Les molécules amphiphiles sont dotées de propriétés d’auto-organisation en solution, conduisant à une grande variété de structures que l’on peut moduler en ajustant des paramètres moléculaires. Nous nous intéressons en particulier à des amphiphiles cationiques, dont nous faisons varier la nature du contre-ion. L’utilisation de contre-ions chiraux alanine à ainsi permis de conduire à l’apparition de structures supramoléculaires chirales, dont nous avons cherché à comprendre et contrôler la formation. Des contre-ion peptidique ont également été confinés à la surface d’assemblage des ces amphiphiles, induisant des structures secondaires particulières et la formation de structures chirales elles aussi remarquables. / Abstract

A disponibilidade de beta-alanina é o fator limitante para a síntese intramuscular de carnosina. Dessa maneira, aumentar a disponibilidade de beta-alanina para o músculo esquelético é a estratégia mais eficaz para aumentar o conteúdo de carnosina muscular. Postula-se que o transportador de beta-alanina (TauT) possa ser estimulado pela insulina. Para testar essa hipótese, examinamos se a captação de beta-alanina pelo músculo esquelético de humanos é influenciada pela hiperinsulinemia, controlando as concentrações de insulina e beta-alanina no plasma através de infusão intravenosa aguda de beta-alanina. Realizamos um estudo crossover e contrabalanceado em 12 homens jovens e saudáveis (27,5±5,1 anos). Os participantes compareceram ao laboratório em duas ocasiões separadas por 10 semanas de whashout. A beta-alanina foi infundida por via intravenosa em ambos os ensaios por 150 min a uma taxa de 0,11 g.kg.min-1. Em um ensaio, a técnica de clamp euglicêmico hiperinsulinêmico foi usada para obtermos concentrações elevadas de insulina (AI), enquanto que no outro ensaio, foram mantidas concentrações de insulina em jejum (BI). Antes e 30 minutos após a infusão de beta-alanina, amostras de músculo (biópsias percutâneas) foram coletadas para determinar o conteúdo de beta-alanina e carnosina. Coletas sanguíneas foram realizadas antes (0), 10, 30, 60, 90, 120, 150 e 30 min (180) após a infusão para análise de insulina e beta-alanina plasmáticas. Urina 24 h foi coletada após o período de infusão para análise de beta-alanina. Não houve diferenças significantes entre os ensaios na concentração de beta-alanina plasmática (p=0,20), de beta-alanina muscular (p=0,72), de carnosina muscular (p=0,82) e de beta-alanina urinária (p= 0,92). A hiperinsulinemia não aumentou a captação de beta-alanina para o músculo esquelético, nem aumentou a retenção de beta-alanina corporal, pelo menos quando as concentrações de beta-alanina excederam a Vmax do TauT. Nossas descobertas sugerem que as estratégias de suplementação de beta-alanina que manipulam as concentrações de insulina provavelmente apresentam relevância clínica limitada / Beta-alanine availability is limiting for the intramuscular synthesis of carnosine. Thus, increasing beta-alanine availability to skeletal muscle is the most effective strategy to increase muscle carnosine content. It has been postulated that the transmembrane transporter of beta-alanine (TauT) could be stimulated by insulin. To test this hypothesis, we examined whether the beta-alanine uptake by human muscle is influenced by hyperinsulinemia by controlling both insulin and beta-alanine concentrations in plasma via intravenous infusion of beta-alanine. We conducted a counterbalanced crossover study in 12 young men (27.5 ± 5.1 yr). Participants attended to the laboratory on two separated occasions, 10 weeks apart. beta-alanine was intravenously infused on both trials for 150 min at a rate of 0.11 g.kg.min-1. In one trial, a hyperinsulinemic-euglycemic clamp was used to main high insulin concentrations (HI) whereas fasting insulin concentrations (LI) was maintained in the other trial. Before and 30 min after infusion, muscle samples (percutaneous biopsies) were taken to determine beta-alanine and carnosine content. Blood samples were taken before (0), 10, 30, 60, 90, 120, 150 e 30 min (180) after the infusion for plasma insulin and beta-alanine analysis. 24 h urine was colleted after infusion for beta-alanine analysis. No significant differences in plasma beta-alanine (p=0.20), muscle beta-alanine (p=0.72), muscle carnosine (p=0.82) and urinary beta-alanine (p=0.92) were shown between conditions. Hyperinsulinemia did not increase beta-alanine uptake to muscle tissue and bodily tissues, nor did it increase whole-body beta-alanine retention, at least when beta-alanine concentrations exceed the Vmax of TauT. Our findings suggest that beta-alanine supplementation strategies that maniupulate insulin concentrations are probably of limited clinical relevance

A acurácia e precisão exigida nas novas técnicas radioterápicas é bastante elevada, como no caso da Radioterapia com Intensidade Modulada (IMRT). Desta forma, o tamanho dos dosímetros a serem utilizados nas medidas experimentais é um fator crítico. Além disso, a ausência de equilíbrio eletrônico lateral e a existência de intensos gradientes de dose no campo apresentam um desafio na determinação da dose administrada no tumor. Alguns dos dosímetro utilizados atualmente não apresentam resolução espacial ou sensibilidade condizentes com os requisitos das dosimetrias clínicas nessas técnicas radioterápicas. A dosimetria por Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR), utilizando o aminoácido L-alanina como dosímetro, é um método amplamente aceito de dosimetria para medições de altas doses de radiação. O objetivo desta tese foi aprofundar o desenvolvimento da dosimetria por EPR, como um método competitivo para aplicações na radioterapia, que preencha os requisitos de precisão e acurácia e comparar medidas realizadas com os minidosímetros de L-alanina/ EPR com outras técnicas e algoritmos estudados. A nova metodologia dos minidosímetros com 95% L-alanina e 5% PoliVinil Álcool (PVA) de 1 mm de diâmetro e 3 mm de altura com massa 3,5 mg a 4,0 mg., foi utilizadas para medições de porcentagem de dose profunda (PDP) e perfis de campo de irradiação em objetos simuladores físicos (objetos simuladores não homogêneos) irradiados com a técnica da radioterapia. Os objetos simuladores não homogêneos foram construídos com materiais equivalentes que simulam o tecido mole, pulmão, osso e outras estruturas do corpo humano como o titânio, que é utilizado em próteses. Os objetos simuladores foram irradiados com fótons de energia máxima de 6 MeV do acelerador linear Siemens Primus com uma dose de 20 Gy aproximadamente. Os resultados obtidos experimentalmente com os minidosímetros de L-alanina foram comparados com outros procedimentos e técnicas já validadas como, por exemplo, o filme, o sistema de planejamento do tratamento (SPT) e a simulação Monte Carlo com o código PENELOPE-2008, que possibilitou a comparação de dados experimentais com dados obtidos pelo sistema de planejamento, e análise do comportamento das doses na interface de diversos materiais equivalentes a tecidos. As curvas de porcentagem de dose profunda (PDP) simuladas com o PENELOPE foram validadas pelas PDPs do setor de Radioterapia do HCFMRP-USP e utilizadas como padrão dosimétrico para nosso estudo. A menor diferença percentual entre a dose absorvida no caso simulado comparado ao experimental foi de 0,12%, e a maior de 7,2%. O material de maior absorção de dose foi o Titânio com um fator de atenuação de 40,43%. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que o sistema dosimétrico utilizando EPR com minidosímetros de 95% L-alanina e 5% PVA apresentam grande potencial na determinação de dose nas aplicações das novas técnicas de Radioterapia de pequenos campos. / The accuracy and precision required in new radiation techniques is quite high, as is the case of Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT). Thus, the size of the dosimeters to be used in experimental measurements is critical. Moreover, the absence of lateral electronic equilibrium and the existence of intense dose gradients in the field present a challenge in determining the dose in the tumor. Some of the dosimeter used nowadays do not have spatial resolution or sensitivity consistent with the requirements of clinical dosimetry in these radiation techniques. The Electron Paramagnetic Resonance (EPR) dosimetry using the amino acid L-alanine as a dosimeter is a widely accepted method of dosimetric measurements of high-dose radiation. The goal of this thesis was to deepen the development of EPR dosimetry as a competitive method for applications in radiotherapy, fulfilling the requirements of precision and accuracy and compare measurements performed with L-alanine / EPR minidosimeters with other techniques and algorithms investigated. The new methodology of minidosimeters with 95% L-alanine and 5% polyvinyl alcohol (PVA), of 1 mm in diameter and 3 mm in height and with a mass 3.5 mg to 4.0 mg, was used for measurements of percentage depth dose (PDD) and field profiles in phantoms (inhomogeneous phantoms) irradiated with radiotherapy technique. The inhomogeneous phantoms were constructed with materials that simulate the soft tissue, lung, bone and other structures of the human body such as titanium, which is used in prostheses. The phantoms were irradiated with photons of 6 MeV maximum energy from a Siemens Primus linear accelerator with a dose of approximately 20 Gy. The results obtained experimentally with the L-alanine minidosimeters were compared with other procedures and techniques already validated such as, for example, film, treatment planning system (TPS) and Monte Carlo simulation with the code PENELOPE-2008, which allowed data comparison with the treatment planning system and an analysis of doses in the interface of different materials equivalent to the tissues. The curves of percentage depth dose (PDP) simulated with PENELOPE were validated with data from the Sector of Radiotherapy of HCFMRP-USP and were used as a dosimetric standard in this study. The lowest difference between simulated and experimental doses was 0.12% and the higher was 7.2%. The material with larger absorption was the Titanium with an attenuation factor of 40.43%. The present results demonstrate that the dosimetric system using EPR minidosimeters with 95% L-alanine and 5% PVA has a great potential in determining the dose from small fields new techniques in radiotherapy.

A interação da radiação ionizante com moléculas de alanina promove a quebra das ligações químicas entre o átomo de carbono central e os grupos que se ligam a ele, resultando na formação de radicais livres paramagnéticos. A técnica de dosimetria utilizando alanina e a ressonância de spin eletrônico (ESR) baseia-se na determinação da concentração dos radicais livres produzidos pela interação da radiação ionizante com as moléculas da alanina por meio do registro do espectro de ESR da alanina irradiada. Para propósitos de dosimetria, a amplitude da linha central do espectro pode ser correlacionada diretamente com a dose de radiação. Na atualidade, a alanina/ESR é uma técnica de dosimetria amplamente aceita para a dosimetria de altas doses como aquelas usadas nos processos de irradiação de alimentos, esterilização de produtos médicos e radioterapia. A expansão dos tratamentos de câncer por meio de procedimentos de radiocirurgia e radioterapia de intensidade modulada (IMRT) torna cada vez mais relevante a necessidade de realizar a dosimetria em pequenos campos de radiação. Para a dosimetria desses feixes estreitos de radiação, é necessário o uso detectores que também apresentem dimensões reduzidas de forma a proporcionar alta resolução espacial. Uma vez que a sensibilidade dos dosímetros de alanina depende do número de radicais formados pela radiação, a redução do tamanho do detector de alanina implica em redução de seu volume sensível e consequentemente de sua sensibilidade. Assim, pesquisas têm sido realizadas buscando uma melhora de sua sensibilidade. Neste trabalho foram investigados os mecanismos envolvidos na formação da nanoestrutura e a capacidade da alanina em estabilizar e acomodar nanopartículas metálicas de ouro e prata em sua matriz cristalina, para aplicação dos nanocompósitos como detectores de radiação utilizando a técnica de ressonância de spin eletrônico. Foi analisado o tamanho das partículas, sua interação com as moléculas do aminoácido, sua agregação e posicionamento dentro da matriz cristalina da alanina. Além disso, foi investigada a maneira como a morfologia e o estado de agregação e segregação das nanopartículas podem alterar a resposta dosimétrica dos detectores híbridos de alanina. O aumento de sensibilidade dos dosímetros de alanina mostrou estar diretamente associado ao aumento do número de elétrons ejetados por efeito fotoelétrico. No entanto, foi mostrado que aumento da sensibilidade dos dosímetros de alanina é governado por outros fatores além do número de eventos fotoelétricos. A auto-absorção dos elétrons oriundos de uma nanopartícula metálica, por outra nanopartícula vizinha, também influencia na resposta dosimétrica do detector. Assim, sistemas homogêneos onde não houve segregação, apresentaram menor auto-absorção e, consequentemente, os ganhos em sensibilidade foram maiores. Para sistemas onde houve aumento de tamanho e segregação das partículas metálicas, a auto-absorção se tornou mais relevante. Para fótons com energias próximas a energia da camada K do metal presente no nanocompósito, a absorção da radiação foi muito mais relevante do que a organização das nanopartículas na estrutura da alanina. Para energias maiores a probabilidade de eventos fotoelétricos somente diminui e, dessa forma, a agregação e segregação das partículas desempenharam papéis fundamentais na sensibilidade dos dosímetros. Assim, a sensibilidade dosimétrica dos detectores pode ser aumentada e otimizada por meio do uso da nanoestruturação, reduzindo a auto-absorção dos elétrons ejetados. / The interaction of ionizing radiation with alanine molecules produces free radicals. The room temperature stable alanine radical is molecule depleted of the amine group. The Alanine/ESR dosimetry technique is able to measure the amount of free radicals produced by the radiation. For dosimetric purposes, the amplitude of the central ESR spectral line is direct related to the absorbed dose by the alanine molecules. Nowadays, the alanine/ESR technique is largely used for dosimetry of high doses such as used in food irradiation, sterilization of medical products and radiotherapy. The growing need for cancer treatments using radiosurgery and intensity modulated radiation therapy (IMRT) makes important the dosimetry of small radiation fields. To this end, it is necessary to use small radiation detectors in order to obtain enough special resolution. Once the sensitivity of alanine dosimeters depends on the amount of free radical produced by the radiation, reducing the size of alanine detector also reduces its sensitivity. Thus there is an intense investigation to develop high sensitivity of Alanine/ESR dosimeters. In this work the mechanisms involved in the formation of nanostructures and the ability of alanine to stabilize and accommodate nanoparticles of silver and gold in its crystalline matrix, for applications of the nanocomposite as radiation detectors was investigated using the electron spin resonance technique. The effect of particle size, its interaction with alanine molecules, aggregation and segregation of particles inside the alanine matrix as well as the way the morphology and the state of agglomeration change the dosimetric sensitivity of the alanine detectors were investigated. The increase of sensitivity of the alanine detectors was direct related to the amount of photoelectric events in the nanocomposite. However, the self-absorption of the electrons ejected by one particle, by another nanoparticle in the vicinity, also dictates the sensitivity of the detectors. In this sense, homogeneous systems presented less self-absorption and, consequently, the increase in sensitivity was higher. For systems containing aggregated and segregated particles, self-absorption becomes more relevant. For incident photons with energies near de K-edge of the metal of the nanocomposite, the number of photoelectric events was more relevant than the organization of the particles inside the alanine crystals. For higher energies the probability of a photoelectric interaction decreases, therefore the aggregation and segregation of particles become essential in determining the sensitivity of the dosimeters.

Para acompanhar os avanços em radioterapia, os sistemas dosimétricos necessitam de aperfeiçoamento para garantir a acurácia do tratamento; e, paralelamente, a exposição radioativa vai além do uso clínico, sendo de interesse também a detecção em cenários radiológicos imprevistos. A espectroscopia de ressonância magnética eletrônica (RME) é capaz de detectar centros paramagnéticos criados em materiais expostos à radiação, relacionando resposta espectral com dose absorvida, executando assim a dosimetria de maneira não destrutiva, ao preservar a informação após a leitura. Após a padronização da alanina como detector de altas doses e a também aplicabilidade em estudos clínicos, dificuldades apresentadas propiciaram a investigação de outros materiais para dosimetria com RME; em contrapartida, classificar compostos presentes no cotidiano e com possibilidade de tecido equivalência é outro argumento para a expansão da análise de materiais alternativos. O desenvolvimento desta tese é entre dois tópicos distintos, porém interligados; primeiramente são apresentados minidosímetros para uso em campos pequenos, com abordagem clínica, e então a investigação de materiais alternativos, ambos para uso em dosimetria com RME. Em relação aos minidosímetros, o formato de pastilha é estudado, e são apresentados um novo conceito de detector, denominado EPResize®, e auditoria de ponta-a-ponta de um tratamento de radiocirurgia estereotáxica; sobre a investigação de materiais, foram estudados mais de 20 compostos, estes baseados em amônio, lítio, potássio e sódio. Os resultados mostraram que as dificuldades na determinação de dose com campos pequenos para um intervalo de dose clínico é uma questão que ainda necessita de muita atenção e adequação dos sistemas dosimétricos, de modo a extrair a maior sensibilidade possível, necessitando empregar parâmetros e métodos de análise além do rotineiramente utilizados; variados materiais se apresentaram adequados para a dosimetria com RME, tais como sulfato de amônio, formiato de sódio, ditionito de sódio, citrato de sódio e diferentes sulfitos, mesmo quando não satisfazendo aspectos clínicos, são alternativas para controle e determinação de doses em cenários não usuais. A capacidade de realizar a dosimetria com RME para campos pequenos e a padronização deste sistema possibilitam a verificação de tratamentos mais confiáveis em radioterapia não convencional; e a disponibilização de maior variedade de materiais para dosimetria com RME facilita a necessidade de mapeamento de dose em casos não previstos. / To keep up with advances in radiotherapy, dosimetric systems need improvement to meet the standards established for treatment accuracy; simultaneously, radioactive exposure goes beyond clinical use, and the detection in unforeseen scenarios is of interest too. Electron magnetic resonance spectroscopy (EMR) can detect paramagnetic centers created in materials exposed to radiation, relating spectral response with absorbed dose, thus performing non-destructively dosimetry, by keeping the information after the readout. After standardization of alanine as a high dose detector and the applicability in clinical studies, difficulties allowed the investigation of other EMR dosimetry materials; on the other hand, classifying compounds that are present daily and with the possibility of tissue equivalence is another stimulus for the expansion of alternative materials analysis. The development of this thesis is between two distinct but interconnected topics; first minidosimeters are presented for small field dosimetry, with a clinical approach, and the investigation of alternative materials, both topics applied in EMR dosimetry. Concerning the minidosimeters, some pellets aspects are studied, a new concept of detector, called EPResize®; and a stereotactic radiosurgery end-to-end audit are presented; about alternative materials research, more than 20 compounds were studied, based on ammonium, lithium, potassium and sodium. The results showed that the difficulties in determining the dose with small fields in a clinical dose range is an issue that still needs much attention and adequacy of the dosimetric systems, in order to extract the greatest possible sensitivity, with the need to employ parameters and methods of analysis besides the daily used; several materials were adequate for EMR dosimetry, such as ammonium sulfate, sodium formate, sodium dithionate, sodium citrate and different sulfites, which, even when not satisfying clinical aspects, are alternatives for control and determination of doses in other scenarios. The ability to perform clinical dosimetry with RME and the standardization of this system allow the improvement of treatments accuracy, and the availability of a greater variety of EMR dosimetry materials facilitates the need for dose mapping unforeseen cases.

O câncer é um problema de saúde pública mundial e pode causar anorexia. Mediadores inflamatórios desempenham importante papel no desenvolvimento da anorexia relacionada à doença. Estudos realizados com carnosina (β-alanina-L-histidina) e metformina demonstraram eficiente ação anti-inflamatória e antitumoral. O objetivo deste estudo foi analisar a ação da metformina e β-alanina no controle do crescimento tumoral e produção das citocinas, bem como a secreção dos neuropeptídios. Foram utilizados 25 camundongos machos, divididos em grupo controle (C), controle tumor (CT), tumor suplementado com β-alanina (TB), tumor administrado com metformina (TM) e tumor administrado com metformina+β-alanina (TMB). TM demonstrou redução no peso e ingestão alimentar comparado aos C e TMB. TB apresentou maior massa tumoral que os demais grupos. Ainda, o CT apresentou maior expressão da inflamação em relação aos demais grupos. Concluímos que os tratamentos utilizados demonstraram um potencial efeito benéfico frente ao tumor, sendo uma estratégia coadjuvante para o tratamento do câncer. / Cancer is a worldwide public health problem and can cause anorexia. Inflammatory mediators play an important role in the development of disease-related anorexia. Studies with carnosine (β-alanine-L-histidine) and metformin have demonstrated effective anti-inflammatory and antitumor action. The objective of this study was to analyze the action of metformin and β-alanine without control of tumor growth and cytokine production, as well as a neuropeptide secretion. Twenty-five male mice, tumor control (CT), tumor-supplemented with β-alanine (TB), tumor administered with metformin (TM) and tumor with metformin + β-alanine (TMB) were used. TM demonstrated a reduction in weight and food intake compared to C and TMB. TB presented greater tumor mass than the other groups. Still, CT showed a greater expression of inflammation in relation to the other groups. We conclude that the treatments used demonstrated a potential beneficial effect against the tumor, being a supporting strategy for the treatment of cancer.

Estudos recentes têm demonstrado que a suplementação de beta-alanina (BA) pode melhorar o desempenho físico. O mecanismo proposto para tal resultado envolve o aumento das concentrações intramusculares de carnosina, um dipeptídeo cuja função mais bem atribuída é a de manutenção do equilíbrio ácido-básico. Apesar do emergente corpo literário acerca dos efeitos ergogênicos da suplementação de BA, a maior parte das evidências provém de estudos conduzidos com indivíduos não treinados ou fisicamente ativos, enquanto os estudos com indivíduos treinados são escassos, e seus resultados, controversos. Tem sido especulado que a diferença na capacidade tamponante muscular entre indivíduos treinados e não treinados é um possível fator mascarando o efeito ergogênico da suplementação de BA em indivíduos treinados, já que têm sido demonstrado que este perfil de indivíduos possui maior capacidade tamponante e conteúdo muscular de carnosina. Assim, o objetivo do presente estudo foi investigar a influência do estado de treinamento sobre o desempenho físico intermitente de membros inferiores em resposta à suplementação de BA. Para tanto, 40 homens jovens e saudáveis foram recrutados para participar do estudo, e divididos em dois grupos de acordo com o seu estado de treinamento [ciclistas treinados (T) ou indivíduos não treinados (NT)]. Os participantes foram aleatoriamente designados a um grupo suplementado com BA ou placebo (dextrose - PL), provendo quatro condições experimentais: NTPL, NTBA, TPL e TBA. A suplementação foi realizada com a ingestão de 6.4 gramas de BA ou PL por dia, durante 4 semanas. Antes e após o período de suplementação, os participantes completaram 4 séries do teste de Wingate para membro inferior, com 30 segundos de duração cada uma e 3 minutos de descanso entre elas. O trabalho total realizado foi significantemente aumentado após o período de suplementação em ambos os grupos NTBA (+1349 ± 1411 kJ; P = 0.03) e TBA (+1978 ± 1508 kJ; P = 0.002), foi significantemente reduzido no grupo NTPL (-1385 ± 2815 kJ; P = 0.03), e não se alterou no grupo TPL (-219 ± 1507 kJ; P = 0.73). Comparada ao período pré-suplementação, a potência média no período pós-suplementação foi significantemente maior na série 4 para o grupo NTBA (P = 0.0004), enquanto a mesma foi maior nas séries 1, 2 e 4 (P <= 0.05) para o grupo TBA. Não foram observadas diferenças na potência média entre o período pré- e pós-suplementação para os grupos NTPL e TPL. Em conclusão, quatro semanas de suplementação de BA foram efetivas em melhorar o desempenho físico intermitente de membros inferiores em ambos os participantes treinados e não treinados. Estes dados ressaltam a eficácia ergogênica da suplementação de BA para exercícios de alta-intensidade, independentemente do estado de treinamento do indivíduo / Recent studies have demonstrated that beta-alanine (BA) supplementation can improve performance. The proposed mechanisms for this result involve an increased muscle carnosine content, a dipeptide whose function is attributed to the maintenance of acid-base balance. Even though the body of evidence surrounding the ergogenic effects of BA supplementation is increasing, most of the evidences come from studies conducted with physically active or untrained individuals, while studies with trained participants are scarce, and their results, controversial. It has been speculated that the difference in muscle buffering capacity between trained and untrained individuals is a possible factor masking the ergogenic effect of BA supplementation in trained individuals, who have already been demonstrated to have greater buffering capacity and muscle carnosine content. Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of training status on intermittent lower-body performance in response to BA supplementation. For this purpose, forty young males were divided into two groups according to their training status (trained - T, and untrained - NT cyclists). Participants were further randomly allocated to BA or placebo (dextrose - PL) groups, providing four experimental conditions: NTPL, NTBA, TPL, TBA. BA or PL was ingested by 6.4 g·d-1, during for 4 weeks. Before and after the supplementation period, participants completed four 30-seconds lower-body Wingate bouts, separated by 3 minutes. Total work done was significantly increased following supplementation in both NTBA (+1349 ± 1411 kJ; P = 0.03) and TBA (+1978 ± 1508 kJ; P = 0.002), and it was significantly reduced in NTPL (-1385 ± 2815 kJ; P = 0.03) with no difference for TPL (-219 ± 1507 kJ; P = 0.73). Compared to pre-supplementation, post-supplementation mean power output was significantly higher in bout 4 for NTBA (P = 0.0004), and higher in bouts 1, 2 and 4 (P <= 0.05) for TBA. No differences were observed in mean power output for NTPL and TPL from pre- to post-supplementation period. In conclusion, four weeks of BA supplementation was effective at improving intermittent lower-body performance in both untrained and trained individuals. These data highlight the efficacy of BA as an ergogenic aid for high-intensity exercise regardless of the training status of the individual

Para acompanhar os avanços em radioterapia, os sistemas dosimétricos necessitam de aperfeiçoamento para garantir a acurácia do tratamento; e, paralelamente, a exposição radioativa vai além do uso clínico, sendo de interesse também a detecção em cenários radiológicos imprevistos. A espectroscopia de ressonância magnética eletrônica (RME) é capaz de detectar centros paramagnéticos criados em materiais expostos à radiação, relacionando resposta espectral com dose absorvida, executando assim a dosimetria de maneira não destrutiva, ao preservar a informação após a leitura. Após a padronização da alanina como detector de altas doses e a também aplicabilidade em estudos clínicos, dificuldades apresentadas propiciaram a investigação de outros materiais para dosimetria com RME; em contrapartida, classificar compostos presentes no cotidiano e com possibilidade de tecido equivalência é outro argumento para a expansão da análise de materiais alternativos. O desenvolvimento desta tese é entre dois tópicos distintos, porém interligados; primeiramente são apresentados minidosímetros para uso em campos pequenos, com abordagem clínica, e então a investigação de materiais alternativos, ambos para uso em dosimetria com RME. Em relação aos minidosímetros, o formato de pastilha é estudado, e são apresentados um novo conceito de detector, denominado EPResize®, e auditoria de ponta-a-ponta de um tratamento de radiocirurgia estereotáxica; sobre a investigação de materiais, foram estudados mais de 20 compostos, estes baseados em amônio, lítio, potássio e sódio. Os resultados mostraram que as dificuldades na determinação de dose com campos pequenos para um intervalo de dose clínico é uma questão que ainda necessita de muita atenção e adequação dos sistemas dosimétricos, de modo a extrair a maior sensibilidade possível, necessitando empregar parâmetros e métodos de análise além do rotineiramente utilizados; variados materiais se apresentaram adequados para a dosimetria com RME, tais como sulfato de amônio, formiato de sódio, ditionito de sódio, citrato de sódio e diferentes sulfitos, mesmo quando não satisfazendo aspectos clínicos, são alternativas para controle e determinação de doses em cenários não usuais. A capacidade de realizar a dosimetria com RME para campos pequenos e a padronização deste sistema possibilitam a verificação de tratamentos mais confiáveis em radioterapia não convencional; e a disponibilização de maior variedade de materiais para dosimetria com RME facilita a necessidade de mapeamento de dose em casos não previstos. / To keep up with advances in radiotherapy, dosimetric systems need improvement to meet the standards established for treatment accuracy; simultaneously, radioactive exposure goes beyond clinical use, and the detection in unforeseen scenarios is of interest too. Electron magnetic resonance spectroscopy (EMR) can detect paramagnetic centers created in materials exposed to radiation, relating spectral response with absorbed dose, thus performing non-destructively dosimetry, by keeping the information after the readout. After standardization of alanine as a high dose detector and the applicability in clinical studies, difficulties allowed the investigation of other EMR dosimetry materials; on the other hand, classifying compounds that are present daily and with the possibility of tissue equivalence is another stimulus for the expansion of alternative materials analysis. The development of this thesis is between two distinct but interconnected topics; first minidosimeters are presented for small field dosimetry, with a clinical approach, and the investigation of alternative materials, both topics applied in EMR dosimetry. Concerning the minidosimeters, some pellets aspects are studied, a new concept of detector, called EPResize®; and a stereotactic radiosurgery end-to-end audit are presented; about alternative materials research, more than 20 compounds were studied, based on ammonium, lithium, potassium and sodium. The results showed that the difficulties in determining the dose with small fields in a clinical dose range is an issue that still needs much attention and adequacy of the dosimetric systems, in order to extract the greatest possible sensitivity, with the need to employ parameters and methods of analysis besides the daily used; several materials were adequate for EMR dosimetry, such as ammonium sulfate, sodium formate, sodium dithionate, sodium citrate and different sulfites, which, even when not satisfying clinical aspects, are alternatives for control and determination of doses in other scenarios. The ability to perform clinical dosimetry with RME and the standardization of this system allow the improvement of treatments accuracy, and the availability of a greater variety of EMR dosimetry materials facilitates the need for dose mapping unforeseen cases.

A &#946;-alanina tem se tornado um suplemento nutricional bastante popular entre atletas de diferentes modalidades esportivas. A razão para tal popularidade deve-se ao grande número de evidências indicando que sua suplementação pode aumentar as concentrações intramusculares de L-carnosina. Com a interrupção da suplementação de &#946;-alanina (BA), a degradação e eliminação da carnosina prevalecem sobre sua síntese, ocorrendo assim o chamado washout. O objetivo o presente trabalho foi avaliar a cinética de washout da carnosina durante 16 semanas após a suplementação de BA, associando as mudanças no conteúdo de carnosina muscular com o desempenho em exercício de alta intensidade. Foram recrutados 15 homens fisicamente ativos, não vegetarianos, a qual foram designados aleatoriamente em dois grupos, BA (n= 11) ou PL (n= 4). Cada participante recebeu a suplementação de BA ou PL (dextrose) em tabletes de liberação prologada (NAI®, USA) na dose de 6,4/d durante 8 semanas em um desenho duplo-cego. Amostras do músculo vasto lateral foram colhidas por meio de biópsia muscular, realizadas antes (S01) e após as 8 semanas (S02) de suplementação, bem como na 1ª (W01), 2ª (W02) 4ª (W03), 8ª (W04), 12ª (W05) e 16ª (W06) semanas após suplementação. Adicionalmente, um teste de tolerância ao esforço de alta intensidade (110% da potência máxima) foi aplicado no tempo S01 e S02, assim como nos tempos W03, W04, W05 e W06 para determinar o Tempo até a Exaustão (TTE). Após 8 semanas de suplementação, foi observada uma diferença significante do conteúdo de carnosina muscular entre o grupo BA (40,76± 12,29 mmol/Kg) e o grupo PL (18,74± 1,22 mmol/Kg; p= 0,0040). O delta médio absoluto observado do grupo BA foi de 18,73± 5,80 mmol/Kg (+ 85%) e, o grupo PL - 0,15± 1,78 mmol/Kg (- 0,7%). Após W02 o grupo BA apresentava 17,35± 8,99 mmol/Kg de carnosina (~ 79%; p= 0,4667) e após W03, o conteúdo médio verificado foi 12,43± 8,95 mmol/Kg (~ 56%) no grupo BA, (p= 0,0378). Após W04 o grupo BA apresentava o delta médio de 6,9± 8,30 mmol/Kg (~ 38%; p <0,0001) e após W05, 2,91± 6,76 mmol/Kg (~ 13%; p <0,0001). Após W06, o conteúdo de carnosina retornou próximo aos valores basais em 21,91± 7,99 mmol/Kg (p = 1,000). Após o período de suplementação (S02), o TTE não apresentou diferença significante entre o grupo BA, 150,95± 19,31 segundos, e o grupo PL, 153,78± 13,08 (p= 0,8184). Foi possível observar uma forte correlação linear positiva (r= 0,8995) e significante (p= 0,01492) entre o conteúdo de carnosina muscular e o desempenho físico. Conclui-se que a carnosina é um dipeptídeo estável na musculatura esquelética, podendo levar um tempo de 16 semanas ou mais para retornar aos valores / &#946;-alanine has become a popular nutritional supplement among athletes of different sports modalities. The reason for such popularity is due to the large number of evidences indicating that its supplementation may increase intramuscular concentrations of L-carnosine. With the interruption of &#946;-alanine (BA) supplementation, the degradation and elimination of carnosine prevail over its synthesis, thus occurring the washout. The aim of this study was to evaluate carnosine washout kinetics for 16 weeks after BA supplementation, associating changes in muscle carnosine content with high intensity exercise performance. Fifteen physically active, non-vegetarian males were randomly assigned in two groups, BA (n = 11) or PL (n = 4). Each participant received supplementation of BA or PL (dextrose) in sustained-release tablets (NAI®, USA) at a dose of 6.4g. d-1 for 8 weeks in a double-blind design. Samples of the vastus lateralis muscle were collected by muscle biopsy performed before (S01) and after 8 weeks (S02) of supplementation, additionally in the 1st (W01), 2nd (W02) 4th (W03), 8th (W04), 12th (W05) and 16th (W06) weeks after supplementation. In addition, a high intensity exercise test (110% of maximum power) was performed at time S01 and S02, W03, W04, W05 and W06 to determine Time to Exhaustion (TTE). After 8 weeks of supplementation, a significant difference in muscle carnosine content was observed between the BA group (40.76 ± 12.29 mmol.kg-1) and the PL group (18.74 ± 1.22 mmol.kg-1; p= 0.0040). The absolute mean delta of the BA group was 18.73± 5.80 mmol.kg-1 (+ 85%) and, the PL group - 0.15± 1.78 mmol.kg-1 (-0.7%). After W02 the BA group showed 17.35± 8.99 mmol.kg-1 carnosine (~ 79%, p= 0.4667), and after W03, the mean content was 12.43 ± 8.95 mmol.kg-1 (~ 56%) in the BA group, (p= 0.0378). After W04 the BA mean delta was 6.9 ± 8.30 mmol.kg-1 (~ 38%, p <0.0001) and after W05, 2.91± 6.76 mmol.kg- 1 (~ 13%, p <0.0001). After W06, the carnosine content returned to baseline levels in BA group 21.91 ± 7.99 mmol. Kg-1 (p = 1,000). After the supplementation period (S02), the TTE showed no significant difference between the BA group 150.95 ± 19.31 seconds and the PL group, 153.78 ± 13.08 (p= 0.8184). There was a strong positive linear correlation (r= 0.8995) and significant (p= 0.01492) between muscle carnosine content and performance. The present study shows that carnosine is a stable dipeptide in the skeletal muscle, which may take 16 weeks or longer to return to the baseline levels

Neoplasias ginecológicas são os tumores de maior incidência no público feminino. Como alternativa para o tratamento destes tumores existe a radioterapia, em que a sua eficácia depende prioritariamente da correta administração da dose prescrita ao tumor, com acurácia de ±5%, conforme estabelecido pela American Association of Physicists in Medicine (AAPM). Para verificar a administração de doses existem diversas técnicas dosimétricas, entre elas a ressonância de spin eletrônico (RSE) com L-alanina, material tecido-equivalente, que relaciona dose com a quantidade de radicais livres formados pela radiação. Portanto, o objetivo deste estudo é a verificação da dose administrada na região tumoral de pacientes diagnosticadas com câncer ginecológico submetidas à teleterapia, utilizando L-alanina e a RSE. Para comparação entre as modalidades de radioterapia, foi realizada braquiterapia ginecológica com objeto simulador, verificando a dose no reto durante o tratamento, que deve ser inferior a 65% da dose prescrita ao tumor, conforme a International Commission on Radiation Units (ICRU). Para a análise de teleterapia foi construído um aparato, para a inserção vaginal do material radio-sensível, que foi utilizado durante 5 das 25 sessões de tratamento. As doses foram determinadas com o sistema de planejamento do tratamento mediante as imagens da tomografia computadorizada, em conjunto com softwares de planejamento, e a existência de marcadores radiopacos no aparato permitiu a confirmação das doses, conforme referência óssea através de imagens de portal feitas no momento anterior ao tratamento. Após a irradiação foi feita a leitura das amostras com o espectrômetro de RSE, em que a amplitude pico a pico da linha principal do sinal, normalizado pela massa, determinou a dose entregue nas regiões de interesse. Previamente ao estudo in vivo foi efetuada a teleterapia com objeto simulador, nas mesmas condições de tratamentos in vivo, apresentando desvio médio em relação ao planejamento de (0,2 ± 3,5)%, viabilizando o estudo com pacientes. Para a primeira paciente o desvio médio obtido foi de (0,5 ± 3,7)% e para a segunda de (-0,7 ± 2,8)%. Na simulação da braquiterapia o desvio médio observado foi de (-1,3 ± 9,2)%. Por causa do pequeno número amostral de pacientes, esta pesquisa é classificada como um estudo de viabilidade, em que a utilização de L-alanina com a RSE se mostrou eficiente para o objetivo proposto, fazendo com que os resultados da teleterapia estivessem de acordo com o estipulado pela AAPM e na braquiterapia a dose administrada no reto obedecesse ao relatório 38 da ICRU. / Gynecological malignancies are the most incident female tumors. As an alternative treatment for these tumors exist the radiotherapy, which their effectiveness mainly depends on the right administration of the prescribed dose to the tumor, with an accuracy of ±5%, as established by the American Association of Physicists in Medicine (AAPM). There are a lot of dosimetric techniques for dose verification, including electron spin resonance (ESR) with L-alanine, a tissue-equivalent material, which relates dose with the amount of free radicals formed by radiation. Therefore, the aim of this study is to verify the dose administered in the tumor of patients diagnosed with gynecological cancer subjected to external beam radiation therapy using L-alanine and ESR. For comparison between the radiotherapy modalities was performed gynecological brachytherapy in phantom, verifying the dose to the rectum during treatment, which must be less than 65% of the prescribed dose to the tumor, according to the International Commission on Radiation Units (ICRU). For teletherapy analysis was constructed an apparatus for vaginal insertion of the radio-sensitive material, which was used in 5 of the 25 treatment fractions. The doses were determined with the treatment planning system with the computed tomography images, together with the planning software, and the existence of radiopaque markers in the apparatus allowed the dose confirmation, according to the bone reference through portal images made before treatment. After the irradiation the samples was read with the ESR spectrometer, wherein the peak to peak amplitude of the signal main line, normalized by weight, determined the dose delivered into the regions of interest. Prior to the in vivo study was performed the teletherapy with phantom, under the same conditions of in vivo treatments, presenting mean deviation to the planning dose of (0.2 ± 3.5)%, enabling the study with patients. For the first patient, the mean deviation obtained was of (0.5 ± 3.7)% and for the second one of (-0.7 ± 2.8)%. In the brachytherapy simulation the mean deviation observed was of (-1.3 ± 9.2)%. Due to the small sample of patients, this research is classified as a feasibility study, which the use of L-alanine with the ESR was efficient for the objective proposed, making the teletherapy results consistent with the stipulated by the AAPM, and in the brachytherapy the dose to the rectum obey the ICRU report 38.