Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-14T13:38:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação (versão final) Leoncio.pdf: 3177730 bytes, checksum: 3ae8af6eb5ff1a7f234df372ba6107db (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T13:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação (versão final) Leoncio.pdf: 3177730 bytes, checksum: 3ae8af6eb5ff1a7f234df372ba6107db (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / FACEPE / Nos últimos anos, a crescente dificuldade para aquisição e transporte internacional de irradiadores de raios gama, como o irradiador de Co-60 GammaCell 220 da Nordion, levou ao desenvolvimento de irradiadores de altas taxas de dose com base em feixes de raios-X, que operam na faixa de 150kV. Uma das aplicações deste tipo de irradiador é a irradiação de insetos, de amostras de sangue, etc. Para estes procedimentos, é importante que se tenha dosímetros que possam monitorar os processos de irradiação. O objetivo deste trabalho é o estudo e caracterização da alanina para que possa ser aplicada em dosimetria de irradiadores de raios-X de altas taxas de dose. A alanina é um aminoácido com número atômico efetivo próximo ao do tecido humano e é utilizada para dosimetria por ressonância paramagnética eletrônica (RPE) para aplicações em radioterapia. Neste trabalho, foram produzidas pastilhas de alanina com diferentes aglutinantes, bem como pastilhas puras revestidas com duas camadas de verniz, para serem utilizadas como dosímetros. Foram utilizados como aglutinantes parafina, teflon e estearina em concentrações de 1 %, 2 % e 5 % da massa total das pastilhas. Testes mecânicos, como ultrassom e rot-up, foram realizados para avaliar a resistência mecânica das pastilhas produzidas. Após os testes mecânicos, verificou-se que as pastilhas preparadas com alanina pura apresentavam resistência mecânica suficiente para serem utilizadas como dosímetros. A reprodutibilidade de sua resposta RPE foi avaliada a partir da irradiação de dez dosímetros com dose de 100 Gy com uma fonte de Co-60. Para investigar a estabilidade da resposta da alanina-RPE com o tempo, três dosímetros foram irradiados com uma dose de 200 Gy com uma fonte de Co-60, sendo a leitura realizada após cinco horas da irradiação e releituras após 15, 40, 87, 110 e 137 dias da irradiação. Para obter as curvas de calibração para raios gama e raios – X, amostras foram irradiadas, respectivamente, com doses de 0 a 1 kGy e de 18,7 Gy a 206 Gy. Os resultados mostram que a resposta dos dosímetros de alanina-RPE apresentou reprodutibilidade com um coeficiente de variação de 1,2%. O estudo do desvanecimento da resposta dos dosímetros mostrou uma variação de 0,8% em 137 dias. De acordo com os resultados obtidos, o sistema de dosimetria alanina-RPE pode ser utilizado, de forma confiável, como um sistema padrão de transferência para as aplicações do irradiador de raios-X de baixa energia, o RS 2400. / In recent years, the increasing difficulty in acquisition and international transport of gamma ray radiators, as irradiator Co-60 Gammacell 220 of Nordion led to the development of high dose rate irradiators based on X-ray beams that they are operating in the 150kV range. One application of this type of irradiator and irradiation of insects, blood samples, etc. For these procedures, it is important to have dosimeters that can monitor the irradiation processes. The objective of this work is the study and characterization of alanine that can be applied in dosimetry irradiating X-ray of high dose rates. Alanine is an amino acid in effective atomic number close to that of human tissue and is used for dosimetry for electron paramagnetic resonance (EPR) for applications in radiotherapy. In this work, alanine pellets were produced with different binders as well as pure tablets coated with two coats of varnish to be used as dosimeters. They were used as binders paraffin, teflon and stearin in concentrations of 1%, 2% and 5% of the total mass of the pastilles. Mechanical tests, such as ultrasound and rot-up were conducted to evaluate the mechanical strength of the tablets produced. After mechanical testing, it was found that the tablets prepared with pure alanine had sufficient mechanical strength to be used as dosimeters. The reproducibility of EPR response was evaluated from the irradiation ten dosimeters with dose 100 Gy with a source of Co-60. To investigate the stability of alanine EPR response over time of three dosimeters were irradiated with a dose of 200 Gy with a source of Co-60, the reading being performed after five hours of irradiation and readings after 15, 40, 87, 110 and 137 days of irradiation. To obtain the calibration curves for gamma rays and X - ray irradiated samples were, respectively, at doses from 0 to 1 kGy and 18.7 Gy to 206 Gy. The results show that the response of EPR-alanine dosimeters showed reproducibility with a coefficient of variation 1.2%. The study fading dosimeters response showed a variation of 0.8% in 137 days. According to the results, the system alanine EPR dosimetry can be used reliably as a pattern transferring system for irradiating the applications of low-energy X-rays, the RS 2400.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / SÃo apresentados aqui cÃlculos de primeiros princÃpios realizados para a obtenÃÃo de propriedades Ãpticas e eletrÃnicas da molÃcula e do cristal de L-alanina. No caso da molÃcula, foi efetuada a otimizaÃÃo da geometria para trÃs conformaÃÃes e usando trÃs mÃtodos diferentes: aproximaÃÃo de Hartree-Fock na base 6-31++G(d,p), aproximaÃÃo de Hartree-Fock na base 6-311++G(3d,3p) e teoria do funcional da densidade (funcional de troca e correlaÃÃo B3LYP) na base 6-31++G(d,p). A partir da otimizaÃÃo das geometrias para diferentes conformaÃÃes, foram obtidas a energia total, momentos de dipolo e quadrupolo, polarizabilidades, propriedades termodinÃmicas, modos normais de vibraÃÃo, espectros Raman, infravermelho e VCD, nÃveis de energia eletrÃnicos e orbitais HOMO e LUMO, com comparaÃÃes com resultados experimentais ao longo do trabalho. Para o cristal de L-alanina, a geometria dos Ãtomos na cÃlula unitÃria foi otimizada usando as aproximaÃÃes LDA e GGA, determinando-se a estrutura de bandas, massas efetivas, funÃÃo dielÃtrica, absorÃÃo, refletividade e Ãndice de refraÃÃo. Estes dados sÃo usados na investigaÃÃo do espectro de luminescÃncia do cristal de L-alanina puro e dopado com manganÃs. Os cÃlculos ab initio permitem associar os picos de fotoluminescÃncia no visÃvel a processos de natureza excitÃnica relacionados a nÃveis de polaron e impurezas aprisionadoras de portadores. Calculando as transiÃÃes vertical e adiabÃtica entre os estados excitados e o estado fundamental de uma molÃcula de L-alanina simples na forma zwitteriÃnica, o pico estreito da fotoluminescÃncia no ultravioleta à atribuÃdo a transiÃÃes intramoleculares nas molÃculas de L-alanina fracamente interagentes dentro do cristal, o que deixa uma assinatura molecular especÃfica do aminoÃcido. Jà o estudo da fotoluminescÃncia integrada do cristal dopado com Mn2+ revela um forte quenching da luminescÃncia provocado pela presenÃa do Ãon metÃlico nos interstÃcios da cÃlula unitÃria. Resultados de cÃlculos ab initio preliminares indicam que tal quenching esta relacionado ao modo como a distribuiÃÃo de energias excitÃnicas muda quando o Ãon e inserido num interstÃcio da cÃlula unitÃria. / Ab initio calculations for the molecule and crystal of L-alanine are presented. Geometry optimizations were performed for three L-alanine molecular conformers using three different methods: Hartree-Fock approximation with a 6-31++G(d,p) basis, Hartree-Fock approximation with a 6-311++G(3d,3p) basis and Density Functional Theory (B3LYP exchange-correlation functional) with a 6-31++G(d,p) basis. From the geometry optimizations, total energies, dipole and quadrupole moments, polarizabilities, thermodynamical properties, normal modes, Raman, infrared and VCD spectra, energy levels and frontier molecular orbitals were obtained and comparisons with experimental results were carried out. For the L-alanine crystal, geometry optimization was performed within the framework of DFT (LDA and GGA), and band structures, effctive masses, dielectric function, absorption, reflectivity and refraction index were calculated. Those results were employed to investigate the photoluminescence spectra of undoped and Mn-doped L-alanine crystals. The ab initio results allow assignment of the photoluminescence peaks in the visible region to lattice-related processes of exciton nature associated with polaron levels and defect trapping centers for carriers. By evaluating the vertical and adiabatic transitions between the ground state and excited states of a single L-alanine molecule in the zwitterion form, the very thin photoluminescence peak in the ultraviolet region is assigned to intramolecular transitions in the weakly interacting L-alanine molecules forming the crystals, being a signature of the type of the crystalline amino acid. In the case of Mn-doped alanine crystal, the integrated photoluminescence intensity is shown to be dramatically quenched by the intersticial manganese, with a decrease greater than 65% for higher doping. Preliminar ab initio calculations indicate that this quenching is related to the change of exciton energy levels due to the charge redistribution in the unit cell when manganese ions are present.

A fenilcetonúria (PKU) é caracterizada bioquimicamente pelo acúmulo de fenilalanina (Phe) e seus metabólitos nos tecidos dos pacientes afetados. O dano neurológico é a marca da PKU e a Phe é considerada o principal agente neurotóxico nesta doença, cujos mecanismos de neurotoxicidade são pouco conhecidos. A alanina (Ala) é nutricionalmente um aminoácido não essencial. Ela é o principal aminoácido gliconeogênico porque pode originar piruvato e glicose, tendo sido, por este motivo, usada como um suplemento dietético em combinação com o hormônio de crescimento no tratamento de crianças subnutridas afetadas por algumas doenças metabólicas herdadas, para induzir o anabolismo. O principal objetivo do presente trabalho foi medir as atividades dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial (CCR) e succinato desidrogenase (SDH) no córtex cerebral de ratos Wistar sujeitos à hiperfenilalaninemia (HPA) quimicamente induzida e à administração crônica de Ala, desde o 6± até o 21± dia de vida pós-natal. Também investigamos o efeito in vitro da Phe e Ala nas atividades da SDH e CCR em córtex cerebral de ratos de 22 dias de idade. Os resultados mostraram uma redução nas atividades da SDH e complexos I + III no córtex cerebral de ratos sujeitos à HPA e também no córtex cerebral de ratos sujeitos à administração de Ala. Também verificamos que ambos: Phe e Ala inibiram in vitro a atividade dos complexos I + III por competição com NADH. Considerando a importância da SDH e CCR para a sustentação do suprimento energético para o cérebro, nossos resultados sugerem que o déficit energético possa contribuir para a neurotoxicidade da Phe em PKU. Em relação à Ala, ficou evidenciado que mais investigações serão necessárias antes de considerar a suplementação com Ala como uma terapia adjuvante válida para crianças com estas doenças.

A fenilcetonúria (PKU) é caracterizada bioquimicamente pelo acúmulo de fenilalanina (Phe) e seus metabólitos nos tecidos dos pacientes afetados. O dano neurológico é a marca da PKU e a Phe é considerada o principal agente neurotóxico nesta doença, cujos mecanismos de neurotoxicidade são pouco conhecidos. A alanina (Ala) é nutricionalmente um aminoácido não essencial. Ela é o principal aminoácido gliconeogênico porque pode originar piruvato e glicose, tendo sido, por este motivo, usada como um suplemento dietético em combinação com o hormônio de crescimento no tratamento de crianças subnutridas afetadas por algumas doenças metabólicas herdadas, para induzir o anabolismo. O principal objetivo do presente trabalho foi medir as atividades dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial (CCR) e succinato desidrogenase (SDH) no córtex cerebral de ratos Wistar sujeitos à hiperfenilalaninemia (HPA) quimicamente induzida e à administração crônica de Ala, desde o 6± até o 21± dia de vida pós-natal. Também investigamos o efeito in vitro da Phe e Ala nas atividades da SDH e CCR em córtex cerebral de ratos de 22 dias de idade. Os resultados mostraram uma redução nas atividades da SDH e complexos I + III no córtex cerebral de ratos sujeitos à HPA e também no córtex cerebral de ratos sujeitos à administração de Ala. Também verificamos que ambos: Phe e Ala inibiram in vitro a atividade dos complexos I + III por competição com NADH. Considerando a importância da SDH e CCR para a sustentação do suprimento energético para o cérebro, nossos resultados sugerem que o déficit energético possa contribuir para a neurotoxicidade da Phe em PKU. Em relação à Ala, ficou evidenciado que mais investigações serão necessárias antes de considerar a suplementação com Ala como uma terapia adjuvante válida para crianças com estas doenças.

A fenilcetonúria (PKU) é caracterizada bioquimicamente pelo acúmulo de fenilalanina (Phe) e seus metabólitos nos tecidos dos pacientes afetados. O dano neurológico é a marca da PKU e a Phe é considerada o principal agente neurotóxico nesta doença, cujos mecanismos de neurotoxicidade são pouco conhecidos. A alanina (Ala) é nutricionalmente um aminoácido não essencial. Ela é o principal aminoácido gliconeogênico porque pode originar piruvato e glicose, tendo sido, por este motivo, usada como um suplemento dietético em combinação com o hormônio de crescimento no tratamento de crianças subnutridas afetadas por algumas doenças metabólicas herdadas, para induzir o anabolismo. O principal objetivo do presente trabalho foi medir as atividades dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial (CCR) e succinato desidrogenase (SDH) no córtex cerebral de ratos Wistar sujeitos à hiperfenilalaninemia (HPA) quimicamente induzida e à administração crônica de Ala, desde o 6± até o 21± dia de vida pós-natal. Também investigamos o efeito in vitro da Phe e Ala nas atividades da SDH e CCR em córtex cerebral de ratos de 22 dias de idade. Os resultados mostraram uma redução nas atividades da SDH e complexos I + III no córtex cerebral de ratos sujeitos à HPA e também no córtex cerebral de ratos sujeitos à administração de Ala. Também verificamos que ambos: Phe e Ala inibiram in vitro a atividade dos complexos I + III por competição com NADH. Considerando a importância da SDH e CCR para a sustentação do suprimento energético para o cérebro, nossos resultados sugerem que o déficit energético possa contribuir para a neurotoxicidade da Phe em PKU. Em relação à Ala, ficou evidenciado que mais investigações serão necessárias antes de considerar a suplementação com Ala como uma terapia adjuvante válida para crianças com estas doenças.

Estudos anteriores realizados no Laboratório de Erros Inatos do Metabolismo demonstraram que fenilalanina (Phe) 2,0 mM ou fenilpiruvato (PP) 5,0 mM, um metabólito desaminado da Phe, reduzem a atividade da ATP-difosfoidrolase em sinaptossomas de córtex cerebral de ratos. Já estudos do efeito da Phe e do fenilactato sobre a atividade da Na+K+-ATPase, enzima envolvida na manutenção do potencial de membrana e na integridade celular no cérebro, demonstraram seus efeitos inibitórios, bem como a reversão destes efeitos pela alanina (Ala), competitivamente. Por outro lado, quando testada isoladamente, a alanina não altera a atividade da enzima. Resultados semelhantes foram observados em relação à fosforilação de proteínas de citoesqueleto neuronal na presença de Phe e/ou Ala. O presente estudo teve como principal objetivo caracterizar a inibição causada por Phe ou PP sobre a atividade da ATP-difosfoidrolase. Considerando que a ATP- difosfoidrolase participa com a 5’-nucleotidase na síntese de adenosina a partir do ATP e do ADP, decidimos investigar também os efeitos “in vitro” da Phe ou do PP sobre a atividade da 5’-nucleotidase na mesma fração. Além disso, considerando que a alanina reverte o efeito inibitório da Phe sobre algumas enzimas, decidimos investigar o efeito daquele aminoácido sobre as atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase, bem como a possibilidade da alanina reverter efeitos inibitórios provocados pela Phe ou pelo PP sobre a atividade da ATP-difosfoidrolase. Os sinaptossomas foram preparados a partir de córtex cerebral de ratos com idade entre 25 e 35 dias para determinação das atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase. A Phe ou o PP inibiram a atividade da ATP- difosfoidrolase em aproximadamente 20%, no entanto, a atividade da 5’-nucleotidase não foi afetada pelos dois metabólitos. Os resultados dos estudos cinéticos realizados com ATP-difosfoidrolase sugerem que ADP, Phe e PP agem sobre o mesmo sítio da enzima. A alanina não altera as atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase e, quando testada em associação com Phe 1,5 mM ou com PP 5,0 mM, não reverteu os efeitos inibitórios provocados pelos mesmos. Considerando a importância da atividade da ATP- difosfoidrolase para a degradação do neurotransmissor ATP em sistema nervoso central, se os efeitos observados “in vitro” também ocorrerem “in vivo”, a inibição da enzima pode ser um dos mecanismos que levam ao dano cerebral característico da fenilcetonúria.

Estudos anteriores realizados no Laboratório de Erros Inatos do Metabolismo demonstraram que fenilalanina (Phe) 2,0 mM ou fenilpiruvato (PP) 5,0 mM, um metabólito desaminado da Phe, reduzem a atividade da ATP-difosfoidrolase em sinaptossomas de córtex cerebral de ratos. Já estudos do efeito da Phe e do fenilactato sobre a atividade da Na+K+-ATPase, enzima envolvida na manutenção do potencial de membrana e na integridade celular no cérebro, demonstraram seus efeitos inibitórios, bem como a reversão destes efeitos pela alanina (Ala), competitivamente. Por outro lado, quando testada isoladamente, a alanina não altera a atividade da enzima. Resultados semelhantes foram observados em relação à fosforilação de proteínas de citoesqueleto neuronal na presença de Phe e/ou Ala. O presente estudo teve como principal objetivo caracterizar a inibição causada por Phe ou PP sobre a atividade da ATP-difosfoidrolase. Considerando que a ATP- difosfoidrolase participa com a 5’-nucleotidase na síntese de adenosina a partir do ATP e do ADP, decidimos investigar também os efeitos “in vitro” da Phe ou do PP sobre a atividade da 5’-nucleotidase na mesma fração. Além disso, considerando que a alanina reverte o efeito inibitório da Phe sobre algumas enzimas, decidimos investigar o efeito daquele aminoácido sobre as atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase, bem como a possibilidade da alanina reverter efeitos inibitórios provocados pela Phe ou pelo PP sobre a atividade da ATP-difosfoidrolase. Os sinaptossomas foram preparados a partir de córtex cerebral de ratos com idade entre 25 e 35 dias para determinação das atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase. A Phe ou o PP inibiram a atividade da ATP- difosfoidrolase em aproximadamente 20%, no entanto, a atividade da 5’-nucleotidase não foi afetada pelos dois metabólitos. Os resultados dos estudos cinéticos realizados com ATP-difosfoidrolase sugerem que ADP, Phe e PP agem sobre o mesmo sítio da enzima. A alanina não altera as atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase e, quando testada em associação com Phe 1,5 mM ou com PP 5,0 mM, não reverteu os efeitos inibitórios provocados pelos mesmos. Considerando a importância da atividade da ATP- difosfoidrolase para a degradação do neurotransmissor ATP em sistema nervoso central, se os efeitos observados “in vitro” também ocorrerem “in vivo”, a inibição da enzima pode ser um dos mecanismos que levam ao dano cerebral característico da fenilcetonúria.

Estudos anteriores realizados no Laboratório de Erros Inatos do Metabolismo demonstraram que fenilalanina (Phe) 2,0 mM ou fenilpiruvato (PP) 5,0 mM, um metabólito desaminado da Phe, reduzem a atividade da ATP-difosfoidrolase em sinaptossomas de córtex cerebral de ratos. Já estudos do efeito da Phe e do fenilactato sobre a atividade da Na+K+-ATPase, enzima envolvida na manutenção do potencial de membrana e na integridade celular no cérebro, demonstraram seus efeitos inibitórios, bem como a reversão destes efeitos pela alanina (Ala), competitivamente. Por outro lado, quando testada isoladamente, a alanina não altera a atividade da enzima. Resultados semelhantes foram observados em relação à fosforilação de proteínas de citoesqueleto neuronal na presença de Phe e/ou Ala. O presente estudo teve como principal objetivo caracterizar a inibição causada por Phe ou PP sobre a atividade da ATP-difosfoidrolase. Considerando que a ATP- difosfoidrolase participa com a 5’-nucleotidase na síntese de adenosina a partir do ATP e do ADP, decidimos investigar também os efeitos “in vitro” da Phe ou do PP sobre a atividade da 5’-nucleotidase na mesma fração. Além disso, considerando que a alanina reverte o efeito inibitório da Phe sobre algumas enzimas, decidimos investigar o efeito daquele aminoácido sobre as atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase, bem como a possibilidade da alanina reverter efeitos inibitórios provocados pela Phe ou pelo PP sobre a atividade da ATP-difosfoidrolase. Os sinaptossomas foram preparados a partir de córtex cerebral de ratos com idade entre 25 e 35 dias para determinação das atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase. A Phe ou o PP inibiram a atividade da ATP- difosfoidrolase em aproximadamente 20%, no entanto, a atividade da 5’-nucleotidase não foi afetada pelos dois metabólitos. Os resultados dos estudos cinéticos realizados com ATP-difosfoidrolase sugerem que ADP, Phe e PP agem sobre o mesmo sítio da enzima. A alanina não altera as atividades da ATP-difosfoidrolase e da 5’-nucleotidase e, quando testada em associação com Phe 1,5 mM ou com PP 5,0 mM, não reverteu os efeitos inibitórios provocados pelos mesmos. Considerando a importância da atividade da ATP- difosfoidrolase para a degradação do neurotransmissor ATP em sistema nervoso central, se os efeitos observados “in vitro” também ocorrerem “in vivo”, a inibição da enzima pode ser um dos mecanismos que levam ao dano cerebral característico da fenilcetonúria.

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.