Relatórios científicos apontam a mudança global do clima por conta de ações antrópicas decorrentes de atividades econômicas e industriais. Em conseqüência, as propostas e medidas para evitar o aquecimento global direta ou indiretamente remetem a questões de política energética e desenvolvimento sustentável. Energias renováveis ocupam uma posição estratégica dentro desse contexto. A bioenergia representa cerca de 10,2% de oferta de energia primaria global, sendo que mais de 80% desta biomassa é derivada de madeira. Entretanto, existem dúvidas com relação à biomassa florestal e sua contribuição. A complexidade da situação expõe a relevância de políticas públicas que regulem o uso da biomassa florestal. A política de Reposição Florestal Obrigatória Obrigatória (RFO), em vigor no Estado de São Paulo desde 2008, prevê que a madeira consumida seja reposta e dessa forma agrega os conceitos de sustentabilidade no consumo do produto florestal. Para abordar o potencial energético da biomassa florestal através do mecanismo de regulação da RFO no cenário de mudanças climáticas o estudo foi estruturado em duas etapas:1) levantamento da dinâmica do mecanismos de regulação praticados; 2) padronização de um sistema de produção de lenha de RFO e quantificação das emissões de CO2 equivalente do processo. Foi constatado que a RFO sustenta um papel significativo para regulação da biomassa florestal energética. Entretanto, na prática apresenta falhas. Proporcionalmente, Piracicaba repôs o equivalente a 1,92% da lenha produzida em 2009. O sistema de produção de lenha envolve as etapas: produção de mudas; transporte de mudas; manejo florestal; Corte; transporte de lenha. A lenha de RFO confirmou-se como energético de baixa expressividade com relação a CO2 equivalente, principalmente quando comparada com seus energéticos concorrentes: a eletricidade e o gás natural. / Sceintific reports point antropic activities as the most significant contribution to climate change. Strategies for climate change mitigation concerns directly on energy policy and sustainable development. Bioenergy offering represents 10.2% in global energy resources but more than 80% of this offering consists in woodfuel. However, the questions regarding the role forest biomass plays in climate changing scenery demands public policy and crucial regulatory mechanisms. The Forest Reposition Policy (FRP), since 2008, in São Paulo State regulates forest biomass consumption providing a potential sustainable chain. The main objective in this study consist on evaluate the FRP as a potential mechanism to regulate bioenergy production. To evaluate FRP as a strategic tool in this scenery the study approaches the case of Piracicaba (SP, Brazil) and presents two stages of analyses: 1) Evaluation of FRP mechanism dynamics analyzing official documents; 2) Setting up a firewood standard chain through FRP and evaluation of CO2 equivalent emissions on the process by using Life Cycle Assessment tool. The results bring out the lack of efficiency on FRP. Proporcionally, in Piracicaba only 1.92% of firewood were repositioned. Apart from that, FRP demonstrated a strong potential to forest biomass sustainable production. The standard productions system was defined as: seedlings production; seedlings transportation, forest management; logging; firewood transportation. The CO2 emissions in chain quantified non significant results and firewood in FRP system confirms its potential of mitigation between other available options.

A indústria biotecnológica vem ganhando destaque em função das negativas atreladas ao uso de recursos fósseis. Nesse cenário, o Brasil se destaca por seu programa de produção de bioetanol bem estabelecido e pelo uso de cana-de-açúcar como matéria prima barata. O presente trabalho construiu Saccharomyces cerevisiae transgênicas para aprodução de compostos de interesse econômico cuja biossíntese consome energia livre (ATP). Para tanto, a expressão de proteínas heterólogas e engenharia evolutiva foram realizadas em levedura de modo que a produção de determinados compostos se torne energicamente viável. / The biotechs industry is a growing field since fossil resources are being attached to ecological and geopolitical constraints. In this scenario, Brazil has a major role due to its large experience in the bioethanol industry and sugarcane use as a cheap feedstock. The aim of this work is to optimize Saccharomyces cerevisiae allowing them to occupy a new niche: the production of economically valuable chemicals that require cellular free energy (ATP) on their biosynthesis. In this context, heterologous protein expression and evolutionary engineering were done. Therefore, this work will potentially contribute to make certain energy demanding chemicals production economically viable.

Relatórios científicos apontam a mudança global do clima por conta de ações antrópicas decorrentes de atividades econômicas e industriais. Em conseqüência, as propostas e medidas para evitar o aquecimento global direta ou indiretamente remetem a questões de política energética e desenvolvimento sustentável. Energias renováveis ocupam uma posição estratégica dentro desse contexto. A bioenergia representa cerca de 10,2% de oferta de energia primaria global, sendo que mais de 80% desta biomassa é derivada de madeira. Entretanto, existem dúvidas com relação à biomassa florestal e sua contribuição. A complexidade da situação expõe a relevância de políticas públicas que regulem o uso da biomassa florestal. A política de Reposição Florestal Obrigatória Obrigatória (RFO), em vigor no Estado de São Paulo desde 2008, prevê que a madeira consumida seja reposta e dessa forma agrega os conceitos de sustentabilidade no consumo do produto florestal. Para abordar o potencial energético da biomassa florestal através do mecanismo de regulação da RFO no cenário de mudanças climáticas o estudo foi estruturado em duas etapas:1) levantamento da dinâmica do mecanismos de regulação praticados; 2) padronização de um sistema de produção de lenha de RFO e quantificação das emissões de CO2 equivalente do processo. Foi constatado que a RFO sustenta um papel significativo para regulação da biomassa florestal energética. Entretanto, na prática apresenta falhas. Proporcionalmente, Piracicaba repôs o equivalente a 1,92% da lenha produzida em 2009. O sistema de produção de lenha envolve as etapas: produção de mudas; transporte de mudas; manejo florestal; Corte; transporte de lenha. A lenha de RFO confirmou-se como energético de baixa expressividade com relação a CO2 equivalente, principalmente quando comparada com seus energéticos concorrentes: a eletricidade e o gás natural. / Sceintific reports point antropic activities as the most significant contribution to climate change. Strategies for climate change mitigation concerns directly on energy policy and sustainable development. Bioenergy offering represents 10.2% in global energy resources but more than 80% of this offering consists in woodfuel. However, the questions regarding the role forest biomass plays in climate changing scenery demands public policy and crucial regulatory mechanisms. The Forest Reposition Policy (FRP), since 2008, in São Paulo State regulates forest biomass consumption providing a potential sustainable chain. The main objective in this study consist on evaluate the FRP as a potential mechanism to regulate bioenergy production. To evaluate FRP as a strategic tool in this scenery the study approaches the case of Piracicaba (SP, Brazil) and presents two stages of analyses: 1) Evaluation of FRP mechanism dynamics analyzing official documents; 2) Setting up a firewood standard chain through FRP and evaluation of CO2 equivalent emissions on the process by using Life Cycle Assessment tool. The results bring out the lack of efficiency on FRP. Proporcionally, in Piracicaba only 1.92% of firewood were repositioned. Apart from that, FRP demonstrated a strong potential to forest biomass sustainable production. The standard productions system was defined as: seedlings production; seedlings transportation, forest management; logging; firewood transportation. The CO2 emissions in chain quantified non significant results and firewood in FRP system confirms its potential of mitigation between other available options.

A cianobactéria fotossintetizante Arthrospira platensis é conhecida por apresentar em sua biomassa altos teores protéicos (50-70%), presença do ácido graxo essencial γ-linolênico e diversas outras substâncias importantes para a alimentação humana e animal. Esses micro-organismos são capazes de converter o CO2 em biomassa de grande potencial na área de alimentos. Durante a fermentação alcoólica, a produção de CO2 é da mesma ordem de grandeza da produção de etanol e, considerando a crescente demanda interna e externa por esse combustível, seria importante que houvesse um processo que fixasse esse CO2, transformando-o em um produto que poderia ser útil para a nossa população. Adicionalmente, o uso de uma fonte de nitrogênio de baixo custo (uréia) em reatores tubulares contribuiria para a redução do custo de produção da A. platensis. O objetivo desse trabalho foi avaliar os parâmetros cinéticos e bioenergéticos, bem como a composição centesimal da A. platensis cultivadas em biorreator tubular, alimentados com CO2 proveniente de fermentação alcoólica ou com utilização de CO2 puro, para o controle do pH, sob diferentes intensidades luminosas (I) e fontes de nitrogênio (N) adicionadas por meio de processo descontínuo alimentado. Os resultados mostraram que maiores valores de I proporcionaram maiores valores de concentração celular máxima (Xm) e produtividade em células (Px), mas não influenciaram nos valores do fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N). As diferentes fontes de CO2 não influenciaram nos valores de Xm, Px, YX/N. O uso da uréia aumentou os valores de YX/N em relação aos cultivos com NO3-. Na composição centesimal, pode-se observar que I influenciou nos teores de clorofila, proteínas e lipídios, mas não influenciou nos teores de cinzas e carboidratos na biomassa final. Em relação aos parâmetros bioenergéticos dos cultivos com CO2 puro, observou-se que os maiores valores de dissipação de energia de Gibbs foram obtidos em tempos mais curtos a 120-240 µmol de fótons m-2 s-1, independentemente do N selecionado, enquanto que o número de moles de fótons absorvidos pelas células para produzir um C-mol de biomassa foi maior nas culturas com NO3-, independentemente do I. As frações da energia direcionada para a síntese de ATP e fixada pela célula foram superiores em culturas com uréia quando comparadas com as culturas com NO3-, que se revelou uma fonte de nitrogênio capaz de sustentar o crescimento energicamente da A. platensis. / Photosynthetic cyanobacterium A. platensis contains in its biomass high protein content (50-70%), γ-linolenic acid and many other substances important for health human. These microorganisms are capable of converting CO2 into biomass of great potential in the food industry. During the alcoholic fermentation, the production of CO2 has the same magnitude of the production of ethanol. Considering the increasingly global demand for this fuel, a process to fix this CO2 is of utmost importance. Furthermore, the use of low cost nitrogen source (urea) in tubular reactors would contribute to reducing the production cost of A. platensis. Therefore, the purpose of this work was to evaluate the kinetic and bioenergetics parameters, as well as the chemical composition of biomass obtained in A. platensis cultures in tubular bioreactor using CO2 from alcoholic fermentation or pure CO2 to control the pH under different light intensity (I) and nitrogen sources (N). The results showed that higher I induced higher maximum cell concentration (Xm) and cell productivity (Px) values, but it did not exert any influence on the nitrogen-cell conversion factor (YX/N). Urea increased the YX/N values compared to use of NO3-. In the centesimal composition of biomass, it can be observed that I influenced the chlorophyll, protein, and lipid contents, but not influenced the carbohydrate and ash contents. For bioenergetics parameters, it was observed that the highest Gibbs energy dissipation values for cell growth and maintenance were obtained in shorter time at 120-240 mol photons m-2 s-1 in both nitrogen sources, while the moles of photons absorbed by the system to produce one C-mol biomass was higher in cultures with NO3-. The highest values of the molar production of O2 and consumption of H+ were obtained at the highest I values, using NO3-. The estimated percentages of the energy absorbed by the cell showed that, compared with nitrate, the use of urea as nitrogen source allowed the system to address higher fractions to ATP production and light fixation by the photosynthetic apparatus, as well as a lower fraction released as heat. Thanks to this better bioenergetic situation, urea appears to be a quite promising low-cost, alternative nitrogen source for A. platensis cultures in photobioreactors.

A cianobactéria fotossintetizante Arthrospira platensis é conhecida por apresentar em sua biomassa altos teores protéicos (50-70%), presença do ácido graxo essencial γ-linolênico e diversas outras substâncias importantes para a alimentação humana e animal. Esses micro-organismos são capazes de converter o CO2 em biomassa de grande potencial na área de alimentos. Durante a fermentação alcoólica, a produção de CO2 é da mesma ordem de grandeza da produção de etanol e, considerando a crescente demanda interna e externa por esse combustível, seria importante que houvesse um processo que fixasse esse CO2, transformando-o em um produto que poderia ser útil para a nossa população. Adicionalmente, o uso de uma fonte de nitrogênio de baixo custo (uréia) em reatores tubulares contribuiria para a redução do custo de produção da A. platensis. O objetivo desse trabalho foi avaliar os parâmetros cinéticos e bioenergéticos, bem como a composição centesimal da A. platensis cultivadas em biorreator tubular, alimentados com CO2 proveniente de fermentação alcoólica ou com utilização de CO2 puro, para o controle do pH, sob diferentes intensidades luminosas (I) e fontes de nitrogênio (N) adicionadas por meio de processo descontínuo alimentado. Os resultados mostraram que maiores valores de I proporcionaram maiores valores de concentração celular máxima (Xm) e produtividade em células (Px), mas não influenciaram nos valores do fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N). As diferentes fontes de CO2 não influenciaram nos valores de Xm, Px, YX/N. O uso da uréia aumentou os valores de YX/N em relação aos cultivos com NO3-. Na composição centesimal, pode-se observar que I influenciou nos teores de clorofila, proteínas e lipídios, mas não influenciou nos teores de cinzas e carboidratos na biomassa final. Em relação aos parâmetros bioenergéticos dos cultivos com CO2 puro, observou-se que os maiores valores de dissipação de energia de Gibbs foram obtidos em tempos mais curtos a 120-240 µmol de fótons m-2 s-1, independentemente do N selecionado, enquanto que o número de moles de fótons absorvidos pelas células para produzir um C-mol de biomassa foi maior nas culturas com NO3-, independentemente do I. As frações da energia direcionada para a síntese de ATP e fixada pela célula foram superiores em culturas com uréia quando comparadas com as culturas com NO3-, que se revelou uma fonte de nitrogênio capaz de sustentar o crescimento energicamente da A. platensis. / Photosynthetic cyanobacterium A. platensis contains in its biomass high protein content (50-70%), γ-linolenic acid and many other substances important for health human. These microorganisms are capable of converting CO2 into biomass of great potential in the food industry. During the alcoholic fermentation, the production of CO2 has the same magnitude of the production of ethanol. Considering the increasingly global demand for this fuel, a process to fix this CO2 is of utmost importance. Furthermore, the use of low cost nitrogen source (urea) in tubular reactors would contribute to reducing the production cost of A. platensis. Therefore, the purpose of this work was to evaluate the kinetic and bioenergetics parameters, as well as the chemical composition of biomass obtained in A. platensis cultures in tubular bioreactor using CO2 from alcoholic fermentation or pure CO2 to control the pH under different light intensity (I) and nitrogen sources (N). The results showed that higher I induced higher maximum cell concentration (Xm) and cell productivity (Px) values, but it did not exert any influence on the nitrogen-cell conversion factor (YX/N). Urea increased the YX/N values compared to use of NO3-. In the centesimal composition of biomass, it can be observed that I influenced the chlorophyll, protein, and lipid contents, but not influenced the carbohydrate and ash contents. For bioenergetics parameters, it was observed that the highest Gibbs energy dissipation values for cell growth and maintenance were obtained in shorter time at 120-240 mol photons m-2 s-1 in both nitrogen sources, while the moles of photons absorbed by the system to produce one C-mol biomass was higher in cultures with NO3-. The highest values of the molar production of O2 and consumption of H+ were obtained at the highest I values, using NO3-. The estimated percentages of the energy absorbed by the cell showed that, compared with nitrate, the use of urea as nitrogen source allowed the system to address higher fractions to ATP production and light fixation by the photosynthetic apparatus, as well as a lower fraction released as heat. Thanks to this better bioenergetic situation, urea appears to be a quite promising low-cost, alternative nitrogen source for A. platensis cultures in photobioreactors.

Submitted by Genilton Cardenes (genilton_cardenes@outlook.com) on 2018-10-31T16:11:12Z No. of bitstreams: 3 Avaliação do potencial de Acinetobacter junii SB132 na degradação de hidrocarbonetos do diesel.pdf: 3349884 bytes, checksum: 7e54351525a269ee4bacb489c4b8ee09 (MD5) Ata de defesa de dissertação.pdf: 313772 bytes, checksum: c312101e5d7eadad598267ac8a263549 (MD5) Carta de encaminhamento BDTD e termo de autorização para publicação.pdf: 776943 bytes, checksum: f8362a56a57c08b24e6f2f4266042eb4 (MD5) / Rejected by PPGBIOTEC Biotecnologia (ppg_biotec.ufam@yahoo.com.br), reason: O arquivo da Dissertação está faltando a ficha catalográfica. on 2018-11-06T20:40:25Z (GMT) / Submitted by Genilton Cardenes (genilton_cardenes@outlook.com) on 2018-11-08T19:53:33Z No. of bitstreams: 3 Ata de defesa de dissertação.pdf: 313772 bytes, checksum: c312101e5d7eadad598267ac8a263549 (MD5) Carta de encaminhamento BDTD e termo de autorização para publicação.pdf: 776943 bytes, checksum: f8362a56a57c08b24e6f2f4266042eb4 (MD5) Avaliação do potencial de Acinetobacter junii SB132 na degradação de hidrocarbonetos do diesel.pdf: 2974599 bytes, checksum: 772fb4ba6951912ffcf1ffe6fc6dfc4e (MD5) / Approved for entry into archive by PPGBIOTEC Biotecnologia (ppg_biotec.ufam@yahoo.com.br) on 2018-11-12T19:16:22Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Ata de defesa de dissertação.pdf: 313772 bytes, checksum: c312101e5d7eadad598267ac8a263549 (MD5) Carta de encaminhamento BDTD e termo de autorização para publicação.pdf: 776943 bytes, checksum: f8362a56a57c08b24e6f2f4266042eb4 (MD5) Avaliação do potencial de Acinetobacter junii SB132 na degradação de hidrocarbonetos do diesel.pdf: 2974599 bytes, checksum: 772fb4ba6951912ffcf1ffe6fc6dfc4e (MD5) / Rejected by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br), reason: * A carta inserida deve ser a "Carta de Encaminhamento para o Autodepósito" disponível em http://biblioteca.ufam.edu.br/servicos/teses-e-dissertacoes * O Termo de Autorização é dispensável. A menos que a Tese/Dissertação seja Confidencial e/ou passível de patente, conforme orientações em http://biblioteca.ufam.edu.br/servicos/teses-e-dissertacoes Dúvidas? ddbc@ufam.edu.br on 2018-11-12T20:52:58Z (GMT) / Submitted by Genilton Cardenes (genilton_cardenes@outlook.com) on 2018-11-13T20:07:30Z No. of bitstreams: 3 Ata de defesa de dissertação.pdf: 313772 bytes, checksum: c312101e5d7eadad598267ac8a263549 (MD5) Avaliação do potencial de Acinetobacter junii SB132 na degradação de hidrocarbonetos do diesel.pdf: 2974599 bytes, checksum: 772fb4ba6951912ffcf1ffe6fc6dfc4e (MD5) Carta de encaminhamento BDTD.pdf: 315084 bytes, checksum: e83e1b1d1918636fcffa71de997b062d (MD5) / Approved for entry into archive by PPGBIOTEC Biotecnologia (ppg_biotec.ufam@yahoo.com.br) on 2018-11-14T18:58:47Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Ata de defesa de dissertação.pdf: 313772 bytes, checksum: c312101e5d7eadad598267ac8a263549 (MD5) Avaliação do potencial de Acinetobacter junii SB132 na degradação de hidrocarbonetos do diesel.pdf: 2974599 bytes, checksum: 772fb4ba6951912ffcf1ffe6fc6dfc4e (MD5) Carta de encaminhamento BDTD.pdf: 315084 bytes, checksum: e83e1b1d1918636fcffa71de997b062d (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-11-14T20:20:28Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Ata de defesa de dissertação.pdf: 313772 bytes, checksum: c312101e5d7eadad598267ac8a263549 (MD5) Avaliação do potencial de Acinetobacter junii SB132 na degradação de hidrocarbonetos do diesel.pdf: 2974599 bytes, checksum: 772fb4ba6951912ffcf1ffe6fc6dfc4e (MD5) Carta de encaminhamento BDTD.pdf: 315084 bytes, checksum: e83e1b1d1918636fcffa71de997b062d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-14T20:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Ata de defesa de dissertação.pdf: 313772 bytes, checksum: c312101e5d7eadad598267ac8a263549 (MD5) Avaliação do potencial de Acinetobacter junii SB132 na degradação de hidrocarbonetos do diesel.pdf: 2974599 bytes, checksum: 772fb4ba6951912ffcf1ffe6fc6dfc4e (MD5) Carta de encaminhamento BDTD.pdf: 315084 bytes, checksum: e83e1b1d1918636fcffa71de997b062d (MD5) Previous issue date: 2017-10-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Industrial exploitation of petroleum as well as the use of its derivatives has been growing due to its importance for society. Petroleum is a complex mixture of several organic compounds, mainly hydrocarbons compounds. The occurrence of contamination of the environment with these components is worrisome because in addition to its difficult degradation, oil requires many stages of processing, from its extraction, transportation, refining to the storage of the derivatives, dramatically increasing its exposure to the environment. An alternative to hydrocarbons degradation is the use of bacteria, by process called biodegradation, that depends ecosystem conditions and the local environment. Thus, bioremediation is a treatment process that uses microorganisms that degrade and transform existing organic pollutants in less complex and generally more easily degradable compounds, which can even reach mineralization. In this study we used the Acinetobacter junii SB132 bacterium previously isolated from aquatic macrophytes of Rio Negro near the city of Manaus (AM). Its hydrocarbon degradation capacity was tested in presence of diesel oil as the only carbon and energy source. In this work, the results obtained by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) showed that the alkanes of the diesel oil were degraded on average 58% by A. junii SB132 at 30 °C after 4 days of culture. The individual alkanes of diesel oil were degraded between 60 % -87 %. Proteomic study revealed proteins and metabolic pathway of A. junii SB132 involved in the degradation of hydrocarbons, specially alkanes. This study suggests that this degrading bacterial lineage of hydrocarbons has a great potential for bioremediation of the environment contaminated by diesel. / Atualmente, a exploração industrial do petróleo bem como o uso de seus derivados vem crescendo cada vez mais devido à sua importância econômica para a sociedade. O petróleo é uma mistura complexa de vários compostos orgânicos, constituído principalmente por hidrocarbonetos. A ocorrência de contaminação do meio ambiente com estes compostos é agravada, pois, além da sua difícil degradação, o petróleo requer muitas etapas de processamento, desde a sua extração, transporte, refino até a armazenagem dos derivados, aumentando drasticamente a sua exposição ao meio ambiente. Uma alternativa para a degradação de hidrocarbonetos é o uso de bactérias e tal processo, nomeado biodegradação, depende das condições do ecossistema e do meio ambiente local. Com isso, a biorremediação é um processo de tratamento que utiliza microrganismos que degradam e transformam compostos orgânicos poluentes existentes nos ambientes contaminados em compostos menos complexos e geralmente mais facilmente degradáveis, podendo chegar até a sua mineralização. Neste estudo foi utilizada a bactéria Acinetobacter junii SB132 previamente isolada a partir de macrófitas aquáticas do Rio Negro nas proximidades da cidade de Manaus (AM). Sua capacidade de degradação de hidrocarbonetos foi avaliada fornecendo óleo diesel como única fonte de carbono. Os resultados obtidos pela técnica de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de Massas (GC-MS) mostraram que os alcanos do óleo diesel foram degradados em média 58 % por A. junii SB132 após 4 dias de cultivo em meio mínimo a 30 °C. Os alcanos individuais de óleo diesel foram degradados entre 60% -87%. A partir de proteínas extraídas dessa linhagem também foram feitas análises por ESI-MS que identificaram proteínas e rotas metabólicas envolvidas na degradação de hidrocarbonetos como a via de degradação, especialmente de alcanos. Esse estudo sugere que essa linhagem bacteriana possui um grande potencial para biorremediação de ambiente contaminado por diesel.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A disfunção mitocondrial tem sido associada a várias doenças, incluindo a colestase hepática, caracterizada pela ativação de células de Kupffer e células fibrogênicas, as quais produzem matriz extracelular excessiva. O acúmulo de sais biliares tóxicos no parênquima hepático leva à lesão crônica com dano mitocondrial, redução da síntese de ATP, aumento de espécies reativas de oxigênio (ROS) e apoptose, resultando em comprometimento da função hepática. Trabalhos anteriores do nosso grupo mostraram o efeito positivo do transplante de células mononucleares da medula óssea (CMMO) na resolução da fibrose hepática e recuperação da função hepática em ratos com colestase, induzida pela ligadura de ducto biliar (LDB). Assim, o presente estudo teve como objetivo analisar a bioenergética mitocondrial após o transplante de CMMO no fígado de ratos com fibrose induzida por ligadura de ducto bilar (LDB). Ratos Wistar machos foram divididos em quatro grupos: animais normais, animais com fibrose hepática após 14 e 21 dias de LDB (F14d e F21d, respectivamente), e animais que após 14 dias de LDB receberam 1x107 CMMO, e foram eutanasiados sete dias após. Nossos dados demonstraram aumento do conteúdo de colágeno tipo I no grupo F21d em relação ao grupo normal, indicativo de fibrose, e sua diminuição após o transplante de CMMO. A análise da fisiologia mitocondrial do fígado mostrou diminuição significativa da taxa respiratória máxima estimulada por ADP (estado 3) nos grupos F14d e F21d, indicando redução da capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos. Além disso, a razão do controle respiratório (RCR), indicativa de acoplamento da fosforilação oxidativa com a produção de ATP, apresentou-se significativamente diminuída nos grupos F14d e F21d, sugerindo desacoplamento mitocondrial. No entanto, o transplante de CMMO aumentou significativamente nestes grupos tanto a capacidade oxidativa quanto o acoplamento mitocondrial a níveis semelhantes aos do grupo normal. Estes resultados foram confirmados por análise de western blotting, que mostrou aumento significativo no conteúdo de UCP2 e diminuição do conteúdo de PGC-1α no grupo F21d, com consequente restauração após o transplante de CMMO. Além disso, os resultados mostraram um aumento significativo do conteúdo de 4-HNE no grupo F14d com redução após o transplante CMMO. Assim, podemos concluir que o transplante de CMMO tem um efeito positivo sobre a bioenergética mitocondrial de fígados de ratos com colestase, com aumento da capacidade oxidativa e redução do estresse oxidativo, o que, por sua vez, contribui para a recuperação da função hepática. / Mitochondrial dysfunction has been associated with several diseases, including liver cholestatis, which is characterized by activation of Kupffer cells and fibrogenic cells that produce excessive extracellular matrix. Toxic bile salt accumulation in liver parenchyma leads to chronic injury with mitochondrial damage, ATP synthesis reduction, ROS increase and apoptosis, resulting in liver function impairment. Our previous works showed the positive effect of bone marrow mononuclear cells (BMMNC) transplantation on liver fibrosis resolution and hepatic function recover in cholestatic rats. This study aimed to analyze mitochondrial bioenergetics in rats with hepatic fibrosis induced by bile duct ligation (BDL) after BMMNC transplantation. Wistar male rats were divided into four groups: normal animals, animals with cholestasis after 14 and 21 days BDL (F14d and F21d, respectively), and animals with cholestasis after 14 days of BDL that received 1x107 BMMNC, via jugular vein, and were euthanasia after 7 days. The livers were analyzed by high-resolution respirometry and western blotting. Our data demonstrated increased collagen type I content in livers of F21d group compared to normal group, indicative of fibrosis, and its decrease after BMMNC transplantation. Liver mitochondrial physiology analysis showed that F14d and F21d groups have significantly reduced maximum ADP-stimulated respiratory rates (State 3), indicating reduced carbohydrates and fatty acids oxidation capacity. In addition, respiratory control ratio (RCR), indicative of oxidative phosphorilation coupling to ATP production, was significantly decreased in F14d and F21d groups, suggesting mitochondrial uncoupling. However, BMMNC transplantation significantly increased both State 3 respiration and RCR to levels similar to those of normal group, recovering hepatic mitochondrial function. These results were confirmed by WB analysis, which showed that F21d group had a significantly increase in liver mitochondrial uncoupling protein content, UCP2, and reduced PGC-1α content, a mitochondrial biogenesis co-factor. However, after BMMNC transplantation both proteins returned to levels similar to normal group. In addition, F14d group had a significantly increase in 4-HNE content compared to normal group, indicative of oxidative stress, but after BMMNC transplantation 4-HNE content significantly reduced, compared to normal group, suggesting oxidative stress reduction. Therefore, BMMNC transplantation had a positive effect on hepatic mitochondrial bioenergetics of cholestatic rats, increasing oxidative capacity and reducing oxidative stress, which, in turn, contribute to liver function recover.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A disfunção mitocondrial tem sido associada a várias doenças, incluindo a colestase hepática, caracterizada pela ativação de células de Kupffer e células fibrogênicas, as quais produzem matriz extracelular excessiva. O acúmulo de sais biliares tóxicos no parênquima hepático leva à lesão crônica com dano mitocondrial, redução da síntese de ATP, aumento de espécies reativas de oxigênio (ROS) e apoptose, resultando em comprometimento da função hepática. Trabalhos anteriores do nosso grupo mostraram o efeito positivo do transplante de células mononucleares da medula óssea (CMMO) na resolução da fibrose hepática e recuperação da função hepática em ratos com colestase, induzida pela ligadura de ducto biliar (LDB). Assim, o presente estudo teve como objetivo analisar a bioenergética mitocondrial após o transplante de CMMO no fígado de ratos com fibrose induzida por ligadura de ducto bilar (LDB). Ratos Wistar machos foram divididos em quatro grupos: animais normais, animais com fibrose hepática após 14 e 21 dias de LDB (F14d e F21d, respectivamente), e animais que após 14 dias de LDB receberam 1x107 CMMO, e foram eutanasiados sete dias após. Nossos dados demonstraram aumento do conteúdo de colágeno tipo I no grupo F21d em relação ao grupo normal, indicativo de fibrose, e sua diminuição após o transplante de CMMO. A análise da fisiologia mitocondrial do fígado mostrou diminuição significativa da taxa respiratória máxima estimulada por ADP (estado 3) nos grupos F14d e F21d, indicando redução da capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos. Além disso, a razão do controle respiratório (RCR), indicativa de acoplamento da fosforilação oxidativa com a produção de ATP, apresentou-se significativamente diminuída nos grupos F14d e F21d, sugerindo desacoplamento mitocondrial. No entanto, o transplante de CMMO aumentou significativamente nestes grupos tanto a capacidade oxidativa quanto o acoplamento mitocondrial a níveis semelhantes aos do grupo normal. Estes resultados foram confirmados por análise de western blotting, que mostrou aumento significativo no conteúdo de UCP2 e diminuição do conteúdo de PGC-1α no grupo F21d, com consequente restauração após o transplante de CMMO. Além disso, os resultados mostraram um aumento significativo do conteúdo de 4-HNE no grupo F14d com redução após o transplante CMMO. Assim, podemos concluir que o transplante de CMMO tem um efeito positivo sobre a bioenergética mitocondrial de fígados de ratos com colestase, com aumento da capacidade oxidativa e redução do estresse oxidativo, o que, por sua vez, contribui para a recuperação da função hepática. / Mitochondrial dysfunction has been associated with several diseases, including liver cholestatis, which is characterized by activation of Kupffer cells and fibrogenic cells that produce excessive extracellular matrix. Toxic bile salt accumulation in liver parenchyma leads to chronic injury with mitochondrial damage, ATP synthesis reduction, ROS increase and apoptosis, resulting in liver function impairment. Our previous works showed the positive effect of bone marrow mononuclear cells (BMMNC) transplantation on liver fibrosis resolution and hepatic function recover in cholestatic rats. This study aimed to analyze mitochondrial bioenergetics in rats with hepatic fibrosis induced by bile duct ligation (BDL) after BMMNC transplantation. Wistar male rats were divided into four groups: normal animals, animals with cholestasis after 14 and 21 days BDL (F14d and F21d, respectively), and animals with cholestasis after 14 days of BDL that received 1x107 BMMNC, via jugular vein, and were euthanasia after 7 days. The livers were analyzed by high-resolution respirometry and western blotting. Our data demonstrated increased collagen type I content in livers of F21d group compared to normal group, indicative of fibrosis, and its decrease after BMMNC transplantation. Liver mitochondrial physiology analysis showed that F14d and F21d groups have significantly reduced maximum ADP-stimulated respiratory rates (State 3), indicating reduced carbohydrates and fatty acids oxidation capacity. In addition, respiratory control ratio (RCR), indicative of oxidative phosphorilation coupling to ATP production, was significantly decreased in F14d and F21d groups, suggesting mitochondrial uncoupling. However, BMMNC transplantation significantly increased both State 3 respiration and RCR to levels similar to those of normal group, recovering hepatic mitochondrial function. These results were confirmed by WB analysis, which showed that F21d group had a significantly increase in liver mitochondrial uncoupling protein content, UCP2, and reduced PGC-1α content, a mitochondrial biogenesis co-factor. However, after BMMNC transplantation both proteins returned to levels similar to normal group. In addition, F14d group had a significantly increase in 4-HNE content compared to normal group, indicative of oxidative stress, but after BMMNC transplantation 4-HNE content significantly reduced, compared to normal group, suggesting oxidative stress reduction. Therefore, BMMNC transplantation had a positive effect on hepatic mitochondrial bioenergetics of cholestatic rats, increasing oxidative capacity and reducing oxidative stress, which, in turn, contribute to liver function recover.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A obesidade, doença resultante do acúmulo excessivo de gordura corporal, é importante fator de risco para diabetes mellitus tipo 2, dislipidemias e doenças cardiovasculares, doenças de alta prevalência em todo o mundo. O processo de transição nutricional decorrente da globalização contribuiu para o crescente número de indivíduos com obesidade, principalmente pela modificação nos hábitos alimentares da população, com ampla inclusão de produtos industrializados ricos em gordura saturada, sal e açúcar, denominada dieta ocidental. Os mecanismos pelos quais a obesidade induzida por dieta leva ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares ainda não estão completamente esclarecidos na literatura, porém sabe-se que a obesidade leva ao comprometimento da função cardíaca e do metabolismo energético, aumentando a morbidade e mortalidade. Em grande parte dos estudos relacionados à obesidade, o metabolismo energético celular comprometido associa-se à disfunção mitocondrial. Neste contexto, torna-se importante avaliar a função mitocondrial na obesidade, visto que as mitocôndrias são organelas com funções-chave no metabolismo energético. No presente estudo, avaliamos inicialmente o efeito obesogênico da dieta ocidental em camundongos Swiss por 16 semanas a partir do desmame. Para tal, analisamos a ingestão alimentar, evolução da massa corporal, Índice de Lee, peso das gorduras epididimal e retroperitoneal, peso e morfologia do fígado, relação entre o peso do fígado/massa corporal, peso do ventrículo esquerdo (VE)/massa corporal, glicemia de jejum e teste intraperitoneal de tolerância à glicose. Avaliamos também o consumo de oxigênio das fibras cardíacas através da respirometria de alta resolução. Além disso, o conteúdo das proteínas envolvidas no metabolismo energético: Carnitina Palmitoil Transferase 1 (CPT1), proteína desacopladora 2 (UCP2), Transportadores de glicose 1 e 4 (GLUT1 e GLUT4), proteína quinase ativada por AMP (AMPK), proteína quinase ativada por AMP fosforilada (pAMPK), receptor de insulina &#946; (IR&#946;) e substrato do receptor de insulina 1 (IRS-1) foi determinado por western blotting. Nossos resultados confirmaram o caráter obesogênico da dieta ocidental, visto que os camundongos submetidos a esta dieta (GO), apresentaram-se hiperfágicos (P<0,001) e obesos (72,031,82, P<0,001), com aumento progressivo no ganho de massa corporal. Além do aumento significativo dos parâmetros: Índice de Lee (362,902,44, P<0,001), gorduras epididimal e retroperitonial (3,310,15 e 1,610,11, P<0,001), relação entre o peso do fígado/massa corporal (0,060,003, P<0,001) e peso de ventrículo esquerdo (VE)/massa corporal (0,080,002, P<0,01), hiperglicemia de jejum (192,1014,75, P<0,01), intolerância à glicose (P<0,05, P<0,01) e deposição ectópica de gordura no fígado. A respirometria de alta resolução evidenciou disfunção mitocondrial cardíaca no grupo GO, com reduzida capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos (P<0,001) e aumento do desacoplamento entre a fosforilação oxidativa e a síntese de ATP (P<0,001). Os resultados de western blotting evidenciaram aumento nos conteúdos de CPT1 (1,160,08, P<0,05) e UCP2 (1,080,06, P<0,05) e redução no conteúdo de IRS-1 (0,600,08, P<0,05). Não houve diferença significativa nos conteúdos de GLUT1, GLUT4, AMPK, pAMPK, pAMPK/AMPK e IR&#946;. Em conclusão, o consumo da dieta ocidental resultou no desenvolvimento de obesidade com disfunção mitocondrial associada a alterações no metabolismo energético. / Obesity, a disease resulting from excessive accumulation of body fat is a risk factor for type 2 diabetes, dyslipidemia and cardiovascular diseases, which are of high prevalence worldwide. Nutritional transition, a process associated with globalization, has contributed to growing obesity, mainly by changing eating habits of the population, with broad inclusion of industrial products high in saturated fat, salt and sugar, the called Western diet. The mechanisms by which diet-induced obesity leads to cardiovascular disease are not completely understood, but it is known that obesity leads to impairment of cardiac function and energy metabolism, increasing morbidity and mortality. In most obesity studies, the related cellular energy metabolism is compromised associated with mitochondrial dysfunction. In this context, it becomes important to asses mitochondrial function in obesity, since mitochondria are organelles with key roles in energy metabolism. In the present study, we evaluated the effect of the Western diet in Swiss mice for 16 weeks from weaning. We analyzed the food intake, changes in body weight, Lee index, weight of epididymal and retroperitoneal fat, weight and morphology of the liver, the ratio of liver weight /body weight, weight of the left ventricle (LV)/body weight , fasting plasma glucose and intraperitoneal glucose tolerance test. We also evaluated the oxygen consumption of cardiac fibers by high-resolution respirometry. Furthermore, proteins content involved in energy metabolism: carnitine palmitoyl transferase 1 (CPT1), uncoupling protein 2 (UCP2), glucose transporters 1 and 4 (GLUT1 and GLUT4), AMP-activated protein kinase (AMPK), AMP-activated protein kinase phosphorylated (pAMPK), insulin receptor &#946; (IR&#946;) and insulin receptor substrate 1 (IRS-1) was determined by western blotting. Our results confirmed the obesogenic role of the Western diet. Thus, mice subjected to Western diet (WG), presented hyperphagia (P<0.001) and obesity (72.031.82, P<0.001), with a progressive increase in body mass gain. Also, the WG group compared to control had statistically significant increase of the all parameters studied: Lee index (362.902.44, P<0.001), epididymal and retroperitoneal fat (3.310.15 and 1.610.11, P<0.001), ratio of liver weight/body weight (0.060.003, P<0.001) and weight of the left ventricle (LV)/body weight (0.080.002, P<0.01), fasting hyperglycemia (192.1014.75, P<0.01), glucose intolerance (P<0.05, P<0.01) and ectopic fat deposition in liver. High-resolution respirometry showed cardiac mitochondrial dysfunction in the WG group, with reduced capacity of oxidation of carbohydrates and fatty acids and increased uncoupling between oxidative phosphorylation and ATP synthesis. Western blotting results revealed an increase in CPT1 (1.160.08, P<0.05) and UCP2 (1.080.06, P<0.05) content and reduction in IRS-1 content (0.600.08, P<0.05). There was no statistically significant difference in the GLUT1, GLUT4, AMPK, pAMPK, pAMPK/AMPK and IR&#946; content. In conclusion, the Western diet consumption resulted in the development of obesity with mitochondrial dysfunction associated to alterations in energy metabolism.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3145.pdf: 4807955 bytes, checksum: e7ba1c165199af2b5606877c0fadf24b (MD5) Previous issue date: 2010-03-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of the present study was to investigate the effects of resistance training on skeletal muscle lipid content, liver lipid content, heart lipid content, fat depots and lipid profile in ovariectomized rats. Wistar adult female rats were grouped into: sedentary (Sed-intact); ovariectomized sedentary (Sed-Ovx); strength trained (ChronicEx-intact) and ovariectomized strength trained (ChronicEx-Ovx) (n= 10 per group). A 12-week strength training period that consisted in climbing a 1.1-m vertical ladder with weights attached to rats tail was used. The sessions were performed once every 3 days with 4-9 climbs and 8-12 dynamic movements per climb. Ovariectomy increased liver lipid content, fat depots, heart and muscle lipid content. There was an increase in atherogenic index and negative change in lipid profile due to ovariectomy. Resistance training decreased lipid content in liver, soleus, tibialis anterior, fat depots (mesenteric and retroperitoneal) and lipid profile, independently of ovarian hormone status. These results indicate the potential benefits of resistance training as an alternative strategy to control the effects of ovariectomy on fat depot, lipid profile, and tissue lipid content. / O objetivo do estudo foi investigar os efeitos do treinamento de força sobre o conteúdo lipídico no músculo esquelético, fígado, coração, depósitos de gorduras e perfil lipídico em ratas ovariectomizadas. Ratas fêmeas adultas foram divididas em quarto grupos: Sedentário (Sed-Intacto); Sedentário ovariectomizado (Sed-Ovx); Treinado intacto (CrônicoEx-Intacto); Treinado ovariectomizado (CrônicoEx-Ovx) (n = 10 por grupo). Foi realizado um período de 12 semanas de treinamento de força que consistia em subidas de uma escada vertical de 1,1 metros, com peso atado no rabo. As sessões foram realizadas uma vez a cada três dias com 4- 9 subidas e 8-12 movimentos por subida. Foram analisados os conteúdos de lipídios no músculo esquelético, fígado, coração, depósitos de gorduras (urogenital, mesentérico e retroperitoneal) e perfil lipídico. Ovariectomia aumentou o conteúdo lipídico no fígado, músculos esqueléticos, coração e depósitos de gordura. Foi observado um aumento no índice aterogênico e mudanças negativas no perfil lipídico devido à ovariectomia. O treinamento de força diminuiu o conteúdo de lipídio hepático, nos músculos esqueléticos sóleo, tibial anterior, depósitos de gordura (mesentérico e retroperitoneal) e perfil lipídico independente do estado hormonal ovariano. Esses resultados indicam os benefícios potenciais do treinamento de força com uma estratégia alternativa para controlar os efeitos da ovariectomia sobre os depósitos de gordura, perfil lipídico e conteúdo tecidual de lipídio.