Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2007. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2009-11-27T17:48:52Z No. of bitstreams: 1 2007_CristianeTeresinhaCitadin.PDF: 832748 bytes, checksum: 688c6b38f2c1ae4b194876b2ad829e89 (MD5) / Rejected by Joanita Pereira(joanita), reason: Elna, está faltando o "Abstract" Joanita on 2009-11-27T17:50:34Z (GMT) / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2009-11-27T18:02:10Z No. of bitstreams: 1 2007_CristianeTeresinhaCitadin.PDF: 832748 bytes, checksum: 688c6b38f2c1ae4b194876b2ad829e89 (MD5) / Approved for entry into archive by Joanita Pereira(joanita) on 2009-11-27T19:36:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_CristianeTeresinhaCitadin.PDF: 832748 bytes, checksum: 688c6b38f2c1ae4b194876b2ad829e89 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-27T19:36:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_CristianeTeresinhaCitadin.PDF: 832748 bytes, checksum: 688c6b38f2c1ae4b194876b2ad829e89 (MD5) Previous issue date: 2007 / Ácidos graxos poliinsaturados ômega-3 são moléculas presentes em óleos que têm fundamental importância na manutenção da saúde humana, e precisam ser ingeridos na alimentação. Atenção especial é dada aos ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa (LCPUFAs) ômega-3 como o ácido eicosapentaenóico (EPA) e o ácido docosahexaenóico (DHA) devido à sua influência na prevenção e modulação de certas condições patológicas como a obesidade e doenças cardiovasculares e pela sua essencialidade no desenvolvimento do cérebro e retina. A principal fonte desses LCPUFAs são peixes, em especial os de águas marinhas frias e profundas. Estudos têm mostrado que esses óleos presentes nos peixes provêm da ingestão de organismos que constituem o zooplâncton, os quais têm as microalgas produtoras de LCPUFAs como seu principal alimento. Dentre as microalgas produtoras de altos perfis de EPA e DHA estão as diatomáceas, que, por esse motivo, se destacam para o estudo da rota biossintética de ácidos graxos poliinsaturados ômega-3 como uma fonte de genes. Com o objetivo de contribuir com o avanço do conhecimento de rotas de biossíntese de LCPUFAs, reportamos a análise parcial do genoma funcional da diatomácea Thalassiosira fluviatilis. Para tanto, foram confeccionadas duas bibliotecas de cDNA das diatomáceas produtoras de altos perfis de LCPUFAs, Thalassiosira fluviatilis e Chaetoceros muelleri e temos como meta futura realizar análise comparativa do genoma funcional das duas microalgas junto a outras informações de genoma funcional de algas já reportadas. Adicionalmente, buscando gerar ferramentas moleculares que possam ser utilizadas na produção de plantas oleaginosas capazes de produzir LCPUFAs por meio de transgenia, reportamos a clonagem e caracterização do gene codificador da enzima Δ6-dessaturase, a primeira enzima envolvida na biossíntese de EPA e DHA, responsável pela produção de ácido estearidônico, intermediário ao EPA produzido a partir do ácido α- linolenico. O cDNA usado para confeccionar a biblioteca de T. fluviatilis foi usado como template para amplificar e isolar o gene da Δ6-dessaturase por meio das técnicas de PCR e RACE. O gene obtido contém uma ORF de 1455 nucleotídeos, que codifica uma proteína putativa de 484 resíduos de aminoácidos. A seqüência total inclui uma região 3´ UTR de 120 nucleotídeos. A proteína predita apresenta um domínio citocromo b5 fusionado à extremidade N-terminal e três motivos histidina-box conservados como em outras dessaturases descritas, apresentando também alta identidade com a Δ6-dessaturase de Thalassiosira pseudonana. Ao todo foram seqüenciadas 1920 ESTs da biblioteca de cDNA de T. fluviatilis na extremidade 5´ e em seguida validadas e analisadas no programa Sistema Genoma. Dessas, 1090 foram validadas gerando 775 clusters, compreendendo 628 singletons e 147 contigs. Dentre os clusters, 165 apresentaram identidade com proteínas depositadas no GenBank, 109 apresentaram identidade com seqüências nucleotídicas de T. pseudonana e 36 clusters tiveram identidade com seqüências ESTs do GenBank. Um total de 579 clusters não apresentou identidade com nenhuma seqüência dentre os bancos e algoritmos analisados, sendo exclusivas de T. fluviatilis. Na mesma análise foram encontrados 7 genes de enzimas envolvidas com metabolismo de ácidos graxos sendo que 4 deles compreendem enzimas envolvidas na biossíntese de ácidos graxos poliinsaturados ômega-3, mostrando que é possível encontrar genes desta rota por meio do seqüênciamento massivo e gerando informações para entendimento da via de síntese de ácidos graxos ômega-3 dessa microalga. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Omega 3 polyunsaturated fatty acids are molecules found in oils that are of fundamental importance in the maintenance of human health, that need to be consumed by the humans. Special attention is given to the omega 3 long chain polyunsaturated fatty acids (LCPUFAs), like eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) due to their influence in the prevention and modulation of certain pathological conditions like obesity and cardiovascular diseases and by their essentiality to brain and retina development. The main sources of LCPUFAs are fishes, specially those of deep and cold marine waters. Several studies have demonstrated that these oils found in the fishes come from their zooplancton ingestion of organisms, which contain microalgae that produce large amounts of LCPUFAs. Among these microalgae are those of the diatomacea family, and due to these are good candidates for the study of the omega 3 biosynthetic pathway and corresponding genes. Here we report a partial functional genome analysis of the diatomacea Thalassiosira fluviatilis, with the objective of contributing to the further understanding of the biosynthetic pathway of LCPUFAs. To accomplish that, two cDNA libraries of two omega 3 diatomacea producers were constructed, Thalassiosira fluviatilis e Chaetoceros muelleri. It is our goal in the future to do a comparative functional genome analysis of the two microalgae with others reported in the literature. With the objective of generating molecular tools for molecular engineering of LCPUFAs in plants, we report the cloning and characterization of the gene encoding Δ6-desaturase, the first enzyme envolved in the synthesis of EPA and DHA, responsible for the production of the intermediate stearidonic acid from α- linolenic acid. T. fluviatilis cDNA, originally used to make the cDNA library, was used as a template to isolate and clone the gene encoding Δ6-desaturase using PCR and RACE approaches. The gene cloned has an ORF of 1455 nucleotides, encoding a putative protein of 484 aminoacid residues. The total sequence includes a 3´UTR of 120 nucleotides. The predicted protein has a cytochrome b5 domain fused at the N-terminal and three histidine-box conserved motifs as described in other desaturases; the predicted protein has also high identity with the Δ6-desaturase from Thalassiosira pseudonana. Regarding the analysis of the cDNA libray of T. fluviatilis, 1920 ESTs were ). Those, 1090 sequences were validated generating 775 clusters, comprehending 628 singletons and 147 contigs. Within the clusters, 165 presented identity with proteins deposited in the GenBank, 109 presented identity with nucleotide sequences of T. pseudonana and 36 clusters had identity with EST sequences from GenBank. A totality of 579 clusters did not have identity with any sequence within the bank and algorithms analyzed, being exclusives to T. fluviatilis. In the analysis were identified 07 genes envolved in the fatty acid metabolism, 04 of them been comprehending genes encoding enzymes envolved in the biosynthesis of omega 3 polyunsaturated fatty acids, indicating that it massive sequencing of EST is a good approach to cloning genes envolved in the omega 3 pathway in microalgae. sequenced starting from the 5´ end and the sequences validated and analyzed using the Program “Sistema Genoma” (www.genoma.embrapa.br).Those, 1090 sequences were validated generating 775 clusters, comprehending 628 singletons and 147 contigs. Within the clusters, 165 presented identity with proteins deposited in the GenBank, 109 presented identity with nucleotide sequences of T. pseudonana and 36 clusters had identity with EST sequences from GenBank. A totality of 579 clusters did not have identity with any sequence within the bank and algorithms analyzed, being exclusives to T. fluviatilis. In the analysis were identified 07 genes envolved in the fatty acid metabolism, 04 of them been comprehending genes encoding enzymes envolved in the biosynthesis of omega 3 polyunsaturated fatty acids, indicating that it massive sequencing of EST is a good approach to cloning genes envolved in the omega 3 pathway in microalgae.

O glutamato, principal neurotransmissor excitatório no sistema nervoso central (SNC), está envolvido em várias funções cerebrais e da retina, como aprendizado/memória, desenvolvimento e envelhecimento cerebral e função visual. No entanto, o aumento da concentração do glutamato na fenda sináptica pode levar a neurotoxicidade. A excitotoxicidade glutamatérgica está relacionada a várias desordens cerebrais, tanto agudas quanto crônicas. Manter o nível de glutamato em concentrações fisiológicas relevantes ao adequado funcionamento do SNC se faz necessário. Para tanto, existem transportadores específicos para o glutamato, responsáveis por controlar os níveis de glutamato na fenda sináptica. Os ácidos graxos essenciais ω3 vêm ganhando especial atenção de pesquisadores por seus efeitos sobre o SNC, tanto responsáveis pelo adequado desenvolvimento e funcionamento cerebral e da retina, quanto por sua ação neuroprotetora frente a patologias relacionadas com a excitotoxicidade glutamatérgica. Na presente tese, nós demonstramos que os ácidos graxos ω3 são importantes para a homeostasia do sistema glutamatérgico tanto no hipocampo quanto na retina de ratos. Uma dieta deficiente em ácidos graxosω3, mantida durante todo o período de desenvolvimento do SNC até a vida adulta, foi capaz de atrasar o desenvolvimento normal das sinapses glutamatérgicas, onde houve uma redução de proteínas sinápticas (NMDA, AMPA e α-CaMKII) no período pós-natal, promovendo alterações comportamentais na vida adulta de ratos, como comportamentos de hiperatividade e ansiedade. Os animais deficientes em ω3 também apresentaram déficits na memória aversiva de longa duração, que foi relacionado com uma baixa interação do receptor NMDA com a proteína cinase Fyn, bem como a redução dos níveis de DHAω3 e BDNF no hipocampo dos ratos. Os ácidos graxos ω3 preveniram as alterações sobre parâmetros do sistema glutamatérgico (queda na captação de glutamato, aumento de transportadores de glutamato GLAST e GLT-1) provocadas por um único evento convulsivo neonatal. Além disso, os animais deficientes em ácidos graxos ω3 apresentaram aumento no conteúdo de GFAP (proteína astrocitária) e redução no conteúdo de NeuN (proteína neuronal) independente do evento convulsivo. Os ácidos graxosω3 também preveniram o déficit de memória de curta duração na vida adulta dos ratos causado pela convulsão 5 neonatal. Na retina de ratos, a deficiência dos ácidos graxos ω3 causou alterações na captação de glutamato e no conteúdo do transportador GLT-1. Após um insulto isquêmico na retina, os animais deficientes em ácidos graxos ω3 apresentaram alterações em parâmetros do sistema glutamatérgico (queda na captação de glutamato, aumento de GLT-1 e EAAC1). Já nos animais que receberam ácidos graxos ω3, o conteúdo de GLT-1 foi maior tanto basal quanto isquêmico, e somente o EAAC1 foi modulado. Nossos resultados mostram a importância dos ácidos graxos ω3 em manter a homeostasia glutamatérgica, contribuindo para o adequado desenvolvimento, funcionamento e proteção do SNC e da retina. / The main excitatory neurotransmitter in central nervous system (CNS), glutamate, is involved in many functions in brain and retina, such as learning / memory, brain and retina development and aging, and visual process. However, increased glutamate concentrations in synaptic cleft could lead to neurotoxicity. Glutamate excitotoxicity was related to many neurological acute and chronic disorders. Keeping glutamate at relevant physiological concentrations to adequate CNS function is necessary. The high affinity glutamate transporters are responsible to maintain glutamate below neurotoxic levels, preventing excitotoxicity. The essential omega-3 fatty acids (ω3) have received attention from scientific community because of its effects on brain development and neuroprotection against pathologies related to glutamatergic excitotoxicity. In the present thesis, we demonstrated that dietary ω3 fatty acids are important for glutamatergic system homeostasis in the hippocampus and retina of rats. A ω3 deficient diet, maintain since gestation until adulthood, was capable to delay the normal glutamatergic synapse development, with a reduction in synaptic proteins (NMDA, AMPA and αCaMKII) in the postnatal period, promoting behavioral alterations in adulthood in rats (hyperactivity and anxiety-like behavior). The deficient animals also presented aversive long-term memory deficit, which was related to reduction in the interaction of NMDA receptor with Fyn kinase protein, as well as in DHA and BDNF hippocampal content in rats. Dietary ω3 fatty acids prevented alterations on glutamatergic system functionality (decrease in glutamate uptake activity, increase in glutamate transporters GLAST and GLT-1 contents) caused by one single neonatal seizures episode. Dietary ω3 fatty acids also prevented aversive short-term memory deficit in adulthood caused by neonatal seizures. In the retina, ω3 deficiency caused decrease in glutamate uptake and reduction in GLT-1 content in basal conditions. After ischemic insult in the retina, ω3 deficient rats presented alteration on parameters of glutamatergic system evaluated (decrease in glutamate uptake activity, increase in GLT-1 and EAAC1 transporters). In ω3 adequate rats, GLT-1 content was higher in basal and ischemic conditions, and only EAAC1 was increase after ischemia. Taking together, our data show the importance of dietary ω3 fatty acids to maintain glutamatergic system homeostasis, contributing to adequate development, function and protection of CNS and retina.

Tendo em vista que populações de países industrializados aumentaram significativamente o consumo total de gordura, especialmente a saturada, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do consumo de dietas ricas em gordura saturada ou com azeite de oliva virgem sobre peso corporal, consumo calórico e parâmetros bioquímicos em ratos. Quatro grupos de animais foram alimentados durante 16 semanas com 4 diferentes dietas: normocalórica com 9,12% óleo de soja (NOS); hipercalórica óleo de oliva (HOO), com 43,2% óleo de oliva virgem; hipercalórica com 43,2% de gordura saturada (ácidos palmítico, mirístico e esteárico) (HGS); e normocalórica com 43,2% de gordura saturada (NGS). Após o período de tratamento, foram realizadas medidas de síntese e concentração de glicogênio hepático, dosagens de colesterol total e triacilgliceróis em plasma e fígado e testes de tolerância à glicose (TTG) e à insulina (TTI). Animais foram sacrificados por decapitação, sangue foi coletado para as dosagens bioquímicas e fatias de fígado (100-150mg) foram pesadas para as incubações e dosagens bioquímicas. Tecido adiposo foi retirado e pesado para comparação entre os grupos. Durante todo o período de tratamento, animais do grupo HGS consumiram mais e os do grupo HOO menos calorias diárias. Ratos que comeram dieta com gordura saturada ‘ad libitum’, isto é, HGS e NOS, tinham maior peso corporal do que os outros, mas os ratos com dieta HGS tiveram maior deposição de gordura retroperitoneal. Em fígado, a síntese e a concentração de glicogênio foram maiores nos ratos que comeram dieta rica em gordura saturada (HGS e NGS). Em músculo sóleo a síntese de glicogênio só estava aumentada nos animais do grupo NGS. A captação de glicose em músculo sóleo não apresentou diferenças entre os grupos. O GTT teve área sob a curva (AUC) maior no grupo HOO, mas o ITT foi normal. Em plasma, o colesterol total foi maior em HGS e menor em NGS e os triacilgliceróis foram menores em HOO e maiores em HGS. Em fígado, colesterol total e triacligliceróis estavam elevados em todos os animais com dietas HL, porém, foram mais altos no grupo HOO com relação aos outros grupos. A atividade da enzima paraoxonase 1 (PON1) que é relacionada com colesterol HDL, foi menor no grupo HGS. A dosagem de ácidos graxos livres (AGLs) não mostrou diferença significativa entre os grupos, mas observou-se uma tendência a aumento nos animais HGS. Estes resultados sugerem uma correlação positiva entre o consumo de dietas hiperlipídicas com alterações metabólicas. A dieta hiperlipídica com gordura saturada quando ingerida ‘ad libitum’ causou efeitos negativos sobre parâmetros tais como consumo calórico total, perfil lipídico e deposição de gordura, embora a dieta rica em gordura monoinsaturada tenha causado elevação na AUC do GTT e elevação da concentração de CT e TAG em fígado sem alterações no plasma. Mais estudos são necessários para compreensão dos efeitos de tais dietas em parâmetros como tolerância à glicose, síntese e concentração hepática de glicogênio, concentração de TAG e colesterol hepático. O presente estudo estende o conhecimento sobre suas ações no metabolismo intermediário. / Given that populations of industrialized countries increased the total intake of dietary fat, especially saturated fat, in relation to other types of fat, the objective of the present investigation was to evaluate the effects of consumption of diets rich in saturated fat or with virgin olive oil on body weight, caloric consumption and some biochemical parameters in rats. Four groups of animals were fed for 16 weeks with four different diets: normocaloric with 9.12% of the soybean oil (NSO); hipercaloric olive oil (HOO), with 43.2% of the virgin olive oil; hypercaloric saturated fat (HSF), with 43.2 % of the saturated fat (palmitic, stearic and myristic acids) and normocaloric with 43.2% saturated fat (NSF). After the treatment, animals were sacrificed by decapitation, blood was collected for biochemical testing and liver slices (100- 150 mg) were weighed for incubations and biochemical measurements. Adipose tissue was removed and weighed for comparison between groups. Hepatic glycogen synthesis and concentration, total cholesterol and triacylglycerol in plasma and liver and glucose tolerance test (GTT) and insulin tolerance test (ITT) were performed. Throughout the treatment period, the HGS group consumed more and HOO group less calories daily. Rats that ate a diet with saturated fat ‘ad libitum', ie HGS and HOO, had higher body weight than others, but HGS had higher retroperitoneal fat deposition. In liver, glycogen synthesis and concentration were higher in rats under a diet rich in saturated fat (HGS and NGS). In soleus muscle glycogen synthesis was increased only in group NGS. The glucose uptake in soleus muscle showed no differences between groups. The GTT had area under the curve (AUC) higher in group HOO, but the ITT was normal. In plasma, total cholesterol was higher in HGS and lowest in NGS and triacylglycerols were lower in HOO and larger in HGS. In liver, total cholesterol and tryacliglicerols were elevated in all animals under HL diets, however, were higher in group HOO that in the others. The activity of the paraoxonase 1 enzyme (PON1), that is related to HDL cholesterol, was lower in HGS. The determination of free fatty acids (FFAs) showed no significant difference between groups, but there was a tendency to increase in animals HGS. These results suggest a positive correlation between the consumption of high fat diets with metabolic changes. The high fat diet with saturated fat intake when ‘ad libitum' caused negative effects on parameters such as total calories, cholesterol and fat deposition, although the diet rich in monounsaturated fat has caused an increase in the AUC of GTT and increased concentration of TC and TAG in liver without changes in plasma. More studies are needed to understand the effects of such diets on parameters such as glucose tolerance, synthesis and hepatic glycogen concentration, TAG concentration and hepatic cholesterol. The present study extends knowledge about their actions in intermediary metabolism.

A produção de hidrogênio pelo processo fermentativo sofre influência da concentração e das características do substrato orgânico, do valor do pH do efluente e da concentração de lodo no reator. A determinação da atividade hidrogênica específica de substratos orgânicos e de lodos pode auxiliar na análise do volume de hidrogênio produzido durante a fermentação, na produção de ácidos graxos voláteis, no grau de acidificação e avaliar a toxicidade de compostos aos microrganismos produtores de hidrogênio. Para determinação das condições ideais para a medida da atividade hidrogênica específica foram realizados testes em batelada utilizando glicose como fonte de matéria orgânica nas concentrações de 1.000, 2.000, 4.000, 8.000, 12.000, 16.000 e 20.000 mg.DQO.L-1. Foram testados os valores de pH de 5,0; 5,5; 6,0 e 6,5 e as concentrações de lodo de 1.250; 2.500; 5.000 e 7.500mgSVT.L-1. A maior atividade hidrogênica obtida foi de 483 mLH2.gSVT-1.h-1, para o valor de DQO de 12.000mgO2.L-1, no valor de pH igual a 6,0 e concentração de lodo de 2.500mgSVT.L-1. O maior volume de hidrogênio produzido foi de 38mL.gDQO-1 no valor de DQO de 16.000mgO2.L-1, no pH de 5,5 e concentração de lodo de 5.000mgSVT.L-1. A análise dos ácidos graxos voláteis indicou que os maiores percentuais de ácido acético e ácido propiônico foram obtidos quando o valor do pH testado foi de 6,5, na concentração SVT de 7.500mg.L-1. Nas demais condições estudadas, o ácido butírico foi o ácido graxo volátil predominante no efluente. O valor do grau de acidificação foi influenciado provavelmente pela matéria orgânica proveniente do lodo, resultando em valores acima de 1,0. Testes de medida da atividade hidrogênica específica realizados com diferentes substratos orgânicos (ácido propiônico, ácido butírico, efluente protéico, glicerol e efluente do processo de produção de fungicida) permitiram avaliar a aplicabilidade do teste de atividade e o potencial que os substratos orgânicos possuem para gerar hidrogênio. Foram utilizadas as concentrações de matéria orgânica apresentadas acima, valor do pH inicial igual a 6,0 e concentração de lodo de 2.500mgSVT.L-1 . A maior atividade hidrogênica e volume de hidrogênio produzido foram obtidas para o efluente protéico, 6,8mLH2.gSVT-1.h-1 e 1,74mL.gDQO-1, respectivamente. O ácido graxo volátil encontrado em maior porcentagem após a fermentação dos substratos orgânicos foi o ácido acético. Foi observado alto grau de acidificação nos testes com o ácido butírico devido as altas concentrações residuais no efluente. A influência do controle no valor do pH sobre os microrganismos produtores de hidrogênio foi avaliada em testes com e sem controle de pH, utilizando glicose como fonte de matéria orgânica na concentração de 12.000mg.DQOL-1, nos valores de pH de 5,0; 5,5 e 6,0 e na concentração de lodo de 2.500mgSVT.L-1. Os resultados indicaram que as maiores porcentagens de hidrogênio, produção de ácidos graxos voláteis, grau de acidificação e remoção de matéria orgânica ocorreram quando não houve o controle do pH, indicando que há a necessidade de um ajuste inicial no valor do pH, porém o controle pode prejudicar o desempenho do processo. Além disso, foi estudada a otimização do processo de produção de hidrogênio a partir de efluente da suinocultura, utilizando reatores anaeróbios seqüenciais em batelada, um reator acidogênico e outro metanogênico. Foram analisados o controle do tempo de detenção celular e os efeitos do pH e da temperatura da fase acidogênica sobre a produção de hidrogênio. No reator acidogênico foram testados os tempos de detenção celular de 1,4; 1,7 e 2,5 dias, os valores de pH de 5,0 e 6,0 e as temperaturas ambiente (de 15 a 25°C), 35ºC e 55ºC. A maior concentração de hidrogênio obtida no biogás foi de 21,3 %, para o tempo de detenção celular de 1,4 dia, o valor do pH inicial ajustado para 5,0 e na temperatura de 35ºC. Nesta condição foi verificado o aumento na concentração de ácidos graxos voláteis no efluente do reator acidogênico, indicando a ocorrência da hidrólise das substâncias complexas e conseqüente aumento na concentração de hidrogênio. / Hydrogen production by fermentation process is influenced by the concentration and characteristics of organic substrate, the effluent pH value and biomass concentration. The determination of specific hydrogenic activity of organic substrates and biomass can be a tool to analyze the hydrogen volume produced during the fermentation, the volatile fatty acids production, the degree of acidification and evaluated compounds toxicity to the hydrogen producing microorganisms. To determine the ideal conditions for the measurement of specific hydrogen activity were realized batch tests using glucose as source of organic matter at concentrations of 1,000, 2,000, 4,000, 8,000, 12,000, 16,000 and 20,000mg.COD.L-1. The pH values tested were 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5 and the biomass concentration of 1,250, 2,500, 5,000 and 7,500mgTVS.L-1. The higher hydrogen activity was 483mLH2.gTVS-1.h-1 for the organic matter concentration of 12,000mg.L-1, pH value of 6.0 and biomass concentration of 2,500mgTVS.L-1. The higher hydrogen volume produced was 38mL.gCOD-1 in the initial organic matter concentration of 16,000mg.L-1, at pH value 5.5 and sludge concentration of 5,000mgTVS.L-1. Volatile fatty acids analysis indicated that the highest percentage of acetic acid and propionic acid were obtained when the pH tested was 6.5, at biomass concentration of 7,500mgTVS.L-1. In other studied conditions, the butyric acid was the predominant volatile fatty acids in the effluent. The degree of acidification value was probably affected by organic matter from sludge, resulting in values above 1.0. Tests measuring the specific hydrogen activity were performed with different organic substrates (propionic acid, butyric acid, proteic effluent, glycerol and fungicide production effluent) permitted to evaluate the applicability of the activity test and the potential that organic substrates have to produce hydrogen. Using the organic matter concentrations presented above, initial pH value equal to 6.0 and biomass concentration of 2,500mgTVS.L-1. The higher hydrogen activity and hydrogen volume produced were obtained for the proteic effluent, 6.8mLH2.gTVS-1.h-1 and 1,74mL.gCOD-1, respectively. The volatile fatty acid found in highest percentage after fermentation of organic substrates was acetic acid. A high degree of acidification was observed on tests with butyric acid due the high residual concentration in the effluent. The influence of pH control on hydrogen producing microorganisms was evaluated in tests with and without pH control, using glucose as organic matter source at concentration of 12,000mg.COD.L-1, the pH values tested was 5.0, 5.5 and 6.0 and the biomass concentration was 2,500mgTVS.L-1. The results indicated that the higher hydrogen percentages, volatile fatty acid production, degree of acidification and organic matter removal occurred when the pH was not controlled; indicating that an initial adjustment in the pH was needed, but the control may affect the process performance. Additional studies about the optimization of hydrogen production from raw swine waste using two batch anaerobic reactors, one acidogenic reactor and other methanogenic reactor were performed. The influence of sludge age and the pH and temperature effects on acidogenic phase were analyzed. In acidogenic reactor were tested the sludge ages of 1.4, 1.7 and 2.5 days, pH values of 5.0 and 6.0 and temperatures: ambient (15 to 25°C), 35°C and 55°C .The higher hydrogen concentration in the biogas was 21.3% for the sludge age of 1.4 days, initial pH equal to 5.0 and temperature 35 °C. In this condition there was an increase in volatile fatty acids concentration in the acidogenic reactor effluent, indicating the occurrence of complex substances hydrolysis and consequently the increase in hydrogen concentration.

A obesidade caracterizada pelo excesso de tecido adiposo está associada a comorbidades como diabetes mellitus tipo 2 (DMT2), hipertensão arterial, doenças cardiovasculares e alguns tipos de câncer. Para pacientes considerados obesos mórbidos (OBM) (IMC>40Kg/m²) a melhor opção terapêutica é a cirurgia de bypass gástrico em Y de Roux (RYGB). Estudos clínicos mostram que após esse procedimento os indivíduos OBM com DMT2 melhoram seu estado. Uma explicação para esse fenômeno é a mudança anatômica que ocorre no trato gastrintestinal, alterando assim a produção das incretinas, GIP e GLP-1, que promovem a liberação de insulina. Essas incretinas são liberadas pela mucosa do intestino delgado na forma de próhormônios e necessitam da ativação feita pela enzima PC 1/3. Carboidratos e ácidos graxos estimulam sua liberação. Após exercerem sua ação são inativadas pela enzima DPP-IV. Logo o objetivo desse trabalho foi a quantificação de mRNA de pró-glucagon, GIP, PC1/3 e DPP-IV em jejuno proximal de OBM DMT2 e não diabetes mellitus tipo 2 (NDM2) , bem como avaliar o efeito, in vitro, de ácidos graxos monoinsaturados cis, trans e glicose sobre esse tecido. O jejuno foi obtido de indivíduos OBM submetidos RYGB. Para a quantificação basal do mRNA dos genes de interesse, o tecido (n=25) retirado na cirurgia foi diretamente imerso em TRIzol para a extração do RNA total. O mRNA foi quantificado pela reação em cadeia da polimerase (qRTPCR). Para avaliar o efeito dos ácidos graxos in vitro, o jejuno (n=5) foi fatiado (400 µm) e incubado em meio DMEM suplementado com 50 µM de acido oléico, elaidico, vaccênico ou 11 mM de glicose por 4 horas a 37°C em atmosfera de 5% de CO2 Entre OBM DMT2 e NDM2 não houve diferença estatística na expressão do mRNA de GIP, GLP-1 e DPP-IV, apenas observamos que indivíduos NDM2 tem tendência a uma maior expressão do mRNA de PC1/3 (p=0,065). No entanto, alguns pacientes não expressaram mRNA de PC1/3. A expressão dos genes estudados foi heterogênea, permitindo a divisão dos pacientes em alta e baixa expressão de GIP, sendo este utilizado como gene calibrador. Constatamos que a expressão de mRNA dos demais genes acompanham o perfil de expressão de GIP. Os testes in vitro revelaram que o ácido oléico diminuiu a expressão do mRNA de DPP-IV; o ácido vaccênico, aumentou significante a expressão do mRNA de próglucagon; e o ácido elaídico, não modulou a expressão dos genes estudados nesse trabalho. O tratamento com alta concentração de glicose aumentou o mRNA da enzimas PC1/3 e DPP-IV. Em conclusão, OBM NDM2 e DMT2 apresentaram expressão heterogênea desses genes não permitindo verificar diferença significativa entre os grupos. Alguns pacientes não expressaram o mRNA da PC1/3, e NDM2 transcreveram maior quantidade de mRNA desta enzima. Sugerimos que no jejuno proximal, os ácidos oleico e vaccênico da dieta, agem diretamente sobre as células e modulam os níveis das incretinas, diminuindo a expressão do mRNA da DPP-IV e aumentando o pró-glucagon, respectivamente. A glicose em altas concentrações estimula a transcrição das enzimas envolvidas na síntese e degradação das incretinas, podendo interferir na homeostase do metabolismo da glicose. Nossa pesquisa revela que a região do intestino que receberá diretamente o alimento após a cirurgia, pode ser modulada por este, principalmente se apresentar lipídeos e carboidratos na sua constituição. Maior atenção deve ser dada a estes pacientes do ponto de vista nutricional. / The obesity characterized by excess of adipose tissue is associated with comorbidities such as type 2 diabetes mellitus (T2DM), hypertension, cardiovascular disease and some types of cancer. For patients considered morbidly obese (OBM) (BMI> 40Kg/m²) the best therapeutic option is Roux- en- Y gastric bypass (RYGB). Clinical studies show that after this procedure, individuals with OBM T2DM improve this state. One explanation for this phenomenon is the anatomical change that occurs in the gastrointestinal tract, thereby altering the production of incretins, GIP and GLP-1, those promote the release of insulin. These incretins are released in the prohormones form by mucosa of small intestine and require the activation by the enzyme PC 1/3. Carbohydrates and fatty acids stimulate its release. After act they are inactivated by enzyme DPP-IV. Once the objective of this study was to quantify the mRNA of proglucagon, GIP, PC1/3 and DPP-IV in the proximal jejunum of OBM without type 2 diabetes mellitus (NDM2) and with T2DM and to evaluate the effect in vitro of fatty acids cis and trans monounsaturated and high glucose on this tissue. The jejunum was obtained from individuals OBM undergo RYGB. For the quantification of basal mRNA of these genes, the tissue removed at surgery was directly immersed in TRIzol for extraction of total RNA. The mRNA expression was quantified by polymerase chain reaction (qRT-PCR). To evaluate the effect of fatty acids in vitro, the jejunum was sliced (400 µm) and incubated in DMEM supplemented with 50 µM of oleic, elaidic, vaccênic acid or 11 mM of glucose for 4 hours at 37°C in an atmosphere of 5% CO2. Between OBM T2DM and NDM2 no statistical difference was observed in the expression of mRNA of GIP, GLP-1 and DPP-IV, only NDM2 tend to have greater expression of mRNA of PC1/3 (p=0.065). Furthermore, some patients did not express mRNA of PC1/3. The expression of genes studied was heterogeneous, allowing the division of patients into high and low expression of GIP, which was used as a calibrator gene. So, we found that the expression of mRNA of other genes accompany this profile. The in vitro tests showed that oleic acid decreased the DPP-IV mRNA expression, the vaccenic acid, significantly increased the proglucagon mRNA expression and elaidic acid not modulated the expression of genes studied in this work. Treatment with high concentration of glucose increased the mRNA of enzymes PC1/3 and DPP-IV. In conclusion, OBM NDM2 and T2DM showed heterogeneous expression of these genes consequently did not permit verifying significant differences between groups. Some patients do not express the mRNA of PC1/3 and NDM2 transcribe major amount of mRNA of this enzyme. We suggest that in the proximal jejunum, the oleic and vaccenic acid of diet, act directly on cells and modulate incretins levels, reducing the expression of DPP-IV mRNA and increasing the proglucagon, respectively. Glucose at high concentrations stimulates the transcription of enzymes involved in synthesis and degradation of incretins and may interfere with the homeostasis of glucose metabolism. Our research shows that this intestine region that directly receives the food after the surgery, can be modulated by foods that contains especially fat and carbohydrate. Greater attention should be given to these patients about nutritional view.

Atualmente o óleo microbiano está sendo intensivamente estudado com a intenção de suprir o mercado que o consome, principalmente tendo um grande interesse no emprego como uma fonte alternativa de biocombustível, sendo limpa e renovável. Com o objetivo de otimizar a produção do óleo microbiano, o presente trabalho avaliou a produção de biomassa, lipídeos e composição de ácidos graxos da levedura Candida zeylanoides QU 33 quando cultivada em diferentes fontes de carbono (lactose, glicose, glicerol e xilose), nitrogênio (sulfato de amônio, nitrato de amônio, peptona e extrato de levedura), assim como diferentes condições de cultivo (temperatura, agitação, pH e razão carbono/nitrogênio). Este trabalho também apresenta uma técnica de triagem de acumulo de lipídeo intracelular, com a metodologia do Vermelho de Nilo, na qual as células boas acumuladoras de lipídeo emitiram fluorescência amarelo-ouro. A composição de ácidos graxos do óleo produzido pela C. zeylanoides QU33 quando cultivada em glicose com diferentes fontes de nitrogênio apresentou potencial na utilização como matéria prima tanto para o biodiesel quanto para indústria de alimentos. O uso combinado de glicose com sulfato de amônio pela C. zeylanoides QU33 resultou na produção de óleo com elevado teor de ácidos graxos poli-insaturados. Feita a triagem dos fatores que mais interferiram na produção do óleo microbiano, foi delineado um modelo experimental usando a metodologia de superfície de reposta a fim de otimizar a produção de lipídeo intracelular por esta levedura. / Currently, microbial oil is being intensively studied aiming to suply the consumer market, especially with a great interest in its use as an alternative source of biofuel, clean and renewable. Aiming the optimization of the production of microbial oil, in the present work it was evaluated the production of biomass, lipids and the fatty acid composition of the yeast Candida zeylanoides QU 33 when cultivated with different carbon sources (lactose, glucose, glycerol and xylose), nitrogen (ammonium sulfate, ammonium nitrate, peptone and yeast extract), as well as different culture conditions (temperature, shaking speed, pH and carbon/nitrogen ratio). A new screening methodology for the evaluation of intracellular lipid accumulation is also presented, using Nile Red, in which the cells that are good lipid producers present a golden-yellow fluorescence. The fatty acid composition of the oil produced by C. zeylanoides QU33 cultivated in glucose and different nitrogen sources presented potential for use as raw material for biodiesel production or at the food industry. The combined use of glucose and ammonium sulfate by C. zeylanoides QU33 resulted in the production of oil with elevated levels of polyunsaturated fatty acids. After the evaluation of the factors that mainly interfered in the production of microbial oil, an experimental model was designed using the response surface methodology for optimization of the production of intracellular lipids by this yeast.

Submitted by Heitor Rapela Medeiros (heitor.rapela@ufpe.br) on 2015-03-06T19:15:41Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO MESTRADO_ADRIANO_BENTO.pdf: 2337385 bytes, checksum: 1e67c96716e6f05db5c1e37015dfd485 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T19:15:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO MESTRADO_ADRIANO_BENTO.pdf: 2337385 bytes, checksum: 1e67c96716e6f05db5c1e37015dfd485 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-14 / O objetivo desta dissertação foi avaliar em ratos adultos, os efeitos da desnutrição protéica perinatal no metabolismo energético do músculo esquelético isolado submetido à estimulação adrenérgica. Ratas Wistar foram divididas em dois grupos de acordo com a manipulação nutricional durante toda gestação e lactação: o grupo controle recebeu uma dieta com 17% caseína (C, n=6) e o grupo desnutrido recebeu uma dieta com 8% de caseína (LP, n=6). O peso corporal e o consumo alimentar foram avaliados semanalmente. No primeiro dia após o nascimento foi verificado o tamanho e o peso das ninhadas. Após o desmame os filhotes receberam dieta padrão de biotério e foram avaliados quanto ao peso corporal, comprimento corporal e o ganho de peso corporal até a idade adulta. Aos 100 dias de idade os animais foram submetidos a um jejum de 12 horas e foram sacrificados para retirada dos tecidos. Foi retirado o sangue do animal para avaliar, através de espectrofotometria e ELISA, as concentrações séricas de proteínas totais, glicose, colesterol, triglicerídeos, leptina e insulina. Ambos, os músculos sóleo e EDL foram removidos e incubados em equipamento de banho isolado de tecidos por duas horas com fenilefrina 10-5 M, um agonísta seletivo do receptor α1- adrenérgico, ou com isoprenalina 10-5 M, um agonista dos receptores β1- e β2- adrenérgico. Após a estimulação adrenérgica dos músculos, foram avaliadas a atividade das enzimas citrato sintase, PFK e β-HAD. Nossos resultados demonstram que animais submetidos à desnutrição protéica perinatal apresentam menor peso no nascimento e maior ganho de peso pós-natal. Com relação às avaliações do soro observamos apenas uma redução na concentração de proteínas totais em animais desnutridos. No músculo sóleo, foi observado que animais desnutridos apresentaram menor atividade da enzima β-HAD e que mesmo quando estimulados com α ou β agonistas a atividade desta enzima permaneceu reduzida. No músculo EDL, a atividade das enzimas PFK e CS foi maior em animais desnutridos em relação ao controle. Quando tratados com isoprenalina animais desnutridos apresentaram redução da atividade da enzima PFK e um aumento da atividade da enzima β-HAD em relação aos animais desnutridos que foram tratados com fenilefrina e os que não foram tratados. O presente estudo mostrou que a desnutrição protéica perinatal programa o metabolismo energético de forma diferente em dois tipos de músculos esqueléticos. No músculo predominantemente oxidativo, diminui a atividade da enzima chave da beta oxidação de ácidos graxos, sendo este efeito persistente mesmo quando estimulados com agonistas adrenérgicos. Enquanto que, no músculo predominantemente glicolítico, aumenta a atividade de enzimas chaves do metabolismo dos carboidratos e quando estimulados com β-agonista adrenérgico induz o metabolismo dos ácidos graxos e inibe o metabolismo glicolítico.

Submitted by Eduardo Barros de Almeida Silva (eduardo.philippe@ufpe.br) on 2015-04-14T14:32:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Rodrigo do Nascimento.pdf: 1848089 bytes, checksum: a592c0f02755135ee31718a092d73cf2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-14T14:32:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Rodrigo do Nascimento.pdf: 1848089 bytes, checksum: a592c0f02755135ee31718a092d73cf2 (MD5) Previous issue date: 2013-09-30 / A Caatinga é uma formação vegetacional localizada na região semiárida do Nordeste brasileiro, que apresenta clima predominantemente seco com uma vegetação xerófila decorrente de longos períodos de seca e temperaturas altas. Devido a sua grande biodiversidade essa região tem sido alvo de estudos, destacando a busca de novos compostos que inibam o crescimento de microrganismos, em vista das altas taxas de resistência destes aos antibióticos tradicionais. A presente pesquisa determinou a composição química e atividade anti-Staphylococcus aureus dos ácidos graxos e óleos essenciais extraídos das sementes de Syagrus coronota (Mart.) Becc. (Arecaceae), conhecido popularmente por ouricuri, uma planta endêmica da Caatinga. Os óleos essenciais das sementes foram extraídos através da técnica de hidrodestilação. Os ácidos graxos foram extraídos com hexano a frio. Os óleos essenciais e ácidos graxos foram diluídos em água e Tween 80. A atividade antimicrobiana foi realizada através da técnica de microdiluição seriada para determinação da CMB e CMI de óleos essenciais e ácidos graxos de S. coronata frente a S. aureus. Os óleos essenciais foram identificados através de cromatografia gasosa acoplada a um espectrômetro de massas (GC/MS). Os ácidos graxos foram submetidos a uma reação de esterificação para posterior identificação através do GC/MS. Através de análises cromatográficas foram encontrados 55 compostos no óleo essencial de S.coronata sendo o α- Felandreno (26,26%), trans- Cariofileno (18,01%) e β- Felandreno (12,93%) os compostos majoritários. Os principais ácidos graxos identificados ambos saturados foram ácido dodecanóico e ácido tetradecanóico com 41,58 e 9,68%, respectivamente, seguido pelo ácido 9-octadecenóico (ácido graxo monoinsaturado) com 23,81%. Apenas um ácidos graxo poli-insaturado foi identificado, o ácido 9,12-octadecadienóico com 3,59%. O óleo essencial apresentou valores de CIM variando de 0,02 a 0,04 μg/mL e valores de CMB de 0,04 a 0,32 μg/mL para as linhagens de S. aureus avaliadas. Os ácidos graxos apresentaram uma concentração inibitória mínima de 0,39 a 1,52 μL/mL e concentração bactericida mínima de 0,32 a 3.04 μL/mL para os isolados avaliados. Os resultados encontrados demonstram que o óleo essencial e os ácidos graxos extraídos de sementes de S. coronata possuem um excelente potencial antimicrobiano, podendo ser uma alternativa no tratamento de infeções causada por bactérias multirresistentes.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1539_1.pdf: 3103545 bytes, checksum: d7cee6d311d78e4cd8591b1506f3dd61 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Ácidos graxos essenciais (AGEs) são fundamentais para o desenvolvimento normal do cérebro especialmente durante a gestação e o aleitamento e de significância para a neurogênese, diferenciação neuronal e sinaptogênese, podendo exercer atividades antioxidativas e antiinflamatórias. No presente estudo investigamos se deficiência crônica em ácido linoléico e ácido alfa-linolênico por até duas gerações altera a distribuição e diferenciação de neurônios dopaminérgicos presentes na substância negra compacta (RD) e na substância negra reticulada (RV) os quais diferem do ponto de vista morfológico, neuroquímico e funcional. Ratos Wistar foram alimentados a partir do acasalamento com dieta balanceada e subdivididos, de acordo com a fonte lipídica utilizada nas suas dietas, em grupo controle (C; óleo de soja) e grupo deficiente em AGEs (DAGEs; óleo de coco). Os filhotes da primeira geração (F1) foram analisados aos 90-101 dias e os da segunda geração (F2) aos 30-42 dias. Secções sagitais do encéfalo foram processadas para identificação dos neurônios dopaminérgicos a partir da imunorreatividade à enzima tirosina hidroxilase (TH). Análises dos limites citoarquitetônicos da substância negra (SN), tamanho do soma e número total de neurônios dopaminérgicos foram realizadas ao nível medial deste núcleo. Homogenados do mesencéfalo ventral foram processados por imunoblot para análise dos níveis protéicos da TH. Os resultados evidenciaram que a deficiência crônica em AGEs reduziu o peso corpóreo de animais adultos de F1 (C: 381,18g ± 10,56 e DAGEs: 355g ± 10,84 (p<0,01) e a evolução ponderal dos animais de F2 do nascimento a 30 dias (p<0,01). Redução no número (C: 282,20 ± 6,65 e DAGEs 238,83 ± 12,02; p<0,05) e aumento na área do soma (C: 237,88&#956;m2 ± 3,44 e DAGES: 259,25&#956;m2 ± 3,37; p<0,01) de neurônios dopaminérgicos foram observados na RD, mas não na RV, dos animais adultos de F1. A deficiência em AGEs por duas gerações reduziu os níveis da TH em homogenados do mesencéfalo ventral (p<0,001) e a área do soma dos neurônios dopaminérgicos em ambas regiões (C: 285,07&#956;m2 ± 3,4 (RD); 347,63 &#956;m2 ± 3,83 (RV) e DAGEs: 257,03 &#956;m2 ± 4,62 (RD); 331,41&#956;m2 ± 4,89 (RV), p<0,05). No entanto, apenas na RD foi observada uma redução no número de neurônios dopaminérgicos (C: 268,57 ± 18,67 e DAGEs: 221,71 ± 6,99 p<0,05). Conclusões: Os resultados evidenciam a importância dos AGEs para o desenvolvimento da substância negra e indicam uma maior vulnerabilidade dos neurônios dopaminérgicos da pars compacta em relação aos da pars reticulada a lesões induzidas pela deficiência crônica destes macronutrientes. Além disto, os dados também reforçam a importância dos AGEs para o desenvolvimento de regiões encefálicas envolvidas com funções motoras e cognitivas bem como para a prevenção de processos neurodegenerativos

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6482_1.pdf: 1640837 bytes, checksum: 0a906e507f700198cd52afca0587825f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Os fungos filamentosos da ordem Mucorales são conhecidos por possuírem elevadas concentrações de ácidos graxos da família ômega 6. Neste sentido, foi investigada a produção de ácidos graxos poliinsaturados PUFAs por Cunninghamella elegans UCP 542 (Ordem Mucorales), utilizando glicerina e milhocina como substratos alternativos, visando à minimização dos custos de produção. Os estudos foram realizados empregando-se um planejamento fatorial 22, tendo como variável resposta crescimento radial e morfologia, produção de biomassa, lipídeos totais e ácidos graxos. A partir dos resultados obtidos observou-se que a glicerina e a milhocina não influenciou na estrutura morfológica da C. elegans, no entanto, estatisticamente estas fontes influenciaram no crescimento radial. O pH influenciou na produção de biomassa e de lipídeos. O ensaio 4 (7,9ml/L de glicerina, e 0,2g asparagina) e o ensaio 4 (7,9ml/L de glicerina, 0,2g asparagina e 6% de milhocina) apresentaram maior produção de biomassa (1,7g/L) e (2,5g/L) e lipídeos totais (8,0%) e (8,0%), respectivamente. A glicerina e a milhocina aumentaram a produção do ácido palmitico em 100 e 560 vezes a produção do ácido Linoléico, e reduziram a concentração do ácido Oléico e do ácido Gamalinolênico. Portanto, os rejeitos agroindustriais (glicerina e milhocina) mostraram que podem ser fontes alternativas de carbono e nitrogênio, a fim de propiciar a produção de insumos biotecnológicos de elevado valor agregados e de baixo custo