Ciências Biológicas e da Saúde
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Item Genômica comparativa possibilita a identificação de fatores de virulência no genoma de Colletotrichum lindemuthianum(Universidade Federal de Viçosa, 2021-02-01) Correia, Hilberty Lucas Nunes; Queiroz, Marisa Vieira de; 5718975445923498O fungo Colletotrichum lindemuthianum é um fitopatógeno hemibiotrófico, responsável pela antracnose do feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris L.). Entre as características mais marcantes do C. lindemuthianum destacam-se o alto poder destrutivo e sua ampla varabilidade patogênica. O objetivo do presente trabalho foi realizar o estudo dos genomas pertencentes aos isolados 83.501 (raça 83) e A2-2-3 (raça 89), de C. lindemuthianum por meio da análise comparativa, com o intuito de avaliar as suas características genômicas e identificar fatores de virulência envolvidos na infecção de plantas de feijoeiro. Considerando somente os dados de genomas obtidos com tecnologias de sequenciamento de primeira e segunda geração, C. lindemuthianum apresenta o maior percentual de elementos genéticos móveis já predito para os genomas de Colletotrichum spp. Esta espécie também apresentou os maiores índices de ocorrência de repeat-induced point mutation (RIP) dentre todas as espécies de Colletotrichum avaliadas, possuindo os genes que codificam as metiltransferases RID e DIM-2, que participam deste mecanismo silenciamento. Colletotrichum lindemuthianum possui toda a maquinaria necessária a ocorrência do ciclo sexual, no entanto, o locus Mat1-1 não foi encontrado em seu genoma, bem como no genoma das demais espécies do gênero avaliadas. Foram identificados 55 genes no genoma do isolado 83.501 que estão ausentes no genoma do isolado A2-2-3 e 41 genes do isolado A2-2-3 que estão ausentes no genoma do isolado 83.501. Os genomas de C. lindemuthianum apresentam alterações significativas no número de cópias de genes pertencentes a 20 famílias de P450 mono-oxigenases, 10 famílias de CAZymes envolvidas na degradação de material vegetal e em 99 tipos de transportadores quando comparados às demais espécies de Colletotrichum. Dentre as espécies do gênero Colletotrichum analisadas, o fungo C. ivlindemuthianum é a espécie com as características genômicas mais distintas. Palavras chave: patogenicidade, adaptação, secretoma.Item Efeitos de biopesticidas baseados em microrganismos na relação da formiga cortadeira Acromyrmex aspersus (Hymenoptera: Formicidae) e seu fungo mutualista(Universidade Federal de Viçosa, 2021-07-30) Mesa, Veronica Cañas; Zanuncio, José Cola; http://lattes.cnpq.br/0293876559887717As formigas cortadeiras são uma praga importante em diferentes culturas na região Neotropical. Entre as indústrias mais afetadas encontra-se a florestal, que além de ter grandes perdas econômicas apresenta restrições para o uso de inseticidas químicos. A certificação florestal regulamenta o uso de pesticidas devido aos danos que podem produzir ao meio ambiente e a saúde humana, mas o controle químico é o mais econômico, eficiente e prático no caso das formigas cortadeiras. Assim, esta dissertação foi dividida em dois capítulos, o primeiro foi uma revisão que teve como objetivo descrever os principais aspectos da biologia das formigas e métodos de controle utilizados na Colômbia. Concluindo que ainda é necessário avaliar alternativas aos inseticidas químicos, mas que existem uma alta variedade de elementos que poderiam ser utilizados. O segundo capítulo foi a avaliação de quatro produtos biológicos no controle das formigas cortadeiras Acromyrmex aspersus F. Smith (Hymenoptera: Formicidae), baseados em fungos e bactérias. Estes produtos conseguiram mudar a atividade de forrageio e os comportamentos de locomoção, demostrando um alto potencial para serem utilizados no controle das formigas. Palavras-chave: Biopesticidas. Certificação florestal. Controle.Item Ecological dynamics of stink bugs that attack soybean and corn fields in the Neotropical region(Universidade Federal de Viçosa, 2021-08-06) Rodrigues, Hígor de Souza; Oliveira, Eugenio Eduardo deSoybean and corn are the two most representative crops of Brazilian agribusiness. However, during the crop development cycle factors such as pest insect attack, especially the Neotropi- cal brown stink bug, Euschistus heros, and the green belly stink bug, Diceraeus melacanthus, can reduce productivity and require care. Thus, tools to compose an integrated pest management (IPM) program become necessary to minimize the losses caused by these arthropods. Based on that, this thesis was constructed with the objectives of evaluating the competitive ability of E. heros and D. melacanthus, verifying the toxicity of different insecticide groups and the detoxifi- cation capacity of these insects under different temperatures and generating products (ie, maps of suitability) that indicate safer locations with greater risk of cultivation in the face of attack by these two pentatomids based on the current climate, thus generating preventive control tools for a bed bug MIP program. Euschistus heros was more competitive than D. melacanthus since the presence of its heterospecific did not impact the number of live insects. However, when the heterospecific was not present, D. melacanthus caused lower pod production and increa- sed its growth rate. Diceraeus melacanthus was also the most tolerant species to imidacloprid compared to E. heros [RR 50 =15.32 (4.9-48.1)], and was the species that had the most enzymatic detoxification when subjected to temperature changes (ie, 20 °C) with mortality at the LC 50 re- duced by 47.96%. Another result produced in this work was climate-based prediction models (i.e., ecological niche models). Model indicators were satisfactory for both species: for E. heros, the AUC (Area Under Curve) was 0.99 ± 0.01 and the TSS (True Skill Statistic) was 0.95 ± 0.03; for D. melacanthus, the AUC was 0.94 ± 0.04 and the TSS was 0.95 ± 0.03. Our forecast indicates greater potential damage from E. heros in the center-west of Brazil and in the west of Bahia, while D. melacanthus concentrates greater potential damage in the center-south of the country. This thesis then shows that despite the greater impact of D. melacanthus on pod reduction, E. heros was more competitive than D. melacanthus in the presence of both species, which justifies its abundance; however, D. melacanthus may prove to be a major problem in the absence of E. heros. Furthermore, this study also showed the impact of insecticides on both species and in- dicates that some molecules may not be more effective at commonly used doses and that theirdetoxification may be increased at low temperatures. Finally, we indicate, through ecological niche models, safe areas and areas with greater risks of soy and corn production against the attack of these insects. All studies carried out here suggest tools to be incorporated into a bed bug MIP program, helping with decision-making and contributing to the management of these pests in production fields. Keywords: Euschistus heros. Diceraeus (Dichelops) melacanthus. Enzymatic detoxification. Inters- pecific competition. Ecological niche modeling.Item Efeitos letais e subletais de uma mistura inseticida para controle da broca-do-café(Universidade Federal de Viçosa, 2021-05-19) Cortes, Johana Elizabeth Quintero; Pereira, Eliseu José Guedes; http://lattes.cnpq.br/2217091251062970A broca-do-café Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) é uma das pragas mais importantes nos cultivos de café. O controle químico é o método mais usado no controle de H. hampei. No passado esta praga era controlada pelo organoclorado endossulfan que devido aos seus efeitos nocivos à saúde humana e ao ambiente foi banido. Desta forma, é necessário a seleção de inseticidas que sejam eficientes no controle desta praga e que não apresentem caraterísticas ecotoxicológicas inadequadas. Entre os grupos de inseticidas registrados para uso em lavouras de café com essas características estão os piretróides e os neonicotinóides. Na seleção dos inseticidas é importante se estudar tanto os efeitos letais como os subletais. Assim, este trabalho teve por objetivo determinar os efeitos os letais e subletais do piretróide bifentrina e do neonicotinóide acetamipride isolados e em mistura. Nos bioensaios foram usados insetos adultos coletados em lavoura sem aplicação de inseticidas. Para o estudo do efeito letal dos inseticidas foram estimadas curvas concentração e tempo mortalidade para os adultos de H. hampei. Já para estudo dos efeitos subletais foram realizados bioensaios de preferência alimentar e da progênie (oviposição e desenvolvimento larval do inseto). Na dose recomendada a bifentrina causou 100% de mortalidade aos adultos da broca do café 12 horas após a aplicação. Já o acetamipride na dose recomentada não causou mortalidade à praga. A mistura dos dois inseticidas teve efeito similar à bifentrina. Não se observou efeito subletal dos inseticidas sobre H. hampei. Portanto, a bifentrina pode ser recomendada nos programas de manejo integrado de H. hampei em lavouras de café devido a este inseticida ser eficiente e ter ação rápida de controle desta praga. Além disso, a bifentrina apresenta baixo custo e baixa toxicidade ao homem e não é persistente no ambiente. Palavras-chave: Hypothenemus hampei. Bifentrina. Acetamipride. Neonicotinoide. Piretroide. Comportamento. raios-x.Item Vibroacoustics of insects: a meta-analysis and the first expedition into the hitherto unknown vibratory world of the fall armyworm(Universidade Federal de Viçosa, 2021-11-11) Turchen, Leonardo Morais; Guedes, Raul Narciso Carvalho; http://lattes.cnpq.br/5527374070603483Vibratory sensing and communication in insects has been researched for decades, and this sensory modality has recently garnered popularity in the scientific community. There is an increasing body of evidence demonstrating (or suggesting) the relevance of solid-borne vibrations in a wide range of insect behaviors, from passive cue detection to complex communication signals. Despite growing awareness of this sensory modality, many questions remain unanswered. My Ph.D. dissertation was divided into two chapters to address some of these issues. First, a systematic survey with meta-analyses was performed to identify knowledge gaps and biases in these research topics. The survey tracked 831 papers during the last 75 years, which exhibited exponential growth since the 1990s, and reported 17 insect orders associated with vibratory events. In these studies, three prominent biases were detected: i) prevalence of studies on Hemiptera, Hymenoptera, and Coleoptera; and ii) a focus on adults, with far less attention to juveniles; and iii) on reproductive behaviors, with less attention to other behavioral contexts. Other gaps were identified, such as a lack of study on most insects' vibration landscapes and a lack of research on the processes employed by insects to perceive and process vibrations, both of which require more investigation. In the second chapter, an experiment was conducted to characterize relevant vibrations in the landscape of a caterpillar using spatial analysis, and, subsequently, to test whether fall armyworm larvae can detect and respond to vibrations from the wind, raindrops, conspecifics, and heterospecifics (a predatory stinkbug). The results show that vibrations from abiotic and biotic stimuli were distinct from background noise, except those produced by the crawling of 1st instar larvae. Moreover, the spatial analysis revealed that vibrations exhibit contrasting distribution patterns in the leaf depending on their origin. Vibrations caused by simulated wind and raindrops were more widely spread across the leaves. In contrast, the vibrations produced by fall armyworm crawling or stinkbug walking were concentrated on some leaf regions. Our findings also supported the hypothesis that fall armyworm larvae are able to detect abiotic and biotic vibrations and respond to them. Caterpillars exposed to wind and rain stimuli behaved differently than unexposed caterpillars, regardless of instar. Caterpillars exposed to wind responded with a greater transitionfrom crawling to touching around, whereas caterpillars exposed to raindrops responded with a greater transition from crawling to resting. Caterpillars exposed to biotic stimuli did not exhibit a consistent response among instars, as first instars did not respond to the approach of a conspecific or a predator, whereas caterpillars from second to fifth instars responded. When approached by a conspecific, caterpillars spend less time feeding and more time crawling, touching around, or resting, and eventually produce defensive behaviors. In contrast, caterpillars exposed to predators spend more time freezing, feeding, and resting, eventually exhibiting other defensive behaviors. In conclusion, these findings shed new light on the vibroacoustic landscapes of insects. First, they identify major gaps in the literature, indicating that future studies should focus on a larger variety of orders and higher taxa (i.e., genera, families, and species), including the significance of vibration in various adaptive contexts and how both adults and juveniles (i.e., eggs, larvae/nymphs, and pupae) use vibrations. These findings also provide new insights into a caterpillar's vibratory landscape on a leaf scale utilizing spatial analysis, revealing that complex vibratory environments exist even on a small scale. It also supports the hypothesis that fall armyworm larvae can detect and respond to both abiotic and biotic vibrations in order to survive. Keywords: Behavior. Biotremology. Caterpillar. Insects. Predatory stinkbug. Solid-borne vibrations. Spatial distribution. Vibrational communication.Item Inseticidas reguladores de crescimento de insetos afetam o desenvolvimento e a reprodução do predador Podisus nigrispinus (Hemiptera: Pentatomidae)(Universidade Federal de Viçosa, 2021-07-29) Santos Junior, Valdeir Celestino; Zanuncio, José Cola; http://lattes.cnpq.br/9469549992464152Os controles biológico e químico devem ser compatíveis para o sucesso do manejo integrado de pragas em sistemas agrícolas e florestais. Os inseticidas reguladores de crescimento foram desenvolvidos com o intuito de aumentar a seletividade e diminuir a toxicidade dos inseticidas. A sobrevivência, malformações, parâmetros reprodutivos e o corpo gorduroso de adultos do percevejo predador Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae), emergidos de ninfas de quinto instar expostas aos inseticidas azadiractina, novalurom, piriproxifen e tebufenozida foram avaliados. Azadiractina, novalurom e piriproxifen reduziram a sobrevivência e todos os inseticidas causaram morte durante a ecdise e malformações nas asas, assimetria no escutelo, dobras nas pernas de adultos de P. nigrispinus. Azadiractina e novalurom reduziram os períodos de oviposição, pós oviposição, números de ovos por fêmea, de ovos por postura e de postura por fêmea e a longevidade de fêmeas emergidas de ninfas expostas à esse inseticidas. Novalurom reduziu a longevidade de machos de P. nigrispinus mas aumentou o número de ovos nas fêmeas acasaladas com estes machos emergidos de ninfas expostas ao inseticida. O piriproxifen reduziu a longevidade, os períodos de pré-oviposição e oviposição e os números de ovos por fêmea e postura por fêmea emergida de ninfas expostos e o tebufenozida reduziu a longevidade de machos de P. nigrispinus emergidos de ninfas de quinto instar expostas à esse inseticidas. O aumento de vacuolização e a perda de formato regular de células do corpo gorduroso foram observados em adultos de P. nigrispinus emergidos de ninfas expostas a todos os inseticidas. Azadiractina, novalurom e piriproxifen reduziram a sobrevivência de adultos e os parâmetros reprodutivos de fêmeas, e todos os inseticidas causaram malformações e aumentaram a vacuolização no corpo gorduroso de P. nigrispinus. Palavras-chave: Tebufenozida. Azadiractina. Controle biológico. Novalurom. Piriproxifen.Item Mating behaviour in the two-spotted spider mite Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae)(Universidade Federal de Viçosa, 2021-07-26) Gomes, Walysson Mendes; Elliot, Simon LukeTo achieve mating success, males and females perform different precopulatory behaviours. In sexual behaviour, males invest time and energy to carry out a series of behaviours patterns to attract or access the female. In some mite species, males perform a series of behaviours before mating with the female. Males of T. urticae remain on top of females in the quiescent stage until they reach adulthood. This behaviour can last for several hours and, knowing how to recognize the different quiescent phases can influence the male's sexual performance. Thus, this work sought to observe the male preference of T. urticae to two quiescent stages and between living and dead female deutonymphs. In addition, we describe and classify the sexual behaviour of males of T. urticae and create an ethogram that represents this behaviour in this species. Virgin males and females were reared separately on leaf discs until adulthood. Male preference experiments were carried out with virgin males in arenas composed of leaf discs containing each one of the treatments. The male courtship behaviours were recorded for twenty minutes. The ethogram was assembled manually, showing all the behaviour patterns performed by the males. Males of T. urticae can recognize quiescent deutonymphs and differentiate between living and dead deutonymphs. In total, seventeen out of twenty males copulated with females. Males performed a total of six behaviours. The order of occurrence of the behaviours varied between the samples. The male choice between quiescent protonymph and deutonymph and quiescent live and dead individuals are made through chemical cues. The behaviours performed by males of T. urticae are like those found in other species of mites and ticks. In T. urticae, male density and development without the presence suggested that these individuals exhibit stereotyped behaviour. Keywords: Sexual selection. Copulatory behaviour. Precopulatory behaviour. Male choiceItem Interaction of tomato plants infected by the nematode Meloidogyne javanica on aboveground herbivore Tetranychus urticae and on behaviour of its predator Phytoseiulus macropilis(Universidade Federal de Viçosa, 2021-10-15) Morales Murillo, Jose Jahir; Pallini Filho, Angelo; http://lattes.cnpq.br/5321738006837614Tritrophic interactions play an important role in the dynamics of arthropods with their hosts. By inducing defenses, plants respond to herbivore attacks, may affect your development. The general objective of this research was to investigate the effect of the nematode Meloidogyne javanica on the performance of the herbivore Tetranychus urticae in tomato plants and, subsequently, whether the nematode infestation affectedthe behavior of its predator Phytoseiulus macropilis. In the first experiment with the herbivore, tomato plants were infested with 2,000 eggs of the nematode M. javanica for a period of 40 days. The immature development, oviposition and preference for choosing plants with or without the nematode were evaluated. A second experiment was carried out with different levels of nematode eggs’ infestation (1,000 and 6,000) atdifferent exposure times (15, 30, and 45 days after infestation). In this experiment, onlyimmature development and survival were evaluated. The spider mite in the first experiment did not show significant differences on immature development and survival,oviposition and preference. For the second experiment, the development of the herbivore T. urticae was affected, with high mortality compared to the control at 30 and45 days after nematode infestation. For the predatory mite, preference experiments evaluated plants attacked simultaneously by the herbivore mite and the nematode or only by the herbivore mite. The predatory mite showed no preference for plants inoculated with the nematode, however, more eggs were found in these plants. The results of this study indicated that with high initial infestation and over time of exposureto the pathogen, the quality of the plant is affected and, consequently, the performanceof aboveground herbivores. The attraction of more predators to plants with nematode infestation increased after 24 hours, which may have varied the number of females that oviposited in this treatment. Thus, it is important to understand the effect on plants when they are attacked by spatially separated organisms above and below ground. In the same way, knowing the importance of direct and indirect interactions in ecological communities it is possible to develop new management techniques andstrategies for crop protection. Keywords: Tritrophic interactions. Root system. Aboveground herbivory. Induced response.Item Conservation biological control of coffee leaf miner: role of green lacewings and parasitoids(Universidade Federal de Viçosa, 2021-10-29) Martins, Elem Fialho; Venzon, Madelaine; http://lattes.cnpq.br/3805068995988626Coffee leaf miner, Leucoptera coffeella, is a key coffee pest in the Neotropics. The larvae feed on the parenchyma between surfaces of coffee leaves causing decrease of the photosynthesis rate leading to significant losses in yield and in the longevity of coffee plant. Several natural enemies are involved in coffee leaf mine biological control, such as wasps, ants, parasitoids and green lacewings. However, normally their populations are not enough to decrease or to maintain the coffee leaf mine populations below threshold levels in coffee monocultures, due to their dependence on resources, such as pollen and nectar, which are scarce in conventional systems. The association of plant species to coffee crops might represent an effective strategy through the provision of alternative food and refuge for natural enemies. I investigate here whether the diversification of Coffea arabica crops with Inga edulis “erva-baleeira”, Varronia curassavica “inga”, Senna macranthera “fedegoso” and non-crop plants favors the biological control of coffee leaf miner by its predators and parasitoids. These plants can provide resources such as nectar and pollen constantly, shelter and oviposition and mating sites for natural enemies with either extrafloral nectaries (I. edulis and S. macranthera) and/or inflorescences (V. curassavica). Firstly, we performed laboratory experiments to evaluate whether the immature stages of the green lacewing Ceraeochrysa cubana are able to prey on the immature stages of coffee leaf miner (Chapter I). Larvae of C. cubana successfully prey on eggs and pupae of coffee leaf miner, being the first report about green lacewing predation on the pest eggs. We also investigate whether V. curassavica provides selective resources to C. cubana without benefiting coffee leaf miner adults (Chapter II). Larvae of C. cubana survived longer in the presence of V. curassavica inflorescences, and decrease the population growth rate of the pest. In the field, we evaluated the visitors of the inserted plants and whether the strategic diversification with I. edulis, S. macranthera and V. curassavica added to non-crop areas under management of no pesticide use influence the abundance and richness of predatory green lacewings and wasps, increase the parasitism and control coffee leaf miner compared to conventional coffee systems (Chapter III). I found that ants are the most abundant visiting insects of I. edulis, S. macranthera and V. curassavica. In addition, I found that although there was no significant difference in the abundance of green lacewings and wasps between systems, parasitism rate was higher in the diversified. Despite that, there was no difference in the pest infestation comparing to conventional coffee systems in 2019 and 2021, but in 2020 it was higher in the diversified. However, CLM populations did not reach threshold in any system. Our study demonstrates through laboratory and field experiments that it is possible to improve the biological control of coffee leaf miner with safe strategies to environment and humans, in addition to maintaining biodiversity in coffee agroecosystems. Keywords: Leucoptera cofeella. Conservation biological control. Ceraeochrysa cubana, Varronia curassavicaItem Adiposidade corporal e pressão arterial ambulatorial : resultados do Estudo Longitudinal de Saúde do Adulto (ELSA-Brasil)(Universidade Federal de Viçosa, 2021-03-08) Souza, Ângela Maria Natal de; Lopes, Leidjaira Juvanhol; http://lattes.cnpq.br/9207981298387971Estudos sobre a associação entre obesidade e pressão arterial (PA) ambulatorial são escassos, e a maioria investigou essa relação utilizando somente o índice de massa corporal (IMC) como indicador de adiposidade. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a relação da adiposidade corporal com a PA ambulatorial entre participantes do Estudo Longitudinal de Saúde do Adulto (ELSA-Brasil). Inicialmente, foi realizada uma revisão sistemática, baseada nas recomendações do Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyzes (PRISMA), cuja busca foi realizada no Cochrane Library, Web of Science e Pubmed. Foram incluídos estudos originais que avaliaram a associação de pelo menos um indicador de adiposidade (exposição) com parâmetros derivados da MAPA (desfecho). Em seguida, um estudo transversal foi conduzido com subamostra do ELSA-Brasil, composta por 812 participantes do centro de investigação da Fiocruz-RJ que realizaram a MAPA concomitantemente à segunda onda de coleta de dados do estudo (2012-2014). Foram coletados dados sociodemográficos, comportamentais, antropométricos (peso, altura e perímetro da cintura (PC)), e gordura corporal por bioimpedância, e foram calculados o índice de massa corporal (IMC) e a relação cintura-estatura (RCE). A PA foi mensurada pela MAPA de 24 horas (h), e foram avaliadas a média e a variabilidade da PA sistólica (PAS) e diastólica (PAD) nas 24h, vigília e sono, o descenso noturno e a elevação matinal. Modelos de regressão gamma e logística, bruto e ajustados por fatores de confusão, foram empregados para investigar as associações entre os diferentes indicadores de adiposidade e a PA ambulatorial. Na revisão sistemática, foram incluídos 11 artigos originais. Foi observada associação significante do IMC com a média da PAS e PAD durante as 24h, na vigília e no sono, com a variabilidade pressórica, e com o descenso noturno, hipertensão do avental branco (HAB) e hipertensão mascarada (HM). Dentre os poucos estudos que consideraram outros indicadores além do IMC, verificou-se associações mais consistentes com o perímetro da cintura (PC) comparado ao IMC. Quanto ao artigo original, o excesso de peso (IMC), a obesidade abdominal (PC) e o risco aumentado (RCE) se associaram positivamente à média da PAS nas 24h, na vigília e no sono; para a média da PAD, associações foram observadas com o risco aumentado nos três períodos avaliados, e com a obesidade abdominal no período da vigília. O excesso de peso, a obesidade abdominal e o risco aumentado foram positivamente associados à variabilidade da PAS nas 24h e no sono, e à variabilidade da PAD em todos os períodos; o excesso de gordura corporal se associou positivamente apenas à variabilidade da PAD nas 24h e na vigília. Finalmente, o risco aumentado e o excesso de GC foram associados a maiores chances de descenso noturno acentuado, enquanto a obesidade abdominal e o risco aumentado se associaram com maiores chances de uma elevação matinal diastólica exacerbada. Em conclusão, indicadores de adiposidade foram associados à média e variabilidade da PA, descenso noturno e elevação matinal, com resultados mais consistentes para indicadores de adiposidade central comparados aos demais. Palavras-chave: Obesidade. Hipertensão. Monitorização ambulatorial da pressão arterial. Antropometria. Revisão sistemática.