SOUZA, Ricardo Basto. Alga marinha vermelha Gracilaria cornea: novas perspectivas biotecnológicas e implicações neurofarmacológicas. 2015. 264 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, 2015. / Submitted by Vitor Campos (vitband@gmail.com) on 2016-09-05T23:02:44Z No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-09-06T11:26:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T11:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) Previous issue date: 2015 / The red seaweed Gracilaria cornea is presented as a natural source still little explored, with potential bioactive, such as sulfated polysaccharides. Its sulfated polysaccharide, agaran-type (AS-Gc), wherein its structure and has anti-inflammatory and anti-nociceptive activity reported in the literature. However, methodological evaluations in their extraction process as well as new potential biological activities are still little reported in the literature. Thus, this study aimed to analyze a new reagent for isolation of AS-Gc and then evaluate its effects and possible mechanisms of action on valuation models psychotropic activity and neuroprotective in vivo and in vitro. Initially, we evaluated the method for isolating sulfated polysaccharides from algae G. cornea using isoamyl alcohol (IAA), in relation to the classical method using 1-hexadecylpyridinium chloride (CPC), considering qualitative and quantitative parameters (percentage yield analysis, physical-chemical and structural characterization) and evaluation of anticoagulant activity in vitro. For analysis of psychotropic effects of AS-Gc, we evaluated the acute administration of three doses (0.3, 3 or 30 mg / kg) and two routes of administration (per os-p.o. or subcutaneous-s.c.) in mice. Then, animals were assessed in physiological and neurobehavioural tests indicative of action level on nervous system and locomotive disorders and behaviors associated with anxiety, depression and sedation. To investigate the potential neuroprotective, we carried out the Parkinson's disease model in rats induced by intrastriatal injection of the neurotoxin 6-hydroxydopamine (6-OHDA), followed by a single dose of ASGC (15, 30 or 60 μg) via intrastriatal. After 14 days, locomotives, neurobehavioral and physiological analyzes were performed. After euthanasia, brain areas (hippocampus, the prefrontal cortex and striatum) were dissected and used to neurochemical and transcriptional analyzes. Additionally, we evaluated the antioxidant potential of AS-Gc in in vivo and in vitro. The results suggest that the classical method using CCP has greater efficiency and quality to obtain a AS-Gc, in relation to the use of AIA. However, the alternative method, using AIA showed potential biotechnological applications to obtain other molecules of commercial and scientific interest. AS-Gc (30 mg / kg, p.o. and s.c.) presented a safety pharmacology and promoted increased exploratory activity in mice. AS-Gc (60 μg, intraestrital) promoted a neuroprotective activity in vivo and in vitro through mitochondrial protection, reduced glutathione induction, lipid peroxidation and nitrite levels reduction, and modulation of transcriptional pathways in the striatum of rats and returning locomotive and renal activities to normal conditions. Thus, this study show new perspectives for biotechnological obtaining chemically different molecules seaweed and suggests new neuropharmacological implications for the use of sulfated agaran from G. cornea. Furthermore, the AS-Gc present therapeutic potential against neurodegenerative disorders. / A alga marinha vermelha Gracilaria cornea apresenta-se como uma fonte natural ainda pouco explorada, com bioativos em potencial, como os polissacarídeos sulfatados. Seu polissacarídeo sulfatado, do tipo agarana (AS-Gc), possui sua estrutura caracterizada e atividade anti-inflamatória e anti-nociceptiva reportada na literatura. Entretanto, avaliações metodológicas no seu processo de extração, bem como novas atividades biológicas em potencial ainda são pouco reportadas na literatura. Deste modo, o presente estudo objetivou analisar um novo reagente para o isolamento de AS-Gc e, posteriormente, avaliar seus efeitos e possíveis mecanismos de ação em modelos de avaliação de atividades psicotrópicas e neuroprotetoras in vivo e in vitro. Inicialmente, realizou-se uma avaliação da metodologia de isolamento de polissacarídeos sulfatados isolados da alga G. cornea utilizando álcool isoamílico (AIA), em relação ao método clássico utilizando cloreto de 1-hexadecilpiridinio (CCP), considerando parâmetros qualitativos e quantitativos (análises de percentual de rendimento, de caracterização físico-química e estrutural) e de uma avaliação de atividade anticoagulante in vitro. Para análise de efeitos psicotrópicos de AS-Gc, avaliou-se a administração aguda de três doses (0,3; 3 ou 30 mg/Kg) e duas vias de administração (oral-v.o. ou subcutânea-s.c.) em camundongos. Em seguida, os animais foram submetidos a avaliação fisiológica e a ensaios neurocomportamentais, indicativo de nível de ação no sistema nervoso e relacionados a alterações locomotoras e de comportamentos associados de ansiedade, depressão e sedação. Para a investigação do potencial neuroprotetor, realizou-se o modelo de indução de doença de Parkinson em ratos com injeção intraestriatal da neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA), seguido por única administração de AS-Gc (15, 30 ou 60 µg), via intraestriatal. Após 14 dias, os animais foram submetidos a análises locomotoras, neurocomportamentais e fisiológicas. Após eutanásia, áreas cerebrais (hipocampo, córtex pré-frontal e corpos estriados) foram dissecadas e utilizadas para análises neuroquímicas e transcricionais. Adicionalmente, avaliou-se o potencial antioxidante de AS-Gc em ensaios in vivo e in vitro. Os resultados sugerem que o método clássico, utilizando CCP, apresenta maior eficiência e qualidade para obtenção de AS-Gc, em relação ao uso de AIA. Entretanto, o método alternativo, utilizando AIA, demonstrou potenciais aplicações biotecnológicas para obtenção de outras moléculas de interesse comercial e científico. AS-Gc (30 mg/kg, v.o. e s.c.) apresentou uma segurança farmacológica e promoveu o aumento da atividade exploratória em camundongos. AS-Gc (60 µg, intraestrital) promoveu uma atividade neuroprotetora in vivo e in vitro, através de proteção mitocondrial, indução de glutationa reduzida, redução dos níveis de peroxidação lipídica e de nitrito, e modulação de vias transcricionais em corpo estriado de ratos, retornando atividades locomotoras e renais a condições normais. Desta forma, o presente estudo apresenta novas perspectivas biotecnológicas para obtenção de moléculas quimicamente diferentes de algas marinhas e sugere novas implicações neurofarmacológicas para o uso da agarana sulfatada de G. cornea. Adicionalmente, AS-Gc apresenta potencial terapêutico contra desordens neurodegenerativas.

Orientador: Eduardo Augusto Caldas Batista / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:55:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_MarcelaCravo_M.pdf: 3959927 bytes, checksum: bd67f499a341015a91495d52b9e90d61 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O óleo fúsel é um resíduo obtido das destilarias de etanol carburante, constituído por uma mistura de álcoois superiores, como álcool isoamílico, álcool isobutílico, dentre outros. Esses álcoois são classificados como congêneres da fermentação alcoólica e devem ser retirados na coluna de retificação, pois tendem a se acumular na mesma. Em países onde há uma grande produção de etanol combustível, como o Brasil, alternativas para a utilização dos resíduos gerados nesse processo são de grande importância para tornar a produção de etanol menos poluidora e mais rentável. O baixo preço do óleo fúsel e seu elevado teor de álcool isoamílico, além do elevado volume de óleo fúsel produzido pelo Brasil anualmente, justificam o desenvolvimento de tecnologias para o fracionamento dessa mistura. Sob o ponto de vista técnico-econômico, a utilização do álcool isoamílico presente no óleo fúsel como precursor de ésteres de aroma, bem como ésteres lubrificantes, torna-se uma alternativa atrativa. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi estudar o processo de destilação industrial do óleo fúsel para obtenção do álcool isoamílico utilizando o simulador Aspen Plus. Em uma primeira etapa, foram realizados experimentos em uma coluna de destilação piloto e os resultados obtidos foram comparados com os simulados para o mesmo processo, indicando boa concordância entre os dados. Em seguida, foram analisadas, por cromatografia gasosa amostras de óleo fúsel coletadas em usinas de etanol carburante, para a caracterização dessa mistura. Posteriormente realizou-se uma investigação do equilíbrio de fases, Equilíbrio Líquido-Vapor (ELV) e Equilíbrio Líquido-Líquido (ELL), dos componentes envolvidos nessa mistura, sendo realizado o ajuste de alguns parâmetros. Foram realizados estudos preliminares da mistura binária Água/Álcool Isoamílico e da mistura ternária Água/Álcool Isoamílico/Etanol que embasaram as propostas de configuração para o sistema multicomponente. Com o auxílio da ferramenta de planejamento experimental, foram definidos parâmetros operacionais e construtivos para as duas configurações propostas. Duas novas composições de alimentação foram testadas, o que permitiu o desenvolvimento de uma última planta de purificação do óleo fúsel. Esta configuração resultou em uma recuperação de 99,52 % de álcool isoamílico e em um consumo total de 0,8311 kg de vapor por kg de produto contendo os isômeros álcool isoamílico (81,80 % m/m) e álcool amílico ativo (17,81 % m/m) / Abstract: Fusel oil is a byproduct obtained from fuel ethanol distilleries, composed by a mixture of high alcohols like isoamyl alcohol, isobutanol, among others. These alcohols are classified as congeners of alcoholic fermentation and they must be withdrawn from rectifying column because they tend to accumulate in this column. In countries where there is a large production of fuel ethanol, like Brazil, alternatives for the use of byproducts generated in this process are of great importance to make the ethanol production less polluting and more profitable. The low price of fusel oil and its high content of isoamyl alcohol, besides the high volume of fusel oil produced annually, justify the development of technologies to separate this mixture. From the technical-economic point of view, the use of isoamyl alcohol as a precursor of esters of aroma and lubricant becomes an attractive alternative. Thus, this work aimed to study the industrial distillation process of fusel oil to obtain isoamyl alcohol using Aspen Plus simulator. In a first step, experiments were performed in a pilot distillation column and the results were compared with those simulated for the same process, indicating good agreement between the data. Then, samples of fusel oil collected in industrial mills were analyzed by gas chromatography in order to characterize this mixture. Later an investigation was carried out of phase equilibria, Vapor-Liquid Equilibrium (VLE) and Liquid-Liquid Equilibrium (ELL) for the components involved in this mixture, and some parameters were adjusted. Preliminary studies of the binary mixture Water/Isoamyl Alcohol and the ternary mixture Water/Isoamyl Alcohol/Ethanol were conducted and, based on them, configurations for the multicomponent system were proposed. With the aid of the tool of experimental design, some operational and constructive parameters were defined for the two proposed configurations. Two new compositions of feed stream were tested, which allowed the development of one last purification plant of fusel oil. This configuration resulted in a recovery of 99.52 % of isoamyl alcohol and in a total consumption of 0.8311 kg steam per kg of product containing the isomers isoamyl alcohol (81.80 % w/w) and active amyl alcohol (17.81 % w/w) / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos