A icterícia é uma manifestação caracterizada pelo amarelamento da pele e mucosas devido ao excesso de bilirrubina no sangue do paciente. Cerca de 60% dos recém nascidos (RN) manifestam a icterícia nas primeiras semanas de vida, sendo este índice muito maior em neonatos prematuros. Se não corretamente diagnosticada, a alta concentração de bilirrubina pode intoxicar a massa encefálica, provocando uma encefalopatia conhecida como kernicterus. Existem vários métodos para medir a concentração de bilirrubina, e entre eles pode-se citar: métodos bioquímicos laboratoriais que utilizam amostras de sangue coletadas e reagentes específicos, medidores de bilirrubina transcutâneos e espectrofotometria em amostras de soro. O princípio básico desses métodos é a análise colorimétrica, que se baseia na alta absorbância da molécula de bilirrubina no comprimento de onda de 455 nm. O presente trabalho descreve um bilirrubinômetro, que foi desenvolvido para medir a concentração da bilirrubina utilizando a espectrofotometria direta no soro de amostras sanguíneas de neonatos. No projeto do bilirrubinômetro levou-se em consideração o baixo custo de produção, uma boa precisão comparada com outros equipamentos, e a utilização de componentes de alta tecnologia tais como LED com alta intensidade luminosa e fotorreceptores especiais para medir concentrações nas faixas de luz específica. Para a validação do equipamento foram obtidas amostras de sangue de recém nascidos, junto ao Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, e os resultados das medidas realizadas com o bilirrubinômetro construído foram comparados com os obtidos com um bilirrubinômetro comercial e com métodos bioquímicos clássicos. Os resultados da comparação mostraram que o bilirrubinômetro construído apresenta um erro relativo de ± 1,05 mg/dl, que se encontra dentro da média dos bilirrubinômetros diretos e custo de produção relativamente baixo. / Jaundice is a manifestation described as the yellowish staining of the skin and mucous membranes caused by the excessive levels of bilirubin in the patient blood. About 60% of the newborns present this feature in the first weeks of life, and this percentage is much higher in premature neonates. If not correctly detected and treated, the bilirubin can intoxicate the encephalic mass, causing an encephalopathy knowed as kernicterus. There are many methods to measure the bilirubin concentration such as: blood laboratory methods using specific reagents, transcutaneous bilirubin and serum spectrophotometric equipments. The basic principle of these devices is the colorimetric analysis based on the high absorption of the bilirubin molecule in the 455 nm wavelength. This work describes a bilirubin meter that was developed for measure the bilirubin concentration using direct spectrophotometry in the serum of neonates\' blood samples. In the bilirubin meter project it was considered the low production cost, a good precision compared with others similar equipments, and the use of high technology components as high intensity LED and special photoreceptors to measure specific wavelengths. For validation of the equipment it was used newborns blood samples from the Clinics Hospital at the Faculty of Medicine of Ribeirão Preto, and the results obtained with the equipment were compared with the values of a commercial bilirubin meter and with biochemical tests. The results showed that the developed bilirubin meter has a relative error around 1,05 mg/dl, similar to commercial bilirubin meters and a low relative cost.

A icterícia é uma manifestação caracterizada pelo amarelamento da pele e mucosas devido ao excesso de bilirrubina no sangue do paciente. Cerca de 60% dos recém nascidos (RN) manifestam a icterícia nas primeiras semanas de vida, sendo este índice muito maior em neonatos prematuros. Se não corretamente diagnosticada, a alta concentração de bilirrubina pode intoxicar a massa encefálica, provocando uma encefalopatia conhecida como kernicterus. Existem vários métodos para medir a concentração de bilirrubina, e entre eles pode-se citar: métodos bioquímicos laboratoriais que utilizam amostras de sangue coletadas e reagentes específicos, medidores de bilirrubina transcutâneos e espectrofotometria em amostras de soro. O princípio básico desses métodos é a análise colorimétrica, que se baseia na alta absorbância da molécula de bilirrubina no comprimento de onda de 455 nm. O presente trabalho descreve um bilirrubinômetro, que foi desenvolvido para medir a concentração da bilirrubina utilizando a espectrofotometria direta no soro de amostras sanguíneas de neonatos. No projeto do bilirrubinômetro levou-se em consideração o baixo custo de produção, uma boa precisão comparada com outros equipamentos, e a utilização de componentes de alta tecnologia tais como LED com alta intensidade luminosa e fotorreceptores especiais para medir concentrações nas faixas de luz específica. Para a validação do equipamento foram obtidas amostras de sangue de recém nascidos, junto ao Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, e os resultados das medidas realizadas com o bilirrubinômetro construído foram comparados com os obtidos com um bilirrubinômetro comercial e com métodos bioquímicos clássicos. Os resultados da comparação mostraram que o bilirrubinômetro construído apresenta um erro relativo de ± 1,05 mg/dl, que se encontra dentro da média dos bilirrubinômetros diretos e custo de produção relativamente baixo. / Jaundice is a manifestation described as the yellowish staining of the skin and mucous membranes caused by the excessive levels of bilirubin in the patient blood. About 60% of the newborns present this feature in the first weeks of life, and this percentage is much higher in premature neonates. If not correctly detected and treated, the bilirubin can intoxicate the encephalic mass, causing an encephalopathy knowed as kernicterus. There are many methods to measure the bilirubin concentration such as: blood laboratory methods using specific reagents, transcutaneous bilirubin and serum spectrophotometric equipments. The basic principle of these devices is the colorimetric analysis based on the high absorption of the bilirubin molecule in the 455 nm wavelength. This work describes a bilirubin meter that was developed for measure the bilirubin concentration using direct spectrophotometry in the serum of neonates\' blood samples. In the bilirubin meter project it was considered the low production cost, a good precision compared with others similar equipments, and the use of high technology components as high intensity LED and special photoreceptors to measure specific wavelengths. For validation of the equipment it was used newborns blood samples from the Clinics Hospital at the Faculty of Medicine of Ribeirão Preto, and the results obtained with the equipment were compared with the values of a commercial bilirubin meter and with biochemical tests. The results showed that the developed bilirubin meter has a relative error around 1,05 mg/dl, similar to commercial bilirubin meters and a low relative cost.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Establece el perfil bioquímico sanguíneo hepático y renal de los animales clínicamente sanos a través de los valores séricos de Bilirrubina Total (BT), Bilirrubina Indirecta (BI) y Bilirrubina Directa (BD), ALT, AST, Fosfatasa Alcalina, GGT, Proteína Total, Albúmina, Globulina, Urea y Creatinina. Se emplearon 60 animales (30 Adultos y 30 Tuis), procedentes de los poblados de Cochas y Pachacayo, provincia de Jauja, a una altitud de 3.370 m.s.n.m. aproximadamente. Los animales fueron capturados y llevados a un corral, se extrajo 8ml de sangre por punción de la vena yugular, colectadas en tubos estériles rotulados y sin anticoagulantes, para la obtención del suero. Los sueros fueron procesados en el Laboratorio de Patología Clínica de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, los valores encontrados (media ± D.E.) fueron: Bilirrubina Total: 0.62 ± 0.51 mg/dl (0.10 – 0.90); Bilirrubina Directa: 0.13 ± 0.09 mg/dl (0.05 – 0.50); Bilirrubina Indirecta: 0.51 ± 0.52 mg/dl (0.05 – 2.25); ALT 23.27 ± 13.11 UI/L (5.0 – 80.0); AST 197.2 ± 53.74 UI/L (94.0 – 419.0); Fosfatasa Alcalina 159.45 ± 76.6 UI/L (13 – 320.0); GGT 22.35 ± 10.63 (5.0 – 54.0); Proteínas Totales 7.73 ± 1.18 g/dl (6 – 12.2); Albúmina 3.63 ± 0.65g/dl (2.6 – 5.4); Globulina 4.10 ± 1.40 g/dl (1.2 – 9.4); Urea 39.1 ± 9.02 mg/dl (20 – 70) y Creatinina 2.21 ± 0.54 mg/dl (1.3 – 3.7). Se encontró diferencia estadística significativa (p<0.05) con respecto a la variable edad en los análisis estadísticos, para Bilirrubina Total, Indirecta y Fosfatasa Alcalina; pero no hubieron diferencias significativas (p<0.05) para los demás parámetros bioquímicos. / Tesis

Bilirrubina oxidase de Myrothecium verrucaria é uma multicobre oxidase capaz de reduzir O2 pela oxidação de fenóis, aminas aromáticas e polipirróis. Eletroquimicamente, essa reação de redução ocorre pela transferência de elétrons entre a enzima e um eletrodo. Nesta tese, foi investigada a eficiência da enzima como agente redutor de O2 na superfície de eletrodos modificados pela função orgânica naftil-2-carboxilato por acoplamento de diazônio. Essa modificação na superfície do eletrodo aumenta em até quatro vezes a atividade do filme catalítico em relação à obtida por eletrodos em que a adsorção da enzima foi feita de forma convencional, sem a modificação. Foram estudados os efeitos da temperatura sobre a atividade da enzima para a redução de O2, sendo observado um aumento linear da atividade do eletrodo com o aumento da temperatura até 30 &deg;C, de tal forma que temperaturas mais altas proporcionaram o aumento da inativação natural das moléculas de enzima. Esse efeito de inativação foi confirmado pela diminuição da atividade com o tempo na presença de O2, por cronoamperometria, sendo a atividade interrompida pela inserção de argônio e retomada do mesmo ponto pela reinserção de O2, descartando a idéia da queda de corrente proveniente da dessorção de enzima. Foi estudado também o efeito do pH na máxima atividade da bilirrubina oxidase, conduzidos entre pH 5,0 e 8,0, e verificando-se que a máxima atividade da enzima foi obtida entre pH 5,5 e 6,0 e, além disso, verificou-se que a corrente catalítica em baixos valores de pH aumenta diretamente com o aumento do sobrepotencial aplicado. Porém, em altos valores de pH, a curva de redução toma a forma sigmoidal e passa a ser independente do sobrepotencial aplicado, sendo a reação governada por etapas químicas de transferência de prótons. O uso de eletrodos de disco rotatório possibilitou resolver parâmetros de Michaelis-Menten para a cinética do filme catalítico de forma mais precisa (a resposta de corrente é menos dependente do transporte de massa de reagentes) e esses dados foram obtidos dentro de um intervalo de pH importante para aplicações práticas. O sobrepotencial da reação de redução de O2 catalisada por bilirrubina oxidase foi comparado com o sobrepotencial obtido para a mesma reação catalisada por Platina eletrodepositada sobre a superfície de grafite pirolítico, onde foi observado um sobrepotencial de 140 mV para a catálise enzimática, demasiado menor que o valor de 415 mV obtidos para a Platina, sob as mesmas condições experimentais, em pH neutro. A metodologia proposta para a construção de um cátodo para aplicação em células a combustível enzimáticas e os subsequentes estudos possibilitaram uma investigação minuciosa para caracterizar a enzima bilirrubina oxidase como talvez o catalisador mais eficiente na redução eletroquímica de oxigênio molecular em células a combustível até o momento. / Bilirubin oxidase from Myrothecium verrucaria is a multicopper oxidase reducing O2 at the expenses of phenols, aromatic amines and polypyrrols oxidation. Electrochemically, this reduction reaction undergoes through the electron transfer between enzyme and electrode. In this thesis, the enzyme was investigated as an efficient O2 reducing agent on electrode surfaces modified by naphthil-2-carboxylate functionalities through diazonium coupling. This modification of the electrode surface increases the activity of the catalytic film up to four times comparing to that obtained by electrodes in which the enzyme molecules were adsorbed conventionally, without modification. It was studied the effect of temperature on O2 reduction, in which catalysis increased linearly with temperature up to 30 &deg;C, and higher temperatures increased the natural enzyme inactivation. This inactivation was confirmed by the activity drop off with time in the presence of O2, by chronoamperometry, ceased out when argon was inserted into the cell and re-established from the same point when argon was purged out by insertion of O2. These results cast aside the idea of activity drop off caused by enzyme desorption. It was also investigated the pH effect on the maximum activity of bilirubin oxidase, carried out between pH 5.0 and 8.0, being the highest activity obtained at pH 5.5-6.0. Furthermore, it was observed that the catalytic current directly increases with applied overpotential, at low pH values, and the reduction wave shape becomes sigmoidal and independent on applied overpotential at high pH values. The reaction is then governed by chemical steps, as the proton transfer. The use of rotating-disc electrodes favored solving the Michaelis-Menten kinetics for the catalytic film in a much greater accuracy (the current response is much less dependent on reagent mass transport) and these data were obtained for pH interval important for practical applications. The overpotential for the O2 reduction reaction catalyzed by bilirubin oxidase was compared to the overpotential obtained by the same reaction catalyzed by Platinum electrodeposited onto a pyrolytic graphite electrode. An overpotential of only 140 mV was observed for the enzymatic catalysis, much lower compared to the 415 mV obtained for the Platinum electrode, under the same experimental conditions, at neutral pH. The proposed method for constructing a cathode for enzymatic fuel cell application and subsequent investigation described allowed an in-depth study of bilirubin oxidase characterization as perhaps the most efficient catalysts for the electrochemical reduction of molecular oxygen in fuel cells to date.

As biocélulas a combustível enzimáticas (BFCs) são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica, utilizando enzimas como biocatalisadores. Quando miniaturizada, uma BFC pode ser implantada em animais vertebrados e invertebrados, vislumbrando-se sua utilização na produção de energia elétrica para alimentar microdispositivos biomédicos e microssensores em pequenos insetos. No entanto, ainda é um desafio obter BFCs implantáveis e miniaturizadas, com uma potência suficiente (dezenas de microwatts) para alimentar microcircuitos eletrônicos de maneira estável e em longo prazo. Diante do exposto, esta tese de doutorado apresenta um estudo das propriedades eletroquímicas de eletrodos enzimáticos, visando a aplicação em BFCs de glicose/O2 miniaturizadas e implantáveis. Para isso, utilizaram-se fibras flexíveis de carbono (FCFs) modificadas com as enzimas bilirrubina oxidase (BOx) no cátodo e glicose desidrogenase (GDh) NAD-dependente no ânodo, a fim de se obter a redução de O2 e a oxidação de glicose, respectivamente. Os resultados obtidos mostram que FCFs previamente submetidas a um tratamento químico de oxidação com permanganato de potássio e com posterior eletrodepolimerização do mediador vermelho neutro produzem bioânodos estáveis e robustos. Estes eletrodos, combinados com biocátodos compostos por FCFs na ausência de mediadores redox, foram utilizados em BFCs miniaturizadas, que foram implantadas em formigas da espécie Atta sexdens rubrupilosa. A potência máxima da BFC operando in vivo foi 13,5 &plusmn; 3,8 &micro;W cm-2 em 190 &plusmn; 58,9 mV, com corrente máxima de 143 &plusmn; 40,2 &micro;A cm-2 e a voltagem de circuito aberto de 260 &plusmn; 99,6 mV. Acredita-se que estes valores ainda possam ser otimizados e este trabalho contribui para mostrar que a flexibilidade das FFC, a presença de um mediador de elétrons polimérico no ânodo, o uso do tratamento químico de oxidação com permanganato de potássio das fibras e a miniaturização dos eletrodos são elementos importantes, e que podem ser considerados no desenvolvimento de biocélulas a combustível implantáveis. / Enzymatic biofuel cells (BFCs) are electrochemical devices that convert chemical energy into electrical energy using enzymes as biocatalysts. When miniaturized, BFCs can be implanted in vertebrate and invertebrate animals and, their use to produce electrical energy to feed biomedical microdevices and micro-sensors in small insects can be observed. However, it is still challenging to obtain implantable and miniaturized BFCs, with sufficient power (tens of microwatts) to power electronic microcircuits in a stable and long-term manner. In view of the above, this PhD thesis presents a study of the electrochemical properties of enzymatic electrodes, aiming to use them in miniaturized and implantable glucose/O2 BFCs. In order to obtain a reduction in O2 and oxidation of glucose, flexible carbon fibers (FCFs) modified with bilirubin oxidase (BOx) enzymes in the cathode and glucose dehydrogenase (GDh) at the anode, respectively, were used. The results show that FCFs previously submitted to a chemical treatment of oxidation with potassium permanganate and, subsequently, electropolymerization of the neutral red mediator produce stable and robust bioanodes. These electrodes, combined with biocathodes consisting of FCFs in the absence of redox mediators, were used in miniaturized BFCs, which were implanted in Atta sexdens rubrupilosa ant species. The BFC maximum power source, operating in vivo, was 13.5 &plusmn; 3.8 &mu;W cm-2 at 190 ± 58.9 mV, with a maximum current of 143 &plusmn; 40.2 &mu;A cm-2 and the open circuit voltage was 260 &plusmn; 99.6 mV. Although these values can be optimized, this research shows that the flexibility of the FCF, the presence of a polymer electron mediator on the anode, using the chemical treatment of oxidation with potassium permanganate of the fibers and electrode miniaturization are important elements, which can be considered in the development of implantable biofuels.

As biocélulas a combustível enzimáticas (BFCs) são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica, utilizando enzimas como biocatalisadores. Quando miniaturizada, uma BFC pode ser implantada em animais vertebrados e invertebrados, vislumbrando-se sua utilização na produção de energia elétrica para alimentar microdispositivos biomédicos e microssensores em pequenos insetos. No entanto, ainda é um desafio obter BFCs implantáveis e miniaturizadas, com uma potência suficiente (dezenas de microwatts) para alimentar microcircuitos eletrônicos de maneira estável e em longo prazo. Diante do exposto, esta tese de doutorado apresenta um estudo das propriedades eletroquímicas de eletrodos enzimáticos, visando a aplicação em BFCs de glicose/O2 miniaturizadas e implantáveis. Para isso, utilizaram-se fibras flexíveis de carbono (FCFs) modificadas com as enzimas bilirrubina oxidase (BOx) no cátodo e glicose desidrogenase (GDh) NAD-dependente no ânodo, a fim de se obter a redução de O2 e a oxidação de glicose, respectivamente. Os resultados obtidos mostram que FCFs previamente submetidas a um tratamento químico de oxidação com permanganato de potássio e com posterior eletrodepolimerização do mediador vermelho neutro produzem bioânodos estáveis e robustos. Estes eletrodos, combinados com biocátodos compostos por FCFs na ausência de mediadores redox, foram utilizados em BFCs miniaturizadas, que foram implantadas em formigas da espécie Atta sexdens rubrupilosa. A potência máxima da BFC operando in vivo foi 13,5 &plusmn; 3,8 &micro;W cm-2 em 190 &plusmn; 58,9 mV, com corrente máxima de 143 &plusmn; 40,2 &micro;A cm-2 e a voltagem de circuito aberto de 260 &plusmn; 99,6 mV. Acredita-se que estes valores ainda possam ser otimizados e este trabalho contribui para mostrar que a flexibilidade das FFC, a presença de um mediador de elétrons polimérico no ânodo, o uso do tratamento químico de oxidação com permanganato de potássio das fibras e a miniaturização dos eletrodos são elementos importantes, e que podem ser considerados no desenvolvimento de biocélulas a combustível implantáveis. / Enzymatic biofuel cells (BFCs) are electrochemical devices that convert chemical energy into electrical energy using enzymes as biocatalysts. When miniaturized, BFCs can be implanted in vertebrate and invertebrate animals and, their use to produce electrical energy to feed biomedical microdevices and micro-sensors in small insects can be observed. However, it is still challenging to obtain implantable and miniaturized BFCs, with sufficient power (tens of microwatts) to power electronic microcircuits in a stable and long-term manner. In view of the above, this PhD thesis presents a study of the electrochemical properties of enzymatic electrodes, aiming to use them in miniaturized and implantable glucose/O2 BFCs. In order to obtain a reduction in O2 and oxidation of glucose, flexible carbon fibers (FCFs) modified with bilirubin oxidase (BOx) enzymes in the cathode and glucose dehydrogenase (GDh) at the anode, respectively, were used. The results show that FCFs previously submitted to a chemical treatment of oxidation with potassium permanganate and, subsequently, electropolymerization of the neutral red mediator produce stable and robust bioanodes. These electrodes, combined with biocathodes consisting of FCFs in the absence of redox mediators, were used in miniaturized BFCs, which were implanted in Atta sexdens rubrupilosa ant species. The BFC maximum power source, operating in vivo, was 13.5 &plusmn; 3.8 &mu;W cm-2 at 190 ± 58.9 mV, with a maximum current of 143 &plusmn; 40.2 &mu;A cm-2 and the open circuit voltage was 260 &plusmn; 99.6 mV. Although these values can be optimized, this research shows that the flexibility of the FCF, the presence of a polymer electron mediator on the anode, using the chemical treatment of oxidation with potassium permanganate of the fibers and electrode miniaturization are important elements, which can be considered in the development of implantable biofuels.

Bilirrubina oxidase de Myrothecium verrucaria é uma multicobre oxidase capaz de reduzir O2 pela oxidação de fenóis, aminas aromáticas e polipirróis. Eletroquimicamente, essa reação de redução ocorre pela transferência de elétrons entre a enzima e um eletrodo. Nesta tese, foi investigada a eficiência da enzima como agente redutor de O2 na superfície de eletrodos modificados pela função orgânica naftil-2-carboxilato por acoplamento de diazônio. Essa modificação na superfície do eletrodo aumenta em até quatro vezes a atividade do filme catalítico em relação à obtida por eletrodos em que a adsorção da enzima foi feita de forma convencional, sem a modificação. Foram estudados os efeitos da temperatura sobre a atividade da enzima para a redução de O2, sendo observado um aumento linear da atividade do eletrodo com o aumento da temperatura até 30 &deg;C, de tal forma que temperaturas mais altas proporcionaram o aumento da inativação natural das moléculas de enzima. Esse efeito de inativação foi confirmado pela diminuição da atividade com o tempo na presença de O2, por cronoamperometria, sendo a atividade interrompida pela inserção de argônio e retomada do mesmo ponto pela reinserção de O2, descartando a idéia da queda de corrente proveniente da dessorção de enzima. Foi estudado também o efeito do pH na máxima atividade da bilirrubina oxidase, conduzidos entre pH 5,0 e 8,0, e verificando-se que a máxima atividade da enzima foi obtida entre pH 5,5 e 6,0 e, além disso, verificou-se que a corrente catalítica em baixos valores de pH aumenta diretamente com o aumento do sobrepotencial aplicado. Porém, em altos valores de pH, a curva de redução toma a forma sigmoidal e passa a ser independente do sobrepotencial aplicado, sendo a reação governada por etapas químicas de transferência de prótons. O uso de eletrodos de disco rotatório possibilitou resolver parâmetros de Michaelis-Menten para a cinética do filme catalítico de forma mais precisa (a resposta de corrente é menos dependente do transporte de massa de reagentes) e esses dados foram obtidos dentro de um intervalo de pH importante para aplicações práticas. O sobrepotencial da reação de redução de O2 catalisada por bilirrubina oxidase foi comparado com o sobrepotencial obtido para a mesma reação catalisada por Platina eletrodepositada sobre a superfície de grafite pirolítico, onde foi observado um sobrepotencial de 140 mV para a catálise enzimática, demasiado menor que o valor de 415 mV obtidos para a Platina, sob as mesmas condições experimentais, em pH neutro. A metodologia proposta para a construção de um cátodo para aplicação em células a combustível enzimáticas e os subsequentes estudos possibilitaram uma investigação minuciosa para caracterizar a enzima bilirrubina oxidase como talvez o catalisador mais eficiente na redução eletroquímica de oxigênio molecular em células a combustível até o momento. / Bilirubin oxidase from Myrothecium verrucaria is a multicopper oxidase reducing O2 at the expenses of phenols, aromatic amines and polypyrrols oxidation. Electrochemically, this reduction reaction undergoes through the electron transfer between enzyme and electrode. In this thesis, the enzyme was investigated as an efficient O2 reducing agent on electrode surfaces modified by naphthil-2-carboxylate functionalities through diazonium coupling. This modification of the electrode surface increases the activity of the catalytic film up to four times comparing to that obtained by electrodes in which the enzyme molecules were adsorbed conventionally, without modification. It was studied the effect of temperature on O2 reduction, in which catalysis increased linearly with temperature up to 30 &deg;C, and higher temperatures increased the natural enzyme inactivation. This inactivation was confirmed by the activity drop off with time in the presence of O2, by chronoamperometry, ceased out when argon was inserted into the cell and re-established from the same point when argon was purged out by insertion of O2. These results cast aside the idea of activity drop off caused by enzyme desorption. It was also investigated the pH effect on the maximum activity of bilirubin oxidase, carried out between pH 5.0 and 8.0, being the highest activity obtained at pH 5.5-6.0. Furthermore, it was observed that the catalytic current directly increases with applied overpotential, at low pH values, and the reduction wave shape becomes sigmoidal and independent on applied overpotential at high pH values. The reaction is then governed by chemical steps, as the proton transfer. The use of rotating-disc electrodes favored solving the Michaelis-Menten kinetics for the catalytic film in a much greater accuracy (the current response is much less dependent on reagent mass transport) and these data were obtained for pH interval important for practical applications. The overpotential for the O2 reduction reaction catalyzed by bilirubin oxidase was compared to the overpotential obtained by the same reaction catalyzed by Platinum electrodeposited onto a pyrolytic graphite electrode. An overpotential of only 140 mV was observed for the enzymatic catalysis, much lower compared to the 415 mV obtained for the Platinum electrode, under the same experimental conditions, at neutral pH. The proposed method for constructing a cathode for enzymatic fuel cell application and subsequent investigation described allowed an in-depth study of bilirubin oxidase characterization as perhaps the most efficient catalysts for the electrochemical reduction of molecular oxygen in fuel cells to date.

A Síndrome de Gilbert é caracterizada por uma hiperbilirrubinemia indireta benigna que ocorre na ausência de hemólise ou doença estrutural do fígado. Manifesta-se por episódios intermitentes de icterícia, desencadeados por exposição a estressores físicos, baixa ingesta calórica, entre outros. A base genética da redução da atividade da enzima UDP - Glucoroniltransferase foi descoberta em 1995: em uma população caucasiana. Todos os pacientes estudados apresentaram uma adição dos nucleotídeos Timina-Adenina (TA) na região TATA box presente no promotor do gene UGT1A1, em ambos os alelos. Embora considerada uma condição benigna, a síndrome de Gilbert tem sido recentemente associada à hiperbilirrubinemia e a outros efeitos colaterais na utilização de algumas drogas como o Indinavir e Irinotecan. Outro ponto importante diz respeito ao nível de bilirrubina sérica como um indicador da severidade do acometimento de hepatopatas. A presença de mutação no gene UGT1A1 em pacientes hepatopatas pode levar ao aumento da bilirrubina sérica, supervalorizando o acometimento hepático da condição patológica. O objetivo deste estudo foi verificar a frequência do alelo UGT1A1*28 em doadores de sangue da Fundação Pró-sangue Hemocentro de São Paulo HC-FMUSP e em pacientes portadores de hepatite crônica C atendidos no ambulatório de Gastroenterologia Clínica da FMUSP. Relacionar o genótipo TA7/7 com o aumento de bilirrubina sérica nos pacientes com hepatite crônica C e avaliar a técnica de análise de fragmento no rastreamento e genotipagem da Síndrome de Gilbert. A frequência encontrada para o genótipo TA7/7 no grupo doador foi de 9% (30/313) e no grupo de pacientes VHC, de 10% (51/494). O genótipo TA7/7 parece estar relacionado com o aumento de bilirrubina. A técnica de análise de fragmentos mostrou-se rápida, sendo possível para fazer uma análise em grande escala. A herança genética da população brasileira é muito heterogênea. É constituída de caucasianos, africanos, indios, orientais e outros. Os dados sugerem que a variação genética da região promotora do gene UGT1A1 é alta entre pacientes com bilirrubina maior que 1mg/dL, e que a genotipagem para UGT1A1*28 deve ser considerada na avaliação dos pacientes com hepatite C crônica com hiperbilirrubinemia. / Gilberts syndrome is a benign condition characterized by unconjugated hiperbilurubinemia that occurs in the absence of hemolysis or liver chronic disease. It is clinically manifested by intermittently jaundice, triggered by exposition to physical stress, low calory diet, among others. The genetic base is the reduction of the activity of UDP-glucuronosyltransferase enzyme described in 1995: in a Caucasian population, all patients studied presented a Thymine Adenine (TA) addition in the TATA box region in both alleles of the UGT1A1 gene promoter. Although, Gilberts syndrome has been considered a benign condition, recently it has been associated to hiperbilirrubinemia and other adverse events during the utilization of some drugs such as Indinavir and Irinotecan. Another important issue to consider is that bilirubin is used to evaluate the severity of liver dysfunction in chronic liver diseases. The presence of this mutation in those patients could increase bilirubin levels, overestimating liver damage. The aim of this study were: 1) to verify the frequency of the genotype UGT1A1*28 (TA7/7) in blood donors and in chronic hepatitis C patients from the Gastroenterology outpatients clinics of the University of São Paulo School of Medicine; 2) to establish a relationship with TA7/7 genotype and bilirubin elevation in chronic hepatitis C patients and 3) to evaluate the fragment analysis technique to screening and genotyping the Gilbert syndrome. The frequencies of TA7/7 genotype found in blood donors group were 9.6% (30/313) and in the chronic hepatitis C group were 10% (51/494). The TA7/7 genotype seems to be related with increase of bilirubin. The fragment analysis technique is fast and able to a large scale screening approach. The genetic background of Brazilian population is highly heterogeneous. It is comprised of Caucasians, Africans, Indians, Orientals and others. The data suggests that genetic variation of promoter region of UGT1A1 gene is high among patients with bilirubin levels greater than 1 mg/dl, and UGT1A1*28 genotypes should be considered when evaluating chronic hepatitis C patients with hiperbilirubinemia.

A Síndrome de Gilbert é caracterizada por uma hiperbilirrubinemia indireta benigna que ocorre na ausência de hemólise ou doença estrutural do fígado. Manifesta-se por episódios intermitentes de icterícia, desencadeados por exposição a estressores físicos, baixa ingesta calórica, entre outros. A base genética da redução da atividade da enzima UDP - Glucoroniltransferase foi descoberta em 1995: em uma população caucasiana. Todos os pacientes estudados apresentaram uma adição dos nucleotídeos Timina-Adenina (TA) na região TATA box presente no promotor do gene UGT1A1, em ambos os alelos. Embora considerada uma condição benigna, a síndrome de Gilbert tem sido recentemente associada à hiperbilirrubinemia e a outros efeitos colaterais na utilização de algumas drogas como o Indinavir e Irinotecan. Outro ponto importante diz respeito ao nível de bilirrubina sérica como um indicador da severidade do acometimento de hepatopatas. A presença de mutação no gene UGT1A1 em pacientes hepatopatas pode levar ao aumento da bilirrubina sérica, supervalorizando o acometimento hepático da condição patológica. O objetivo deste estudo foi verificar a frequência do alelo UGT1A1*28 em doadores de sangue da Fundação Pró-sangue Hemocentro de São Paulo HC-FMUSP e em pacientes portadores de hepatite crônica C atendidos no ambulatório de Gastroenterologia Clínica da FMUSP. Relacionar o genótipo TA7/7 com o aumento de bilirrubina sérica nos pacientes com hepatite crônica C e avaliar a técnica de análise de fragmento no rastreamento e genotipagem da Síndrome de Gilbert. A frequência encontrada para o genótipo TA7/7 no grupo doador foi de 9% (30/313) e no grupo de pacientes VHC, de 10% (51/494). O genótipo TA7/7 parece estar relacionado com o aumento de bilirrubina. A técnica de análise de fragmentos mostrou-se rápida, sendo possível para fazer uma análise em grande escala. A herança genética da população brasileira é muito heterogênea. É constituída de caucasianos, africanos, indios, orientais e outros. Os dados sugerem que a variação genética da região promotora do gene UGT1A1 é alta entre pacientes com bilirrubina maior que 1mg/dL, e que a genotipagem para UGT1A1*28 deve ser considerada na avaliação dos pacientes com hepatite C crônica com hiperbilirrubinemia. / Gilberts syndrome is a benign condition characterized by unconjugated hiperbilurubinemia that occurs in the absence of hemolysis or liver chronic disease. It is clinically manifested by intermittently jaundice, triggered by exposition to physical stress, low calory diet, among others. The genetic base is the reduction of the activity of UDP-glucuronosyltransferase enzyme described in 1995: in a Caucasian population, all patients studied presented a Thymine Adenine (TA) addition in the TATA box region in both alleles of the UGT1A1 gene promoter. Although, Gilberts syndrome has been considered a benign condition, recently it has been associated to hiperbilirrubinemia and other adverse events during the utilization of some drugs such as Indinavir and Irinotecan. Another important issue to consider is that bilirubin is used to evaluate the severity of liver dysfunction in chronic liver diseases. The presence of this mutation in those patients could increase bilirubin levels, overestimating liver damage. The aim of this study were: 1) to verify the frequency of the genotype UGT1A1*28 (TA7/7) in blood donors and in chronic hepatitis C patients from the Gastroenterology outpatients clinics of the University of São Paulo School of Medicine; 2) to establish a relationship with TA7/7 genotype and bilirubin elevation in chronic hepatitis C patients and 3) to evaluate the fragment analysis technique to screening and genotyping the Gilbert syndrome. The frequencies of TA7/7 genotype found in blood donors group were 9.6% (30/313) and in the chronic hepatitis C group were 10% (51/494). The TA7/7 genotype seems to be related with increase of bilirubin. The fragment analysis technique is fast and able to a large scale screening approach. The genetic background of Brazilian population is highly heterogeneous. It is comprised of Caucasians, Africans, Indians, Orientals and others. The data suggests that genetic variation of promoter region of UGT1A1 gene is high among patients with bilirubin levels greater than 1 mg/dl, and UGT1A1*28 genotypes should be considered when evaluating chronic hepatitis C patients with hiperbilirubinemia.

INTRODUÇÃO: nos recém-nascidos, diversos componentes das defesas antioxidantes têm se mostrado deficientes. A bilirrubina possui potente ação antioxidante podendo compensar a deficiência dos demais componentes. Essa ação é potencializada pela biliverdina redutase. Esse estudo teve como objetivo identificar o efeito protetor da bilirrubina sobre a sepse neonatal em recém nascidos prematuros. MÉTODOS: estudo de coorte realizado em duas UTI neonatais. Participaram recém-nascidos com idade gestacional inferior a 36 semanas e peso de nascimento entre 750 e 1750 g. As determinações da bilirrubina e da carbonil proteína fizeram-se: a) ao nascimento b) com três dias c) com sete dias e d) com 14 dias de vida. Utilizou-se o teste t de Student nas comparações entre médias. Com as medidas de bilirrubina com três dias foi construída curva ROC. O ponto de inflexão dessa curva separou um grupo exposto a níveis altos de outro (controle) com níveis baixos de bilirrubina. Determinou-se Risco Relativo e intervalo de confiança de 95%. Para variáveis categóricas, utilizou-se o teste do Qui quadrado. A significância estatística foi &#945;=5%. RESULTADOS: o estudo incluiu 53 pacientes. Sepse foi confirmada por hemocultura em 24 pacientes (45,3%). Foram 12 (22,6%) os pacientes com sepse clínica perfazendo 36 (67,9%) pacientes com todas formas de sepse. Sepse grave foi diagnosticada em 21 pacientes (39,6%). Nas comparações entre os valores de bilirrubina nos pacientes que apresentaram cada uma das três formas de sepse e nos pacientes sem sepse houve diferença significante na maioria das situações. Não houve diferença significante nas medidas ao nascimento em todas as formas de sepse e nas medidas aos 14 dias para os pacientes com sepse grave. Ótimos resultados estatísticos ocorreram nas comparações com três dias de vida entre pacientes com sepse comprovada e pacientes sem sepse com p= 0,0009. O ponto de inflexão da curva ROC, com bilirrubina em 9,8mg% separou os pacientes em grupo exposto e não exposto. Comparação quanto à presença ou não de sepse entre os grupos mostrou diferença estatisticamente significante, considerando-se cada uma das formas de sepse analisadas. Para sepse confirmada encontrou-se RR=0,39 (IC95% 0,22- 0,71) e p=0,0008. Nas curvas padrão para bilirrubina, houve diferença significante entre as áreas das duas curvas, com os pacientes sem sepse apresentando área maior. A correlação entre os valores máximos de bilirrubina e os valores máximos da carbonil proteína foi inversa e estatisticamente significante (p=0,016). A diferença entre os valores da carbonil proteína nos pacientes com cada uma das formas de sepse analisadas e os dos pacientes sem sepse, não atingiu significância estatística. O conjunto dos resultados do estudo mostra uma relação estatisticamente significante entre níveis mais elevados de bilirrubina e menor incidência e gravidade da sepse neonatal e uma correlação significante entre bilirrubina e carbonil proteína. CONCLUSÃO: maiores níveis séricos de bilirrubina protegem os prematuros da ocorrência e gravidade da sepse devido as suas propriedades antioxidantes. / INTRODUCTION: several components of the antioxidative defenses are deficient in the newborn. Bilirubin is a potent antioxidant and can counterbalance the deficiency of those components. This antioxidant action is potencialized by biliverdin reductase. The present study aimed at identifying the protective effect of bilirubin on neonatal sepsis in premature babies. METHODS: cohort study, carried out in two neonatal intensive care unities. Newborns younger than 36 gestational age weeks and birth weight between 750 and 1750g were included in the study. Bilirubin and protein carbonyl measurements were performed: a) at birth, b) at day three, c) at day seven, d) at day fourteen. Student t test was used for mean comparisons. Bilirubin measurements at day three were used to build a ROC curve. The inflection point of this curve separated the high bilirubin from the low bilirubin group. Relative risk and 95% confidence interval were determined. Chi-square test was applied for categorical variables and the significance level was set at &#945;=5%. RESULTS: fifty-three patients were included in the study. Twenty-four patients (45.3%) had proven sepsis, twelve (22.6%) had clinical sepsis, totaling 36 (67.9%) patients with all forms of sepsis and 21 (39.6%) patients with severe sepsis. Comparisons between bilirubin values in patients with each form of sepsis and patients without sepsis showed significant differences in most of the situations. There was no statistically significant difference in birth measures in all forms of sepsis as well as in day 14 measurements for severe sepsis. Very good statistical results were found on day three comparisons between proven sepsis and no sepsis patients p=0.0009. The ROC curve inflection point, with bilirubin level at 9.8 mg%, identified an exposed and a non-exposed group. Comparisons regarding the presence of sepsis between groups showed a statistically significant difference, considering each of the analyzed sepsis forms. For proven sepsis RR=0.39 (95%CI 0.22-0.71) p=0.0008. Bilirubin curves showed a significant difference between the areas of the two curves, with patients without sepsis displaying a larger area. The correlation between bilirubin maximum values and protein carbonyl maximum values was inverse and significant (p=0.016). The difference regarding protein carbonyl values between patients with each form of sepsis and patients without sepsis did not reach statistical significance. These results show a statistical significant relation between higher bilirubin levels and a lower incidence and severity of neonatal sepsis and a significant correlation between bilirubin and protein carbonyl. CONCLUSION: higher bilirubin levels protect premature babies from the occurrence and severity of sepsis due to its antioxidative properties.