Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2959.pdf: 1881236 bytes, checksum: 0562673d7f2deff6e61218a2842d970d (MD5) Previous issue date: 2010-05-03 / Universidade Federal de Minas Gerais / This work consists of two studies. The aim of the first study was to investigate quadriceps and hamstring muscle volumes and strength deficits of the knee extensors and flexors in people with chronic hemiparesis compared to a healthy group. Fifteen individuals with chronic stroke and fifteen healthy individuals took part in this study. Motor function, quadriceps and hamstring muscle volume (MV), and maximal concentric and eccentric contractions of the knee extensors and flexors were obtained. The quadriceps muscle showed a reduction in MV. The peak torque of the paretic and non paretic limbs knee extensors and flexors was reduced in both contraction modes and velocities. There were significant correlations between motor function and strength deficits. With regard to muscle mass, there was a difference between quadriceps and hamstring response. There was no disuse atrophy; however this did not prevent extensor torque reduction. The aim of the second study was to investigate the effects of ground level gait training combining body weight support (BWS) and functional electrical stimulation (FES). Twelve people following chronic stroke. An A1-B-A2 system was applied; A1 and A2 corresponded to ground level gait training using BWS, and B corresponded to the same training associated to FES. The analyzed variables were: mean walking speed of locomotion; step length; stride length, speed and duration; initial and final double support duration; single-limb support duration; swing period; range of motion (ROM), maximum and minimum angles of foot, leg, thigh, and trunk segments. Mean walking speed, stride length and speed increased. Regarding the ROMs, there was a significant increase for leg and thigh. There was not improvement in the variables measured during the FES phase. Ground level gait training using BWS was effective to improve some gait, and the association to FES did not provide any additional improvement in the measured parameters. / Esse trabalho é composto por dois estudos. O objetivo do primeiro estudo foi investigar os volumes dos músculos quadríceps e isquiotibiais e os déficits de força dos músculos extensores e flexores do joelho em hemiparéticos crônicos comparados a um grupo controle saudável. Quinze indivíduos com hemiparesia crônica e 15 indivíduos saudáveis fizeram parte do estudo. Foram obtidos: pontuação da função motora geral, volume muscular (VM) dos músculos quadríceps e isquiotibiais e contrações concêntricas e excêntricas dos músculos extensores e flexores do joelho. O músculo quadríceps do membro parético apresentou redução no VM comparado ao membro contralateral. Os picos de torque extensor e flexor dos membros parético e contralateral apresentaram-se reduzidos para ambos os modos de contração e ambas as velocidades e correlações entre a função motora e os déficits de força muscular foram encontradas. Observou-se que há diferentes respostas entre os músculos quadríceps e isquiotibiais com relação à massa muscular. Não foi observada atrofia muscular por desuso. Entretanto, esse fato não preveniu a redução do torque articular. O objetivo do segundo estudo foi investigar os efeitos de um treinamento de marcha, em piso fixo, associado ao suporte parcial de peso corporal (SPPC) e à estimulação elétrica funcional (EEF) do nervo fibular comum, em hemiparéticos crônicos. Participaram do estudo 12 hemiparéticos crônicos. O sistema adotado foi o A1-B-A2, no qual A correspondeu ao treinamento de marcha em piso fixo com SPPC e B ao mesmo treinamento associado à EEF. Foram analisadas: velocidade média de locomoção, comprimento do passo, comprimento, velocidade e duração da passada; duração dos períodos de apoio duplo inicial e final, apoio simples e balanço; ângulos máximos e mínimos e amplitude de movimento (ADM) dos segmentos pé, perna, coxa e tronco dos membros parético e não-parético. Houve um aumento na velocidade média e no comprimento e velocidade do ciclo. Com relação às ADMs, houve aumento significativo entre as avaliações para o segmentos: perna e coxa após. Não houve melhora nas variáveis mensuradas na fase de EEF. Concluímos que o treinamento com SPPC, em piso fixo, foi efetivo na melhora de alguns aspectos da marcha e a associação à EEF não promoveu melhora adicional dos parâmetros mensurados.

Movimentos coletivos prestam um papel fundamental na dinâmica e energética de biomoléculas em solução. Estes movimentos permitem o acoplamento de regiões significativamente distantes, apresentando considerável influência, por exemplo, no alosterismo para a formação de complexos macromoleculares e no funcionamento integrado de proteínas multidomínios como \"máquinas moleculares\". Neste trabalho de doutoramento, serão apresentados os resultados referentes à aplicação conjunta de técnicas experimentais biofísicas, de modelagem estrutural e de dinâmica molecular no estudo de dois sistemas para os quais estes movimentos coletivos demonstram considerável importância funcional. Para a interação do receptor nuclear do ácido 9-cis-retinóico com seu elemento responsivo específico no DNA (HRE), a comparação de estudos de dinâmica molecular com ensaios de afinidade por anisotropia de fluorescência sugere que a resistência inicial para a associação do monômero, seguida da acentuada colaboratividade na associação do dímero é regida por um impedimento da associação do domínio de ligação ao DNA (DBD) para o primeiro à sequência responsiva devido, em última análise, a uma não complementaridade dos modos coletivos mútuos. Este impedimento para a associação monomérica inicial é mais acentuado para o monômero 5\' (para o qual a menor especificidade de ligação à seqüência específica já é bem documentada), devido aos efeitos conjuntos de um \"defeito\" natural no empacotamento de bases da seqüência responsiva, que se manifesta mais significativamente na interface entre o meio-sítio 5\' e a seqüência espaçadora, e dos modos vibracionais entre os dois sítios decorrentes de seu faseamento relativo na topologia do DNA na seqüência responsiva, caracterizando um mecanismo \"chave e fechadura\" para a interação obrigatoriamente simultânea dos dois monômeros ao DNA. No segundo caso, um estudo integrado utilizando a técnica experimental de espalhamento de raios X a baixos ângulos e uma abordagem de modelagem estrutural baseada em dinâmica molecular foi realizado para a celobiohidrolase I de Trichoderma harziannum. Este estudo permitiu tanto a elaboração de um modelo estrutural de maior resolução para esta enzima de alto potencial biotecnológico como a constatação dos possíveis mecanismos moleculares a partir dos quais as glicosilações no peptídeo conector impõem restrições à orientação e modos vibracionais entre seus dois domínios de forma condizente com sua ação concertada na interação e no deslize da enzima sobre a superfície celulósica, ambos de fundamental importância para a processividade da enzima na hidrólise do substrato microcristalino. / Collective motions play a fundamental role in solution biomolecule dynamics and energetics. These movements can couple very distant regions in the protein structures affection, for instance, allosteric mechanisms, the establishment of macromolecular complexes, and on the integrated function of multidomain proteins as molecullar machines. In this thesis, we present results concerning to the joint use of experimental biophysical techniques, structural modeling and molecular dynamics simulations on the study of two systems for which these collective motions have substantial importance. First, we study the interaction of the nuclear retinoid X receptor with its specific DNA hormone response element (HRE) using a combination of molecular dynamics simulations and affinity assays performed by using fluorescence anisotropy. We find out that collective motions mediate the low binding affinity of monomers and the high cooperative binding of HRE dimers. The lower binding affinity of the monomer is more prominent for 5´ monomers. This occur due to an natural ineffective stacking of the last base pair step at the 5´-half-site and to the phasing of the two binding half-sites in the DNA topology, that impose a collective motions that tends to occlude the 5´ binding site. This behavior, in turn, is concurrent with the well known 3´ polarity and the decreased binding specificity to the 5´ half site for the hRXRα monomer. This same pattern impose a lock-and-key mechanisms dependent on the binding of the full dimer. Second, an integrated Small angle X ray scattering and molecular dynamics based structural modeling was used to comprehend the interdomain motions of cellobiohydrolase I of Trichoderma harziannum. We manage to build a refined model for this enzime, with important biotechnological potential. We also provide insights into molecular mechanisms of linker and glycosylation imposed restraints on the orientation and vibrational modes of the full-length enzyme, supporting a mechanism of sliding of on the cellulose surface. This mechanism is fundamental for the high processivity on the hydrolysis of microcrystalline cellulose.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 milton.pdf: 1235914 bytes, checksum: dff60afa3cc8a29da9cf209d407c7d8f (MD5) Previous issue date: 2013-03-26 / The three Attitude Parameters or Critical Flight Parameters - Attack, Yaw and Roll - are the angles that describe the rotational movements of an aerial vehicle in three-dimensional space. From the estimate of these angles, we can accomplish the stabilization of flight. The need for it varies for each type of aerial vehicle in inverse proportion to the stability provided by their mechanical characteristics. Moreover, the association of critical angles with other flight parameters, such as altitude and velocity, enables the description of all vehicle movements, and consequently, the execution of a flight path predetermined. Critical Flight Parameters can be inferred by electromechanical inertial sensors, Global Positioning System or by visual perception. Several authors mention that the electromechanical sensors fail and Global Positioning System are unavailable for some period of time under various environmental conditions, leading to loss of orientation and, in the case of unmanned vehicles, several accidents, given the lack of support from a pilot on these situations. In this work two techniques are integrated to estimate these parameters, based on Robotic Vision: the first one is based on the position and inclination of the Horizon about the aerial vehicle; and the second one is based on the estimation of optical flow of the scene viewed by the aerial vehicle. The use of optical flow provides the estimation of Yaw Parameter, which is not got at Horizon approach. It also enables the estimation of Critical Flight Parameters when the Horizon is not present. Both techniques are associated with camera parameters and integrated to provide more robustness to the flight angles estimation. Experiments conducted using real images of fixed-wing aircraft flight proved the method efficacy in open and unstructured envinroment. / Os três Parâmetros de Atitude ou Parâmetros Críticos de Voo Ataque, Guinada e Rolagem são os ângulos que descrevem os movimentos rotacionais de um veículo aéreo no espaço tridimensional. A partir da estimativa destes ângulos, pode-se realizar a estabilização de voo, cuja necessidade varia para cada tipo de veículo aéreo em proporção inversa à estabilidade proporcionada pelas suas características mecânicas. Além disto, a associação dos ângulos críticos de voo com outros parâmetros, como altitude e velocidade, possibilita a descrição de todos os movimentos do veículo, e consequentemente, a execução de uma rota de voo pré-determinada. Os ângulos críticos de voo podem ser inferidos por sensores eletromecânicos inerciais, pelo Sistema de Posicionamento Global ou por percepção visual. Diversos autores citam que os sensores eletromecânicos falham e o Sistema de Posicionamento Global fica indisponível por algum intervalo de tempo sob diversas condições ambientais, ocasionando a perda da orientação e, nos casos de veículos nãotripulados, acidentes e perdas de veículos, dada a falta do apoio de um piloto nestas situações. Neste trabalho são integradas duas técnicas de estimativa destes parâmetros, baseadas em Visão Robótica: a primeira é baseada na posição e inclinação do Horizonte com relação ao veículo aéreo; a segunda é baseada na estimativa do Fluxo Óptico da cena frontal ao veículo aéreo. O uso do Fluxo Óptico possibilita a estimativa do Parâmetro de Guinada, que não é realizada na abordagem baseada no Horizonte. Também possibilita a estimativa dos Parâmetros Críticos de Voo quando o Horizonte não está presente. As duas técnicas são associadas a parâmetros da câmera e integradas para dar mais robustez à estimativa dos ângulos de voo. Experimentos realizados usando-se imagens reais de voos de veículos aéreos de asa fixa provaram a eficiência do método em ambiente aberto e não-estruturado.