, utilizando sulfato de amônia para cristalizar e
envolvendo vírus, eram destinados a distingui- precipitar as partículas do vírus, no processo
los dos microorganismos causadores de doenças de purificação. No seu clássico trabalho,
que podiam ser observados ao microscópio óptico publicado na revista Science, Stanley concluiu
e cultivados em meio de cultura. As pesquisas, que o TMV era uma proteína autocatalítica, que
portanto confirmaram a existência de um novo necessitava da presença de células vivas para
tipo de agente causal de doenças nas plantas, no sua multiplicação. O fato de não haver detectado
homem e nos animais, denominado de Vírus, a presença de fosfato “P” nas suas preparações
que podia ser definido de forma negativa: Agentes purificadas, Stanley (1935) considerou como
causadores de doenças que não podem ser vistos ou mais uma evidência de que o TMV era uma
cultivados e mais importante ainda, não podem ser proteína cristalizável. Em reconhecimento às
retidos pelos filtros à prova de bactérias. suas valiosas descobertas científicas para as
Ciências Biológicas, Stanley foi agraciado com o
Rawlins & Tompkins (1936) verificaram que prêmio “Nobel” de Ciência. Complementando
o uso de um abrasivo do tipo “carborundum”, as investigações de Stanley, no ano seguinte,
durante o processo de inoculação de vírus em Bawden & Pirie (1937) demonstraram que o TMV
plantas, facilitava a introdução dos vírus nas era uma nucleoproteína, contendo apenas 5% de
células das folhas, indicando a necessidade da ácido nucleico do tipo “ribose” (RNA) e 95% de
introdução das partículas de vírus dentro das proteína.
células das plantas, para que houvesse infecção.
Somente com o desenvolvimento do
Através da imunização de coelhos microscópio eletrônico, tornou-se possível
diferentes, com extratos de plantas sadias de fumo observar e fotografar partículas de vírus e a
e extrato de plantas infectadas pelo Tobacco mosaic primeira fotografia do TMV ao microscópio
virus (TMV), Purdy (1929) obteve antissoro para eletrônico foi obtida por Kausche et al. (1939).
extrato de plantas sadias e antissoro para extrato Através da centrifugação em gradiente de
de plantas infectadas e observou que o antissoro densidade, Brakke (1951) conseguiu a separação
para plantas infectadas possuía anticorpos das partículas de vírus, de outros componentes da
específicos para TMV, capazes inclusive, de planta, mediante a sedimentação das partículas
neutralizar sua infectividade. O uso de anticorpos em bandas de gradientes, formadas durante as
específicos para identificação de vírus de plantas, centrifugações, de acordo com seus coeficientes
através de vários métodos para demonstrar de sedimentação (Watson, 1970).
reações sorológicas in vitro, inquestionavelmente,
passou a desempenhar importante papel no Em outro clássico experimento da Virologia,
desenvolvimento da Virologia Vegetal, sobretudo Frankel-Conrat & Singer (1957) confirmaram o
com a finalidade diagnóstica das doenças papel do ácido nucleico na hereditariedade dos
ocasionadas por vírus. As técnicas sorológicas, na vírus. O experimento foi planejado com base em
atualidade, são ainda de destacada importância descobertas anteriores de que partículas de TMV
na diagnose de viroses de plantas, bem como nos podiam ser dissociadas em seus dois principais
estudos e na caracterização dos vírus e de suas constituintes: proteína e ácido ribonucleico
estirpes (Matthews, 1992; Lima et al., 2015). (RNA) e em seguida, reconstituído em condições
de laboratório para formar novas partículas
No ano de 1931, Smith (1937) demonstrou com a mesma característica morfológica e a
que toda espécie de vírus possui uma gama mesma infectividade. Segundo os resultados do
de plantas hospedeiras e chamou a atenção experimento de Frankel-Conrat & Singer (1957),
para a importância desse fato nos estudos de quando duas estirpes de TMV que podiam ser
caracterização e de identificação das espécies distinguidas pelos sintomas produzidos nos
virais. Mesmo na ausência de microscópio seus hospedeiros, eram dissociadas em seus
eletrônico, utilizando a técnica de anisotropia de dois componentes e o ácido nucleico de uma
fluxo, Takahashi & Rawlins (1933) demonstraram

128 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Lima, J.A.A. & Maia, L.M.

era re-associado com a proteína da outra estirpe avanço no desenvolvimento da Virologia Vegetal.
e vice–versa, para formar novas partículas de Nos vírus com partículas divididas, as informações
vírus (híbridos), a estirpe de TMV produzida nas genéticas dos genomas são armazenadas em dois
plantas usadas para multiplicação dos “híbridos” ou mais segmentos de ácido nucleico, contidos
recompostos, era sempre aquela que fornecia em partículas distintas. No caso de vírus com
o ácido nucleico para formação do híbrido em genoma dividido, os componentes de ácido
questão (Figura 1). Resultados de pesquisas nucleico não são infecciosos isoladamente,
subsequentes demonstraram que preparações demonstrando a necessidade da presença de dois
purificadas de ácidos nucleicos de várias espécies ou mais componentes para que haja infecção e a
de vírus eram capazes de infectar e causar consequente replicação dos vírus nas células das
doenças em plantas hospedeiras e, inclusive, plantas hospedeiras (Figura 2).
produzir novas partículas completas dos vírus,
confirmando que o ácido nucleico é o material Ainda na década de 1970, Nagata &
genético dos vírus, constituindo, assim, seu Takebe (1970) através de digestão enzimática,
genoma (Crick & Watson, 1956; Watson, 1970). conseguiram o isolamento de protoplastos de
plantas que passou a ter importância estratégica
A descoberta dos vírus com partículas nos estudos de vírus de plantas, sobretudo nos
divididas (Lister, 1968), constitui outro destacado seus processos de replicação no interior das
células.

Várias técnicas sorológicas foram
desenvolvidas para diagnose de viroses em
plantas, e o advento da técnica de ELISA
(=enzyme linked immunosorbent assay) e sua
subsequente adaptação para o estudo de vírus
de planta na década de 1970, constituem marco
relevante na história da Virologia Vegetal (Voller
et al., 1976; Clark & Adams, 1977, Lima et al., 2015;
2017).

A técnica de polimerização em cadeia -
polymerase chain reaction (PCR) – para detectar
a presença de ácidos nucleicos foi desenvolvida
por Mullis et al. (1986; 1990) e, em seguida,
adaptada para detecção e caracterização de
vírus de plantas. Em razão do desenvolvimento
da técnica de Polimerização em Cadeia (PCR)
para amplificação de moléculas de DNA, Kary
B. Mullis foi agraciado com o Prêmio Nobel

Figura 1- Ilustração de experimentos de Frankel-Conrat Figura 2- Representação gráfica das características
& Singer (1957) com duas estirpes de Tobacco mosaic morfológicas, constituição genômica e distribuição de
virus (TMV). As estirpes A e B podiam ser distinguidas funções dos constituintes genômicos (RNA de hélice
por características sorológicas e sintomatológicas. simples) de vírus com genoma dividido. A) Vírus do
Seus componentes: ácido nucleico (RNA) e proteína gênero Comovirus: Cowpea severe mosaic virus (CPSMV)
estrutural (Capsídeo) foram separados e usados e B) Gênero Nepovirus: Tobacco ringspot virus (TobRV).
para formar novas partículas de vírus (híbridos). Um (Cortesia de Lima et al., 2015).
dos híbridos foi construído com RNA da estirpe A e
capsídeo da estirpe B e o outro com RNA da estirpe B e
capsídeo da estirpe A. Quando inoculadas em plantas
suscetíveis os sintomas e as características sorológicas
eram, sempre do tipo da estirpe de TMV que fornecia o
RNA para formação do híbrido em questão. (Cortesia

de Lima et al., 2015).

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 129

Constituição química dos vírus, infecção e replicação em plantas

de Química em 1993. A PCR é uma técnica de conservada de várias espécies de vírus do gênero
amplificação in vitro de fragmentos de moléculas Geminivirus pode interferir na replicação de
de ácidos nucleicos do tipo DNA, aplicada várias espécies de vírus, ilustrando o grande
para detecção e estudos de vírus com DNA, potencial da técnica de CRISPR/Cas9 como
como os dos gêneros Badnavirus, Begomovirus estratégia eficiente contra vírus com genoma de
e Caulimovirus. Para a diagnose de doenças de DNA (Ali et al., 2015a). Variações da técnica de
plantas ocasionadas por vírus com o genoma do CRISPR (CRISPR/LshCas13a) têm sido usadas,
tipo RNA, os fragmentos de RNA são convertidos também com sucesso para produção de plantas
por transcrição reversa em moléculas de DNA imunes a vírus com genoma de RNA, que
complementares (cDNA) antes da amplificação representa maioria dos vírus de que infectam
pela técnica de PCR. Este processo de amplificação plantas (Abudayyeh et al., 2016; East-Seletsky et
passou a ser denominado de transcrição reversa e al., 2016; Aman et al., 2018; Ali et al., 2018).
polimerização em cadeia “reverse transcription-
polymerase chain reaction” (RT-PCR), o qual Neste artigo de Revisão serão abordados
inclusive vem sendo utilizado nos testes para aspectos sobre Constituição Química dos Vírus,
Covid-19 em humanos, resultantes da infecção de Infecção e Replicação em Plantas.
vírus do gênero Coronavirus que possui genoma
do tipo RNA. CONSTITUIÇÃO QUÍMICA DOS VÍRUS

O desenvolvimento da biologia molecular Os vírus são nucleoproteínas submicroscópicas
teve grande influência na Virologia, possibi- que se multiplicam somente no interior de
litando, inclusive o desenvolvimento de plantas células vivas e podem infectar e causar doenças
transgênicas resistentes, para o controle de em organismos vivos. Os vírus de plantas são
importantes doenças, inclusive a Mancha Anelar partículas infectivas constituídas, essencialmente
do mamoeiro (Carica papaya), causada por Papaya de ácido nucleico, que representa seu genoma,
ringspot virus, estirpe Papaya (PRSV-P), família envolvido por uma capa protetora de proteína,
Potyviridae, gênero Potyvirus (Gonsalves, 1998; denominada de capsídeo ou capa protéica
Lima & Lima, 2002; Rezende & Fancelli, 2005; (CP). Algumas espécies de vírus possuem
Costa et al., 2005; Lima et al., 2015b; 2017). uma membrana lipídica envolvendo sua CP,
tendo como exemplo, as espécies da família
Diferentes técnicas moleculares estão Rhabdoviridae.
revolucionando as Ciências em geral, inclusive
a técnica de “Conjunto de Repetições Palin- O genoma possui toda a carga genética dos
drômicas Curtas Regularmente Espaçadas” vírus e pode ser composto de RNA, na maioria
(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic dos grupos taxonômicos dos vírus que infectam
Repeats - CRISPR), as quais já estão sendo usadas plantas, ou ácido DNA, nos vírus pertencentes
em pesquisas agronômicas, visando maior a algumas famílias tais como Caulimoviridae e
desempenho, resistência a fitopatógenos e Geminiviridae. O RNA e o DNA podem ser de
produtividade das culturas (Sedeek et al., 2019). hélice simples ou de hélice dupla, sendo que os
vírus possuem um único tipo de ácido nucleico,
Em razão de efeitos desastrosos causados RNA ou DNA de hélice simples ou de hélice
por vírus em vários tipos de culturas, com seus dupla.
destacados impactos econômicos (Legg & Thresh,
2000; Anderson et al., 2004; Sasaya et al., 2014; Lima Embora a maioria dos vírus de plantas
et al., 2015b, 2017), as tecnologias de engenharia seja constituída por uma única partícula, com
genética, inclusive através da técnica de CRISPR o genoma formado por um único segmento de
têm sido usadas para produção de plantas RNA, envolvido pela CP, alguns vírus possuem o
resistentes a vários vírus, com DNA, incluindo, genoma dividido em dois, três ou mais segmentos
espécies de vírus do gênero Geminivirus, como de RNA, contidos em partículas distintas, com
Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), Beet curly as CPs formadas por várias unidades da mesma
top virus (BCTV), Merremia mosaic virus (MeMV), proteína ou, em alguns casos, por mais de um tipo
Bean yellow dwarf virus (BeYDV) e Beet severe curly de proteína. Como exemplo de vírus com genoma
top virus (BSCTV) (Ali et al., 2015a, 2015b, 2016, dividido, pode-se citar o Cowpea severe mosaic
2018; Baltes et al., 2015; Ji et al., 2015). Resultados virus (CPSMV) e o Squash mosaic virus (SqMV),
interessantes já foram observados, demonstrando ambos do gênero Comovirus, da sub-família
que um simples gRNA direcionado a uma região Comovirinae; o Cucumber mosaic virus (CMV), do

130 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Lima, J.A.A. & Maia, L.M.

gênero Cucumovirus, da família Bromoviridae; o Figura 3- Desenho esquematizado de um nucleotídeo:
Alfafa mosaic virus (AlMV), do gênero Alfomovirus, P- Molécula de ácido fosfórico, Base nitrogenada.
da família Bromoviridae e o Tobacco rattle virus
(TRV), do gênero Tobravirus (Figura 2). (Cortesia de Lima et al., 2015).

Um mesmo vírus pode infectar uma espécie
ou mais de uma dezena de espécies de plantas e
uma mesma espécie de planta pode normalmente
ser infectada por mais de uma espécie de
vírus. Uma mesma planta pode, também, ser
infectada por mais de uma espécie de vírus
simultaneamente, no entanto, normalmente uma
mesma planta sistemicamente infectada pela
estirpe (variante) de uma espécie de vírus não
é infectada por outra estirpe, da mesma espécie
de vírus, fenômeno denominado de proteção
cruzada ou pré-imunização (Lima et al., 2015).

1- Composição e Estrutura do Genoma dos Vírus Figura 4- Representação das estruturas químicas das
O genoma dos vírus é composto de RNA ou de bases nitrogenadas. (Cortesia de Lima et al., 2015).
DNA, os quais são cadeias de moléculas formadas
por várias unidades químicas denominadas de Portanto, as moléculas de RNA são
nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por muito semelhantes às moléculas de DNA,
uma molécula de ribose (RNA) ou desoxirribose apresentando duas pequenas, mas importantes
(DNA), com uma base nitrogenada ligada ao diferenças na sua constituição: 1) No RNA o
carbono nº 1 do açúcar, e uma molécula de açúcar possui uma molécula de hidroxila ligada
ácido fosfórico ligada ao carbono 3 da ribose ou ao carbono 2, formando uma ribose e no DNA a
desoxirribose (Figura 3). Os nucleotídeos são hidroxila do açúcar está faltando, formando uma
interligados pela molécula de ácido fosfórico desoxirribose; 2) O RNA possui a pirimidina U
(H3PO4), que liga o carbono 3 de um nucleotídeo na sua constituição e no DNA a U é substituído
ao carbono 5 de outro, ligações que se repetem, pela pirimidina T. Portanto, todas as moléculas
formando uma cadeia de nucleotídeos que irão de RNA e de DNA possuem uma cadeia fixa
formar uma molécula de RNA ou de DNA. As formada por moléculas de açúcar interligadas
bases nitrogenadas que se ligam ao carbono 1 do pelas moléculas de ácido fosfórico, sendo que
açúcar são as Purinas: Adenina (A) e Guanina a frequência e a sequência das bases ligadas ao
(G), e as Pirimidinas: Citosina (C), Uracila (U) carbono 1 do açúcar (ribose) do RNA ou do açúcar
e Timina (T) (Figura 4). As purinas se ligam de (desoxirribose) do DNA variam entre os genomas
forma específica com as pirimidinas, sendo que dos vírus, determinando as propriedades
uma molécula de G se liga a outra molécula de específicas de cada um. As moléculas de RNA e
C e uma molécula de A se liga com U (RNA) ou de DNA dos vírus podem ser de hélice simples e
com T (DNA). A especificidade destas ligações de hélice dupla (Tabela 1), enquanto as plantas
constitui o Dogma da Biologia Molecular (Crick superiores, normalmente, contêm somente DNA
& Watson, 1956; Watson, 1970). de hélice dupla e RNA de hélice simples.

C ≡ G A = T A=U Todos os genomas virais de RNA são
lineares, sendo a maioria constituída de RNA de
Estas ligações específicas entre as purinas fita simples, com apenas as espécies do gênero
e as pirimidinas são observadas não apenas na Reovirus possuindo RNA de fita dupla. A maioria
formação de moléculas de RNA ou de DNA
de hélice dupla, mas, também, no processo de
replicação dos ácidos nucleicos dos vírus e nas
sínteses de suas proteínas, através das ligações
entre RNAs transportadores (tRNA) e os RNAs
ribossômicos das células das plantas.

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 131

Constituição química dos vírus, infecção e replicação em plantas

Tabela 1- Tipos de ácidos nucléicos que entram na constituição dos vírus de plantas

TIPOS DE ÁCIDOS NUCLÉICOS TOTAL DE ESPÉCIES EXEMPLO DE
DE VÍRUS GÊNERO DE VÍRUS
RNA – Hélice Simples 641
Potyvirus
Um Segmento 35 Rhabdovirus
Senso Positivo Tospovirus
Senso Negativo 13 Comovirus
Ambissense 223 Hordeivirus
33 Cucumovirus
Dois Segmentos
Três Segmentos Reovirus
Quatro Segmentos Begomovirus
RNA – Hélice Dupla Caulimovirus
DNA – Hélice Simples
DNA – Hélice Dupla
Fonte: Lima et al. (2015).

dos genomas de RNA de fita simples é de senso Terminação 5'
positivo (RNA+), quando o RNA genômico
atua como RNA mensageiro (mRNA), sendo
traduzido pelos ribossomos da célula hospedeira,
para produção de proteínas. Algumas espécies
de vírus de planta, no entanto, possuem genoma
do tipo RNA de senso negativo (RNA-), os quais
não podem ser traduzidos diretamente pelos
ribossomos das células hospedeiras. Por outro
lado, todos os genomas virais de DNA são
circulares.

Os ácidos nucleicos (RNA ou DNA),
principais componentes dos vírus, constituem,
também o material genético de todos os seres
vivos. Os mesmos são polímeros de nucleotídeos
(Figura 3), formados por cadeias de moléculas de
açúcar, ligados entre si através de uma molécula
de ácido fosfórico, contendo bases purinas ou
pirimidinas ligadas ao carbono 1 das moléculas
de açúcar (Figura 5).

2- Composição e Estrutura das Proteínas dos Terminação 3'
Vírus
Através da utilização dos ribossomos e dos RNAs Figura 5- Ácidos nucléicos (RNA ou DNA) - Polímeros
de transferência das células hospedeiras, os vírus de nucleotídeos. (Cortesia de Lima et al., 2015).
produzem suas proteínas estruturais e aquelas
que irão atuar como enzimas. Todas as proteínas
produzidas pelos vírus são formadas pelos
mesmos 20 aminoácidos (Tabela 2) que entram
na constituição das proteínas de todos os tipos
de seres vivos, inclusive as plantas e os animais.
As proteínas, em geral, e aquelas produzidas
pelos vírus são heteropolímeros de aminoácidos

132 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Lima, J.A.A. & Maia, L.M.

Tabela 2- Tipos de aminoácidos que entram na constituição das proteínas

NOME DO AMINOÁCIDO FÓRMULA QUÍMICA

Ácido aspártico HCOO-CH2- CH (NH2)- COOH
Ácido glutâmico HCOO-CH2-CH2- CH (NH2)- COOH
Alanina CH3- CH (NH2) - COOH
Arginina HN=C(NH2)-NH-CH2-CH2-CH2- CH (NH2)- COOH
Asparagina NH2-CO-CH2- CH (NH2)- COOH
Cisteina SH-CH2- CH (NH2)- COOH
Fenilalanina C6H5-CH2-CH (NH2)- COOH
Glicina H- CH (NH2) - COOH
Glutamina NH2-CO-CH2-CH2- CH (NH2)- COOH
Histidina H-(C3H2N2)-CH2- CH (NH2)- COOH
Isoleucina CH3-CH2-CH (CH3)-CH (NH2)- COOH
Leucina CH3(CH2)3-CH2-CH (NH2)- COOH
Lisina NH2-CH2-CH2-CH2-CH2- CH (NH2)- COOH
Metionina CH3-S-CH2-CH2- CH (NH2)- COOH
Prolina CH2-CH2-CH2
Serina OH-CH2- CH (NH2)- COOH
Tirosina OH-C6H4-CH2- CH (NH2)- COOH
Treonina OH-CH (CH3)- CH (NH2)- COOH
Triptofano R aromático- CH (NH2)- COOH
Valina CH3-CH(CH3)-CH (NH2)- COOH

Fonte: Lima et al. (2015).

(Figura 6), cuja sequência é determinada pela bacterianas e dos vírus que infectam os animais.
sequência dos nucleotídeos do material genético Muitos bacteriófagos possuem um mecanismo,
dos vírus que irá conferir a natureza da proteína. que possibilita injetar seu ácido nucleico, através
da parede celular e da membrana plasmática das
REPLICAÇÃO DOS VÍRUS EM PLANTAS células bacterianas (Figura 7). De outra parte, os
vírus que infectam os animais, incluindo o homem,
A penetração dos vírus no interior de células penetram no interior das células dos tecidos
de plantas hospedeiras constitui um processo mucosos, desprovidas de parede celular, através
puramente passivo, que difere da forma de de um processo de fagocitose, denominado de
penetração dos bacteriófagos nas células “viropex” ou “pinocitose” (Figura 8).

Figura 6- Ligação peptídica entre aminoácidos para formação de uma proteína. (Cortesia de Lima et al., 2015).

ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020 133

Constituição química dos vírus, infecção e replicação em plantas

Figura 7- Penetração dos bacteriófagos em células as partículas de vírus que entram em contato
bacterianas, através de mecanismo, que possibilita (Figura 8).
injetar seu ácido nucléico, através da parede celular
e da membrana plasmática das células bacterianas. Logo após a penetração passiva, no interior
(Cortesia de Lima et al., 2015). de uma célula de planta suscetível, o vírus inicia
seu processo de replicação para produção de
AB novas partículas. A primeira etapa do processo
de replicação, no interior da célula, consiste na
Núcleo Núcleo liberação do genoma (ácido nucleico) do vírus
(Figura 9). Para descrição das etapas do processo
Membrana Celular de replicação será considerado vírus com genoma
do tipo ácido ribonucleico de fita simples positivo
CD (ssRNA+), que constitui a maioria dos vírus de
plantas. Embora não se disponha de informações
Núcleo Núcleo básicas para todos os vírus, inclusive para os
vírus com ssRNA+, é provável, que todos os vírus,
Membrana Celular com este tipo de genoma, possuam o mesmo
mecanismo básico de replicação, com pequenas
Figura 8- Forma de penetração dos vírus que infectam variações.
os animais, incluindo o homem, que penetram no
interior das células dos tecidos mucosos, desprovidas 1- Replicação de Vírus com Genoma de RNA+
de parede celular, através de um processo de de Hélice Simples
fagocitose, denominado de “viropex” ou “pinocitose”. Os vírus dependem intimamente das células
A) Adsorção da partícula na célula; B, C) Fagocitose hospedeiras para todas as etapas da sua
(pinocitose) da partícula; D) Liberação do ácido replicação ou multiplicação, incluindo: a)
nucléico no interior da célula. Uso de componentes para síntese das suas
proteínas (aminoácidos) e do seu ácido nucleico
(nucleotídeos); b) Energia para as reações
químicas; c) Síntese das suas proteínas, nos

1

Nas células das plantas, em geral, a 2 78
penetração ocorre somente através de ferimentos 3 6
mecânicos nas paredes das células ou pelos 5
vetores biológicos que introduzem as partículas 4
ativas dos vírus no interior das células.
Esporadicamente, alguns vírus são introduzidos Figura 9- Processo de replicação de vírus com genoma
no óvulo das flores de uma planta através de do tipo ácido ribonucléico de fita simples positivo
polens infectados. Da mesma forma, muitos vírus (ssRNA+), que constituem a maioria dos vírus de
que infectam os humanos podem ser também plantas. O processo que se desenvolve no interior
transmitidos por insetos vetores, como os de célula vegetal, consiste das seguintes etapas: 1-
responsáveis pela Dengue, Zika e Chikungunya. Penetração passiva do vírus; 2- Liberação do genoma
(ácido nucléico) do vírus; 3- Síntese da replicase; 4-
De outra parte, muitos vírus que infectam Síntese do RNA modelo, forma replicativa; 5- Síntese
o homem, incluindo os Coronavírus da família dos RNAs do vírus; 6- Síntese das proteínas do capsídeo;
Coronaviridae e os causadores da gripe, que não 7- Montagem do vírus completo e 8- Movimento das
possuem vetores biológicos, penetram de forma partículas do vírus pelos plasmodesmas. (Cortesia de
passiva, no interior das células dos tecidos Lima et al., 2015).
mucosos do homem, as quais são desprovidas de
parede celular, através do processo de fagocitose.
Ou seja, as células dos tecidos mucosos dos lábios
e das narinas do homem, por exemplo, engolem

134 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Lima, J.A.A. & Maia, L.M.

sistemas de ribossomos das células, usando as das células hospedeiras (membranas), nas
informações dos seus RNAs, que atuam como diferentes etapas de sua replicação (Lima et al.,
RNAs mensageiros (mRNAs), os aminoácidos 2015). Na formação do RNA complementar ou
e os RNAs de transferência (tRNA), das células RNA modelo (RNA-), a molécula formada fica
hospedeiras; d) Síntese do seu ácido nucleico, temporariamente ligada à molécula original,
usando a replicase produzida pelo vírus e os produzindo assim uma molécula de RNA de
nucleotídeos das células hospedeiras e f) Uso dos hélice dupla, que logo se desprende para formar
componentes estruturais das células (membranas) a nova molécula idêntica à do genoma do vírus e
para suas etapas de replicação. liberar a molécula complementar (RNA-), que irá
servir de padrão para síntese de novas moléculas
Como os vírus são parasitas intracelulares, de RNA+, as quais irão constituir o genoma de
eles drenam componentes das células para novas partículas do vírus (Figura 9). Pesquisas
sua replicação. Na verdade, os vírus requerem com vários vírus de RNA+ de fita simples, têm
uma reprogramação das atividades das células demonstrado a existência da presença de dois
hospedeiras, para dar suporte ao seu processo tipos de estruturas de RNA do vírus nas células
de replicação (Lima et al., 2015). Estudos de plantas infectadas. Uma delas denominada
das interações dos vírus, com suas plantas de forma replicativa (FR), que se apresenta
hospedeiras, têm contribuído, grandemente, para como RNA de hélice dupla, com todas as bases
o conhecimento da guerra que se estabelece entre interligadas. A outra, que se apresenta com dupla
os vírus e as plantas a nível celular. hélice parcial, com vários filamentos simples de
RNA se desprendendo da molécula de RNA
A infecção sistêmica dos vírus tem um forte modelo, a qual é denominada de RNA replicativo
efeito no crescimento e no desenvolvimento das intermediário (RI), o qual irá dar origem às novas
plantas, mesmo sem resultar na morte das plantas moléculas de RNAs do vírus. As estruturas FR
hospedeiras. Durante seu ciclo de replicação e RI podem ser purificadas a partir de células
os vírus interagem com um grande número de de tecidos infectados e, possivelmente, são de
fatores das plantas hospedeiras, interferindo grande significado no processo de defesa das
com rotas endógenas das células, em seu próprio plantas.
beneficio (Lima et al., 2015).
Logo após a formação de novas moléculas
A replicação da maioria dos vírus de de ácido nucleico (genoma), algumas das suas
plantas do tipo ssRNA+ ocorre estritamente sequências de nucleotídeos são traduzidas, usando
no citoplasma das células e é independente o sistema de ribossomos das células hospedeiras,
da maquinaria nuclear. O desnudamento do para produção de proteínas codificadas pelas
genoma (ssRNA+) ocorre no citoplasma, ou informações genéticas do genoma do vírus.
durante a passagem (translocação) através da A par do sistema ribossômico, os RNAs dos
membrana celular. Após a liberação do ácido vírus que funcionam como mRNA, utilizam
nucleico (genoma), os ssRNA+ passam a agir os demais componentes celulares para síntese
como mRNA, para síntese de suas proteínas. A das novas moléculas de RNA. Para maioria dos
primeira proteína a ser produzida é aquela que vírus com RNA, seu genoma (RNA) é replicado
irá atuar como RNA polimerase, para catalisar no citoplasma, onde ele também atua como
a síntese das novas moléculas de RNA. Usando mRNA. Desta forma, os RNAs dos vírus atuam
o RNA do vírus como modelo, a polimerase irá como mRNAs para produção de suas proteínas
catalisar a produção de uma molécula de RNA estruturais (capsômeros) e enzimáticas, utilizando
complementar ao RNA do vírus, a qual servirá os ribossomos, os tRNAs e os aminoácidos das
de modelo para síntese das novas moléculas de células. As proteínas produzidas a partir das
RNA com sequências de nucleotídeos idênticas informações genéticas dos mRNAs dos vírus são
às sequências do RNA original do vírus. Desta para uso exclusivo dos vírus, quer para formação
forma, a primeira molécula de RNA produzida de novas partículas estruturais (capsômeros),
não será o genoma do vírus, mas uma molécula quer para atuarem como enzimas ou exercerem
com sequência de bases complementares, outras funções, como movimento de vírus célula
denominada de RNA modelo ou RNA negativo a célula ou transmissão por vetores.
(RNA-) (Lima et al., 2015).
Após a síntese dos novos ácidos nucleicos
Na síntese do seu ácido nucleico, o dos vírus e de suas proteínas estruturais
vírus utiliza a replicase, por ele produzida,
os nucleotídeos e os componentes estruturais

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Constituição química dos vírus, infecção e replicação em plantas

(capsômeros), os ácidos nucleicos organizam DNA de hélice dupla (dsDNA), o dsDNA do
as unidades de proteínas em torno deles, para vírus entra no núcleo das células infectadas,
formação de novas partículas de vírus iguais às onde, aparentemente, se transforma num
originais, fechando o ciclo de reprodução dos mini-cromossomo. Os mini-cromossomos são
vírus (Figura 9). Os locais da célula das plantas transcritos em mRNAs, que são transportados
nos quais os ácidos nucleicos e as proteínas se para o citoplasma, onde são traduzidos para
organizam para formarem novas partículas de formação de suas proteínas essenciais. Um longo
vírus, variam de acordo com o grupo taxonômico RNA é também produzido, a partir de toda a
dos vírus. Para maioria dos vírus com RNA, a sequência do mini-cromossomo, o qual é também
formação de novas partículas constituídas de transportado para o citoplasma, onde é usado
RNA com sua CP, ocorre no citoplasma. Para como modelo para produção de novo genoma
outros casos, inclusive para vírus com DNA, a do vírus (dsDNA), através da sua transcrição
síntese de novas moléculas de ácido nucleico, reversa.
inclusive seus mRNAs, ocorre no núcleo, as quais
são liberadas para o citoplasma onde ocorre O novo dsDNA produzido é encapisidado
a síntese das proteínas e a formação das novas pelas proteínas estruturais do vírus para formar
partículas do vírus (Matthews, 1992). novas partículas, completando assim o ciclo de
replicação dos vírus de dsDNA. São exemplos, os
A replicação de alguns vírus difere, conside- vírus pertencentes à família Caulimoviridae cujas
ravelmente, do esquema apresentado na Figura espécies virais possuem genoma do tipo dsDNA.
9. Nos vírus com genoma dividido, composto
por dois ou mais segmentos de RNA, todos os Os vírus de planta com genoma do tipo
segmentos devem estar presentes na mesma DNA de hélice simples (ssDNA) pertencem a
célula para que o vírus possa se replicar e causar duas famílias Geminiviridae e Circoviridae. Existem
infecção (Matthews, 1992). De outra parte, alguns algumas evidências indicando que os genomas
vírus possuem RNA negativo (RNA-) o qual não destes vírus se replicam, através da formação
é infectivo por não atuar como mRNA. Para estes de círculos rolantes, que produzem várias fitas
vírus, o RNA genômico necessita ser transcrito negativas, as quais irão servir de modelo para
para produção de uma fita de RNA+, que possa a síntese de várias fitas positivas do DNA, que
funcionar como mRNA na síntese de proteínas. são clivadas para produzir os genomas das novas
Como exemplo, são os vírus pertencentes à partículas do vírus (Matthews, 1991, 1992).
família Robdoviridae, que possuem genoma do
tipo RNA de fita simples negativo (RNA-). 4- Tempo de Replicação, Movimentação e
Distribuição de Vírus nas Plantas
2- Replicação de Vírus com Genoma de RNA de Em geral, as primeiras partículas completas
Hélice Dupla dos vírus de ssRNA+, nas células das plantas
Os vírus com RNA de hélice dupla (dsRNA) infectadas, aparecem 10 a 15 h após a inoculação.
pertencem à família Reoviridae e possuem 10 a 12 As novas partículas de vírus formadas podem
segmentos de dsRNA. Os segmentos de RNA são permanecer isoladas ou, em algumas situações,
de tamanhos diferentes, determinados pelas suas quando produzidas em quantidades elevadas,
mobilidades eletroforéticas. A replicação se dá se agregarem para formação de verdadeiros
no citoplasma, de forma semelhante ao processo cristais, no citoplasma ou no núcleo, formando
de replicação dos vírus com dsRNA da mesma inclusões cristalinas (Matthews, 1992). Para
família Reoviridae, que infectam os animais. Ao alguns grupos taxonômicos de vírus, sobretudo
contrário do DNA de cadeia dupla, a replicação para as espécies do gênero Potyvirus, as proteínas
do RNA de cadeia dupla dos vírus da família funcionais produzidas em excesso se agregam
Reoviridae é conservativa e assimétrica, uma vez para produção de inclusões, em forma de cata-
que apenas uma cadeia é replicada. O processo vento no interior do citoplasma (Figura 10).
de replicação exige uma polimerase de RNA
dependente de RNA (replicase) que é codificada As partículas de vírus produzidas
pelo vírus (Matthews, 1992). nas primeiras células infectadas se movem
passivamente para outras células, através dos
3- Replicação de Vírus com Genoma de DNA plasmodesmas, que estabelecem as comunicações
Na infecção das plantas com vírus que possuem entre células vizinhas (Figura 11). Ao chegar
a uma nova célula, a partícula completa de
vírus inicia novo ciclo de replicação viral, que

136 ANAIS da Academia Cearense de Ciências, v. 4, n. 2, Ago - Dez, 2020

Lima, J.A.A. & Maia, L.M.

Figura 10- Preparações da camada de células da corresponde ao percurso de oito a dez células
epiderme de plantas de feijoeiro caupi (Vigna por dia. A partir das células do parênquima,
unguiculata) infectadas por Cowpea aphid-borne moosaic as partículas de vírus podem atingir o floema,
virus isolado cowpea (CABMV-C), gênero Potyvirus, através do qual, as partículas são distribuídas a
apresentando inclusões proteicas no citoplasma das longa distância, dentro das plantas infectadas. Nas
células infectadas. (Cortesia de Lima et al., 2015). infecções de importância econômica ocasionadas
por vírus, as partículas virais se distribuem,
Figura 11- Secções ultrafinas de tecido foliar de rapidamente, em todas as células das plantas,
planta de feijoeiro caupi (Vigna unguiculata) infectado ocasionando infecções sistêmicas, dentro das
por Cowpea aphid-borne moosaic virus isolado cowpea plantas (Matthews, 1992; Lima et al., 2015; 2017).
(CABMV-C) apresentando inclusões citoplasmáticas A maioria dos vírus leva, aproximadamente,
junto à parede celular de células infectadas, próximo dois a cinco dias para se deslocar entre as células
aos plasmodesmas, através dos quais as partículas inoculadas do parênquima, mas ao atingirem o
virais se movimentam célula a célula. (Cortesia de floema, as partículas são levadas rapidamente
Lima et al., 2015). para as áreas de crescimento apical inclusive
para aquelas, do sistema radicular (Figura 12).
se repete, com a formação de novas partículas A partir das células do floema, as partículas de
de vírus. O movimento das partículas de vírus vírus passam para as células do parênquima, de
pode acontecer célula a célula, através dos outros órgãos, através dos plasmodesmas.
plasmodesmas em curtas distâncias, quando o
vírus infecta algumas células do parênquima. Várias rotas das células são afetadas
Nas células do parênquima o movimento das pela infecção dos vírus e, sobretudo, pela sua
partículas virais, através dos plasmodesmas, distribuição sistêmica através do transporte
ocorre numa velocidade de 1,0 mm/h, que dos vírus a longa distância. Grande número de
evidências já demonstrou que o transporte dos
vírus a longa distância está muito relacionado com
o transporte de moléculas endógenas da própria
planta. Esta área do conhecimento, junto com
estudos sobre a patogênese dos vírus, exemplifica
a necessidade da virologia vegetal interagir com
a fisiologia vegetal, a fim de possibilitar um
melhor e mais completo conhecimento sobre
os processos de transporte de macromoléculas
dentro das plantas infectadas. Falta, ainda, muito
para atingir um completo entendimento sobre
o grande número de fatores que controlam e
interferem com o transporte dos vírus no interior
das células das plantas (Matthews, 1991; 1992;
Agrios, 1997; Lima et al., 2015, 2018). A despeito
da existência de várias estratégias gerais para o

Figura 12- Representação esquemática da movimentação do Papaya lethal yellowing virus (PLYV)
em plantas jovens de mamoeiro (Carica papaya), em dias após a inoculação mecânica em folhas de

plantas sadias. Seta indica folha inoculada. (Cortesia de Lima et al., 2015; Lima et al., 2018).

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