The work is focused on monitoring changes in body weight of female adolescents (age 15-20 years) during one school year to the typology of personality in the field of biological rhythms. The teenagers are separated to "larks", which is the highest activity detected in the morning and "owls", which are people who are more active in the afternoon and evening. In the theoretical part of this work tries to clarify the keyword research. In the practical part there are specific procedures, methods, results, objectives and practical recommendations of the project

Distúrbios cronobiológicos na Depressão podem ser explicados pela perda do poder ou estabilidade circadiana observados pela diminuição da amplitude dos ritmos e o maior número de frequências ou ritmos ultradianos (ritmos com períodos menores que 20 horas). A perda da sincronização entre os ritmos pode ser decodificada pelos sistemas fisiológicos como um estressor, capaz de iniciar, acelerar, perpetuar e exacerbar sintomas neuropsiquiátricos, visto que há uma integração de redes rítmicas estruturais e funcionais Métodos Foram avaliadas 10 pacientes com Depressão Maior em seu primeiro episódio, ainda sem uso de medicação antidepressiva, 10 pacientes com Depressão Recorrente em tratamento e 10 controles saudáveis, todas do sexo feminino. O diagnóstico de Transtorno Depressivo foi realizado através do SCID e CID 10. Os sintomas depressivos foram avaliados através das escalas Beck, MADRS e Hamilton. Os ritmos biológicos atividade-repouso e temperatura cutânea foram medidos com o actímetro Act 1.1 durante 7 dias. Também se avaliou a exposição à luz de cada sujeito. Foi utilizado o teste de Kolmogorov-Smirnov para confirmar se as varáveis tinham distribuição normal. Parâmetros de ritmos e diferenças sócio-demográficas foram analisados através de ANOVA/Tukey. O coeficiente de correlação de Rank-Spearman foi utilizado para analisar a correlação entre temperatura e atividade. Para avaliar diferenças nos escores das escalas entre os dois grupos de deprimidas foi utilizado teste t de Student para amostras independentes. Para variáveis categóricas, foi utilizado o teste qui-quadrado. Resultados O grupo de deprmidas apresentou amplitude de temperatura mais alta e amplitude de atividade mais baixa do que as controles saudáveis. Também, a correlação entre temperatura e atividade nas deprimidas apresentou maior diferença durante o dia e durante a noite do que nas controles saudáveis. Não houve diferença significativa entre deprimidas no seu primeiro episódio sem medicação e pacientes com Depressão Recorrente com medicação no que se refere à amplitude dos ritmos de temperatura e atividade-repouso. Houve acoplamento dos ritmos estudados nos três grupos Discussão Em nosso estudo, as pacientes depressivas apresentaram maior amplitude de temperatura que indivíduos saudáveis, apesar do uso de antidepressivos; as controles saudáveis demonstraram menos diferença entre os ritmos durante o dia e à noite, o que talvez foi causado pela maior atividade em pessoas saudáveis mascarando o ritmo de temperatura. Outra explicação para o aumento da amplitude circadiana em pacientes depressivas é o aumento do arrastamento pelos zeitgebers externos, provavelmente para a manutenção dos mais robustos zeitgebers -social e biológico - que são essenciais para a vida. / Changes of circadian rhythms in Depression may be explained by the loss of power or stability circadian observed by decreasing the amplitude of the rhythms and the higher number of frequencies or ultradian rhythms (rhythms with periods less than 20h). The lack of synchronization between the rhythms can be decoded by physiological systems as a stressor capable of starting, accelerating, perpetuate and exacerbate neuropsychiatric symptoms, since there is an integration of rhythmic structural and functional network Method Were evaluated 10 patients with Major Depression first episode without antidepressant medication, 10 patients with Recurrent Depression treated and 10 voluntary healthy controls, all female. The diagnosis of Depressive Disorder was conducted through the SCID and CID 10. Depressive symptoms were assessed by the Beck, MADRS and Hamilton Depression Scale. The biological rhythms as temperature and activity-rest were measured with the actímetro Act 1.1 for 7 days. Exposure to light also was evaluated. We used the Kolmogorov–Smirnov test to confirm if the variables were normal distribution. Parameters of rhythms and socio-demographic differences were analyzed by ANOVA/Tukey. The correlation coefficient of Rank-Spearman was used to analyse the correlation between temperature and activity. To evaluate differences in scores of scales between the two groups of depressed was used Student's t test for independent samples. Chi-square was tsed for categorical variables Results Depressive patients presented higher amplitude of temperature, and lower amplitude of activity than healthy subjects. Also, the correlation between temperature and activity in depressive subjects present higher difference during day and night than healthy subjects. There was no significant difference between depressive patient in the first episode without treatment and depressive patient with Recurrent Depression in relation to amplitude of temperature and activity rhythms Discussion In our sample depressive patients presented higher temperature amplitude that healthy subjects, in spite of the use of antidepressant; the correlation between temperature and activity, healthy subject demonstrated less difference between day and night, than maybe the higher activity in healthy people can mask the temperature rhythm. Another explanation for increase circadian amplitude in depressive patients is the increase of entrainment to by external zeitgebers, probably for the mainttenancy of only robust social and biological zeitgebers that are essential for life.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-26Bitstream added on 2014-06-13T19:16:12Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_d_me_jabo.pdf: 588209 bytes, checksum: f854d06b3579b6d182b40c0b56569877 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A restrição alimentar é uma técnica muito difundida no meio científico e produtivo, usada para contenção de gastos e exploração do ganho compensatório. Entretanto, há escassez de pesquisas que retratem as suas possíveis consequências ao comportamento e bem-estar dos animais. Este estudo teve por objetivo verificar os possíveis efeitos que a restrição alimentar causa no bem-estar de cabritos mantidos em gaiolas individuais, detectado por possíveis alterações na expressão de seus comportamentos. No estudo do ritmo circadiano, utilizou-se três cabritos Saanen machos, e no segundo experimento utilizou-se 27 cabritos Saanen (machos, fêmeas e castrados) entre 30 e 40 dias de vida, e em ambos os estudos os animais eram submetidos a 3 diferentes níveis nutricionais (sem restrição, restrição intermediária e restrição severa), com consumo individual controlado diariamente. As observações foram realizadas de forma direta e contínua, com uso de câmeras de vídeo, utilizando como variáveis a frequencia e a duração dos comportamentos, perfazendo 702 horas de observação. Através da análise do ritmo circadiano, foi possível verificar alterações na alocação temporal dos comportamentos realizados pelos cabritos e na condição de bem-estar desses animais, sendo que todos os animais apresentaram desenvolvimento de estereotipias. Os cabritos desta pesquisa apresentaram consumo de matéria seca sólida aquém do esperado para a idade em estudo, e os animais dos diferentes sexos reagiram de forma distinta. O presente estudo contribuiu com informações relevantes para os pesquisadores que trabalham com animais em condições restritivas, mostrando que existem custos para os animais e que estes respondem de alguma forma a estas imposições. Entretanto mais esforços dirigidos a esta área se fazem necessários, especialmente com a espécie caprina, ainda pouco estudada / Feed restriction is a common practice in scientific studies and in the animal husbandry. It is used to minimize the production costs and to explore compensatory growth. However, there are few studies that measure their possible consequences in the behavior and welfare of the animals. The aim of this study was verify the possible effects that food restriction causes in the welfare of penned goat kid, detected by possible changes in the expression of their behaviors. For the rhythm study, three male Saanen kids were used. In the second one, 27 goat kids were used from different gender (males, females, castrates), that had between 30 and 40 days of life, and in both studies the animals were subjected to 3 different nutrition levels of diets (without restriction, intermediate restriction and severe restriction), and the individual feed intake was daily controlled. The observations were made on direct way, using video cameras on continuous recording, using the frequency and the length of the behaviors as variables, totalizing 702 hours of observation. By the analyses of the circadian rhythms, it was observed changes in temporal allocation in the behavior and in the welfare conditions of the kids, whereas all animals showed development of behavior stereotypes. The dry matter intake of the solid ratio was below for what was expected from kids with this age, and animals of different sexes reacted in a distinct way. This study contributed with relevant information to researchers who works with animals in a restrictive condition, showing that are costs to the animals and they respond somehow for this charges, however, further studies has to be done for this area, especially with goats, which are still very little studied

Distúrbios cronobiológicos na Depressão podem ser explicados pela perda do poder ou estabilidade circadiana observados pela diminuição da amplitude dos ritmos e o maior número de frequências ou ritmos ultradianos (ritmos com períodos menores que 20 horas). A perda da sincronização entre os ritmos pode ser decodificada pelos sistemas fisiológicos como um estressor, capaz de iniciar, acelerar, perpetuar e exacerbar sintomas neuropsiquiátricos, visto que há uma integração de redes rítmicas estruturais e funcionais Métodos Foram avaliadas 10 pacientes com Depressão Maior em seu primeiro episódio, ainda sem uso de medicação antidepressiva, 10 pacientes com Depressão Recorrente em tratamento e 10 controles saudáveis, todas do sexo feminino. O diagnóstico de Transtorno Depressivo foi realizado através do SCID e CID 10. Os sintomas depressivos foram avaliados através das escalas Beck, MADRS e Hamilton. Os ritmos biológicos atividade-repouso e temperatura cutânea foram medidos com o actímetro Act 1.1 durante 7 dias. Também se avaliou a exposição à luz de cada sujeito. Foi utilizado o teste de Kolmogorov-Smirnov para confirmar se as varáveis tinham distribuição normal. Parâmetros de ritmos e diferenças sócio-demográficas foram analisados através de ANOVA/Tukey. O coeficiente de correlação de Rank-Spearman foi utilizado para analisar a correlação entre temperatura e atividade. Para avaliar diferenças nos escores das escalas entre os dois grupos de deprimidas foi utilizado teste t de Student para amostras independentes. Para variáveis categóricas, foi utilizado o teste qui-quadrado. Resultados O grupo de deprmidas apresentou amplitude de temperatura mais alta e amplitude de atividade mais baixa do que as controles saudáveis. Também, a correlação entre temperatura e atividade nas deprimidas apresentou maior diferença durante o dia e durante a noite do que nas controles saudáveis. Não houve diferença significativa entre deprimidas no seu primeiro episódio sem medicação e pacientes com Depressão Recorrente com medicação no que se refere à amplitude dos ritmos de temperatura e atividade-repouso. Houve acoplamento dos ritmos estudados nos três grupos Discussão Em nosso estudo, as pacientes depressivas apresentaram maior amplitude de temperatura que indivíduos saudáveis, apesar do uso de antidepressivos; as controles saudáveis demonstraram menos diferença entre os ritmos durante o dia e à noite, o que talvez foi causado pela maior atividade em pessoas saudáveis mascarando o ritmo de temperatura. Outra explicação para o aumento da amplitude circadiana em pacientes depressivas é o aumento do arrastamento pelos zeitgebers externos, provavelmente para a manutenção dos mais robustos zeitgebers -social e biológico - que são essenciais para a vida. / Changes of circadian rhythms in Depression may be explained by the loss of power or stability circadian observed by decreasing the amplitude of the rhythms and the higher number of frequencies or ultradian rhythms (rhythms with periods less than 20h). The lack of synchronization between the rhythms can be decoded by physiological systems as a stressor capable of starting, accelerating, perpetuate and exacerbate neuropsychiatric symptoms, since there is an integration of rhythmic structural and functional network Method Were evaluated 10 patients with Major Depression first episode without antidepressant medication, 10 patients with Recurrent Depression treated and 10 voluntary healthy controls, all female. The diagnosis of Depressive Disorder was conducted through the SCID and CID 10. Depressive symptoms were assessed by the Beck, MADRS and Hamilton Depression Scale. The biological rhythms as temperature and activity-rest were measured with the actímetro Act 1.1 for 7 days. Exposure to light also was evaluated. We used the Kolmogorov–Smirnov test to confirm if the variables were normal distribution. Parameters of rhythms and socio-demographic differences were analyzed by ANOVA/Tukey. The correlation coefficient of Rank-Spearman was used to analyse the correlation between temperature and activity. To evaluate differences in scores of scales between the two groups of depressed was used Student's t test for independent samples. Chi-square was tsed for categorical variables Results Depressive patients presented higher amplitude of temperature, and lower amplitude of activity than healthy subjects. Also, the correlation between temperature and activity in depressive subjects present higher difference during day and night than healthy subjects. There was no significant difference between depressive patient in the first episode without treatment and depressive patient with Recurrent Depression in relation to amplitude of temperature and activity rhythms Discussion In our sample depressive patients presented higher temperature amplitude that healthy subjects, in spite of the use of antidepressant; the correlation between temperature and activity, healthy subject demonstrated less difference between day and night, than maybe the higher activity in healthy people can mask the temperature rhythm. Another explanation for increase circadian amplitude in depressive patients is the increase of entrainment to by external zeitgebers, probably for the mainttenancy of only robust social and biological zeitgebers that are essential for life.

Relógios biológicos são marcapassos endógenos presentes tanto em eucariotos quanto em procariotos. Relógios diferentes possuem períodos distintos, e aqueles que se aproximam de 24h de oscilação são chamados circadianos. Em mamíferos, o primeiro relógio circadiano identificado situa-se no núcleo supraquiasmático, localizado no hipotálamo. O funcionamento do relógio circadiano envolve mecanismos de retroalimentação positiva e negativa, em geral tendo início com a ativação dos genes Per e Cry por CLOCK e BMAL1. Atualmente sabe-se que os relógios estão presentes em áreas do cérebro fora do núcleo supraquiasmático e em muitos tecidos periféricos. Em Drosophila e Danio rerio, os osciladores periféricos podem ser sincronizados diretamente por luz, enquanto em mamíferos o reinício de fase dos mesmos parece ser controlado por sinais regulados pelo marcapasso do núcleo supraquiasmático. Uma nova opsina, denominada melanopsina, foi recentemente descoberta na retina de todos os vertebrados estudados, em uma subpopulação de células ganglionares intrinsecamente fotossensíveis. Ela é responsável pela captura de luz e envio dessa informação para o núcleo supraquiasmático. A endotelina (ET) é um peptídeo vasoconstritor composto por 21 resíduos de aminoácidos. Existem três isoformas endógenas de ETs, designadas ET-1, ET-2 e ET-3. Três tipos de receptores para endotelinas já foram clonados, sendo eles designados ETA, ETB e ETC. Todos pertencem à família dos receptores acoplados à proteína G. Órgãos, tecidos e células de Danio rerio constituem um excelente modelo para o estudo dos genes de relógio e de ritmos in vitro. Em células embrionárias ZEM 2S deste teleósteo, constatamos a presença de melanopsina, do receptor ETA para endotelina, e dos seis genes Cry através de PCR. A presença de melanopsina também foi confirmada por imunocitoquímica. Foram realizadas curvas de crescimento em células ZEM 2S previamente mantidas por cinco dias em regime de 14C:10E (luz acesa às 9:00h). No 6º. dia, as células foram transferidas para as seguintes condições: escuro constante; 14C:10E; 10C:14E e luz constante. Houve inibição da proliferação celular por luz. O padrão de expressão temporal dos genes Per1, Cry1b, Clock e da melanopsina foi estudado, assim como sua modulação por ET-1. Células ZEM 2S foram mantidas em fotoperíodo 12C:12E (luz acesa às 9:00h) durante cinco dias, após o que foram tratadas com ET-1 nas concentrações 10-11M, 10-10M, 10-9M e 10-8M, durante 24h. O RNA extraído a cada 3h foi submetido a RT-PCR para posterior análise por PCR quantitativo. RNA ribossômico 18S foi utilizado como normalizador do experimento. Melanopsina não apresentou ritmicidade de expressão em fotoperíodo 12C:12E. ET-1 exerceu efeito bifásico, aumentando a expressão nas menores concentrações de hormônio utilizadas e diminuindo nas maiores. Na concentração 10-10M, ET-1 aparentemente estabeleceu uma oscilação ao longo das 24 horas, com crescente expressão na fase de escuro, atingindo um pico em ZT21 e decrescente durante o período de luz, com o mínimo em ZTs 6 e 9. A expressão do gene Clock é rítmica em regime fotoperíodo 12C:12E, com valores significativamente maiores em ZT12 a ZT21 do que em ZT0, ZT3 e ZT9, indicando um aumento de expressão coincidente com o período de escuro. Foi observado um pico de expressão em ZT6, durante a fase de luz. ET-1 nas concentrações de 10-11 e 10-10M aboliu o ritmo de expressão de Clock, e inibiu o pico de expressão em ZT6. Expressão de Clock permaneceu elevada somente em ZT18. Nas maiores concentrações (10-9M e 10-8M), a inibição ocorreu em todos os ZTs, abolindo completamente o ritmo e atenuando qualquer variação previamente observada entre os ZTs. A expressão do gene Per1 é rítmica em regime fotoperíodo 12C:12E, com valores significativamente maiores nos ZTs 21, 0, 3, 6 e 9 do que nos ZTs 12, 15 e 18, indicando um aumento de expressão na fase de claro. Vale mencionar que já em ZT21, há um aumento significativo antecipatório da fase de luz. Nas concentrações de 10-11 e 10-10M, ET-1 não alterou o período ou a amplitude desse ritmo. A ação evidente de ET-1 foi a inibição da expressão de Per1 na fase de luz (ZT0, ZT3, ZT6 e ZT9), e também em ZT21 (fase de escuro) nas maiores concentrações (10-9M e 10-8M) não afetando o período da oscilação, mas diminuindo marcadamente sua amplitude. A expressão de Cry1b foi rítmica durante o ciclo claro:escuro, com aumento na fase de claro e diminuição na fase de escuro. Novamente a ET-1 apresentou um efeito bifásico sobre a expressão deste gene, aumentando a mesma durante a fase de luz na concentração de 10-11M, e em ZT6 e ZT9 na concentração 10-10M. No entanto, não alterou o período ou a amplitude do ritmo. Por outro lado, durante toda a fase de luz houve inibição deste gene na presença de ET-1 10-9 e 10-8M, diminuindo a amplitude observada nas células controle. / Biological clocks are endogenous timekeepers that are present both in eukaryotic as in prokaryotic organisms. Different clocks have different periods, and those that have about 24h of oscillation are called circadian clocks. In mammals, the first identified circadian clock is located in the suprachiasmatic nucleus, in the hipothalamus. It is now well known that clocks are present in brain regions other than the suprachiasmatic nucleus and in many peripheral tissues. In Drosophila and Danio rerio, peripheral oscillators can be synchronized directly by light, while in mammals the reset of the phase seems to be controlled by signals regulated by the suprachiasmatic timekeepers. The maintenance of the circadian clock is governed by positive and negative feedback loops, in general starting with the activation of Per and Cry genes by CLOCK and BMAL1. A new opsin called melanopsin, was recently discovered in the retina of all studied vertebrates, in a subset of intrinsically photosensitive ganglion cells. This photopigment is responsible for capturing light and sending this information to the suprachiasmatic nucleus. Endothelin (ET) is a 21-amino acid residue vasoconstrictor peptide. There are three endogenous isoforms of ETs, ET1, ET2 and ET3. Three subtypes of endothelin receptors have already been cloned: ETA, ETB and ETC, all members of the family of G protein -coupled receptors. Organs, tissues and cells of Danio rerio constitute an excellent model for the study of clock genes and rhythms in vitro. In ZEM 2S embryonic cells of this teleost, we demonstrated the presence of melanopsin, the endothelin receptor ETA, and the six Cry genes by PCR. The presence of melanopsin was also confirmed by immunohistochemistry. ZEM 2S cells previously kept for five days in 14L:10D (lights on 9:00am) were transferred in the sixth day to the following conditions: constant darkness, 14L:10D, 10L:14D and constant light, and growth curves were determined. ZEM 2S showed inhibition of proliferation by light. The temporal expression pattern of the genes Per1, Cry1b, Clock and of melanopsin and their modulation by ET-1 were studied. ZEM 2S cells were kept in 12D:12L photoperiod (lights on 9:00am) for five days, and then treated with 10-11M, 10-10M, 10-9M and 10-8M ET-1, for 24h. RNA extracted every 3 hours was submitted to RT-PCR for subsequent analysis by Real Time-PCR. 18S ribosomal RNA was used to normalize the results. Melanopsin did not show rhythmicity of expression in 12D:12L photoperiod. ET-1 exhibited a biphasic effect, increasing the expression in the lower concentrations, and reducing at the higher concentrations. At 10-10M, ET-1 apparently established an oscillation along the 24h-period, with increasing expression in the dark phase, reaching a peak at ZT2, and decreasing during the light phase, with the minimum at ZT6 and 9. The expression of Clock gene was rhythmic in 12D:12L photoperiod, with significant higher values in ZT12 to ZT21 than ZT0, ZT3 e ZT9, indicating an increase of expression coincident with the dark period. A peak of expression was observed at ZT6, during the light phase. At 10-11 and 10-10M, ET-1 abolished the rhythm of expression of Clock, and inhibited the peak of expression at ZT6. Expression of Clock remained high only at ZT18. At the higher concentrations (10-9M e 10-8M), the inhibition occurred at all ZTs, completely abolishing the rhythm and attenuating any variation previously observed among ZTs. The expression of Per1 gene was rhythmic in 12D:12L photoperiod, with significant higher values at ZTs 21, 0, 3, 6 and 9 than at ZTs 12, 15 and 18, indicating an increase of expression in the light phase. It is important to mention that at ZT21 there was already a significant increase, anticipatory of the light phase. At 10-11 e 10-10M, ET-1 did not alter neither the period nor the amplitude of this rhythm. The evident action of ET-1 was the inhibition of Per1 expression in the light phase (ZT0, ZT3, ZT6 e ZT9), and also at ZT21 (dark phase), at the higher concentrations (10-9M e 10-8M), with no change in the oscillation period, but markedly reducing its amplitude. The expression of Cry1b was rhythimic during the light:dark cycle, with increase in the light phase and reduction in the dark phase. Again, ET-1 showed a biphasic effect on this gene expression, increasing it during the light phase at the concentration of 10-11M, and at ZT6 and 9 at 10-10M. However, the hormone did not affect either the period or the amplitude of the rhythm. On the other hand, along the light phase, there was inhibition of Cry1b in the presence of ET-1 10-9 and 10-8M, reducing the amplitude observed in the control cells.

Uma das características dos adolescentes é a fase atrasada dos ritmos biológicos circadianos. Esse atraso na expressão da ritmicidade circadiana pode gerar um atrito entre o tempo biológico e o tempo social (horário escolar). Assim, analisamos a expressão do atrito temporal entre o tempo biológico e o tempo social em adolescentes escolares. Todos os adolescentes atrasaram os horários do inicio e do final do sono na comparação entre os dias letivos e não letivos. Os adolescentes atrasam a acrofase da temperatura periférica, e a MFS na comparação entre os dias letivos e não letivos. Foi observada uma diminuição significativa para os vespertinos, na ritmicidade circadiana da temperatura na transição dos dias letivos para os dias não letivos. Dessa forma, o deslocamento da acrofase da temperatura e o deslocamento da MFS podem ser a expressão do atrito temporal. Esse cronicidade do atrito pode trazer conseqüências negativas para o bem estar dos adolescentes. / And one of the adolescents characteristics is the latest phase of circadian biological rhythms, compared with children and adults. This delay in the expression of circadian rhythmicity may generate friction between biological time and social time. Thus we analyzed the temporal friction between biological time and social time in scholar adolescents. All adolescents delay the time of beginning and the end of sleep in school days compared to non-school days. All adolescents had a delay in the peripheral temperature acrophase, and the MFS in the comparison between school days and non-school days. Therefore we understand the friction time between the biological and the social through changes in the CVS patterns, shift of peripheral temperature acrophase, and displacement of the MFS, in the transition from school days to non-school days. This chronicity of friction can have negative consequences for the well being of the adolescents.

Comunidades que vivem em regiões sem energia elétrica apresentam suas atividades sincronizadas pelo ciclo dia/noite e por compromissos sociais podendo haver uma diferença sazonal no comportamento. No ambiente urbano a energia elétrica cria a possibilidade de nos organizarmos temporalmente de acordo com os nossos interesses. Este comportamento tem sido apontado como uma das causas para a ausência de sazonalidade nos ritmos biológicos humanos. Este estudo fenomenológico naturalístico em índios Guarani que viviam em casas sem energia elétrica nos permitiu refletir sobre a presença de sazonalidade nos ritmos biológicos. O ritmo de temperatura do punho em 21 índios e o ciclo de atividade/repouso em 16 índios foram comparados entre o inverno e verão. O perfil temporal da temperatura não se alterou nas duas épocas, mas houve diferença nos valores de amplitude e MESOR que pode ser explicada pela variação sazonal do padrão de dissipação de calor através da pele. Não houve diferença entre o inverno e verão para os valores de acrofase, e os índios mais novos apresentaram horários de acrofase da temperatura mais tardios que os índios mais velhos. Do inverno para o verão observamos um atraso nos horários de repouso sem alteração significativa na duração. Não verificamos diferença nos horários e na duração do repouso entre os dias de semana e fins de semana. O padrão de atividade/repouso não apresentou relação com a duração/alocação da noite no inverno e verão e houve uma correlação negativa com os valores de temperatura do punho. Os índios adultos da Aldeia Boa Vista apresentam ritmos biológicos com características típicas de uma comunidade de transição. As atividades na aldeia são sincronizadas pelas diferentes relações sociais que se estabelecem em cada época do ano. / Communities living in areas without electricity present biological rhythms synchronized by the day/night cycle and social schedules; it seems possible to detect seasonal differences in their behaviour. In urban areas electricity allow us to organize our activities according to our interests. This behaviour has been pointed as a cause for the absence of seasonality in human biological rhythms. The present naturalistic phenomenological study of Guarani indians that living in no electricity houses allowed us to think about the presence of seasonality in biological rhythms. Wrist temperature and activity/rest rhythms of 21 indians were compared between winter and summer. The temperature profile did not change, but a seasonal difference was found for amplitude and MESOR values which may be related to metabolic-behavioral processes involved in thermoregulation. In summer the vasodilation is intense and the heat dissipation is maximum (with low variability), the opposite tends to occur in winter. We did not find seasonality in acrophase values between subjects, and we also found the same correlation described for urban populations: a phase advance of body temperature in the elderly. From winter to summer the onsets/offset of rest were delayed, with no change in rest duration. For the indians there was no difference in the schedules of rest/activity during the week. The activity/rest cycle was not determined by the day/night cycle but showed a significant correlation with wrist temperature. The adult indians of Boa Vista settlement showed typical characteristics in their biological rhythms of a transition community. The activities in the settlement are synchronized by singular relationships that take place in each season.

Tanto as evidências experimentais que demonstraram a geração endógena de ritmos com períodos circadianos, quanto as investigações sobre os diferentes mecanismos de sincronização dos ritmos circadianos aos marcadores temporais externos de períodos fixos de 24h forneceram material para a elaboração de proposições importantes sobre as características do sistema de temporização biológica circadiana. Dentro desse cenário, foi de muita ajuda a aplicação da modelagem matemática. O desenvolvimento desses modelos permitiu a investigação de conjecturas que tentam explicar as características subjacentes aos mecanismos que coordenam esse sistema. Nosso objetivo, neste trabalho, foi de explorar a hipótese de que o mecanismo de controle da ritmicidade circadiana é exercido pela ação de laços de retroalimentação negativa acionados após tempos de retardo característicos do sistema. Para alcançarmos esse objetivo, elaboramos um modelo no qual o controle e a manutenção da expressão rítmica circadiana fossem conseqüentes da ação de dois laços de retroalimentação negativa com tempos de retardo distintos. Adicionalmente, avaliamos a resposta do modelo à ação de oscilações externas. Por meio da dinâmica não-linear resultante do modelo, nós observamos sugestiva similaridade entre as respostas obtidas nas simulações e as descrições experimentais da expressão do sistema de temporização circadiana citadas na literatura. Esses resultados deram suporte a hipótese inicial como explicação do funcionamento do sistema. / Both the experimental evidences of generation of biological circadian rhythms and the results of investigation about the mechanisms of synchronization between the circadian rhythms with the external cycles of 24-hour period provided material for the development of important assumptions about the characteristics of the circadian timing system. Inside this scenery, it was helpful the application of mathematical models. The development of these models permited the inquiry of some hypotheses which try to explain the underlying characteristics of this system. Our aim, in this work, was to investigate the hypothesis that explain the controlling mechanism of the circadian system as a result of the action of negative feedback loops triggered after charateristic time delays. For reaching this goal, our porpouse was to build a mathematical model which simulated circadian rhythmic expressions controlled by two feedback loops with different time delays. Additionaly, we also simulated the response of the model under external oscillations. Through the non-linear dynamic resulting from the model we observed suggestive similarity between the simulations and the experimental descriptions of the circadian system expressions present in many works. These results gave support to the validation of the initial hypothesis.

Componente essencial do sistema de temporização circadiano, o núcleo supraquiasmático (NSQ) possui três aferências principais: o trato retinohipotalâmico (TRH), o trato geniculohipotalâmico (TGH) e as terminações serotonérgicas da rafe. Suas células possuem oscilação circadiana autônoma que resultam na expressão rítmica dos chamados genes do relógio. O presente estudo analisa as concentrações de 5-HT nos núcleos da rafe e NSQ de ratos em livre-curso e mostra que somente os núcleos obscuro e linear apresentam ritmos endógenos com ação determinante do ciclo claro-escuro na no ritmo diário; compara a organização intrínseca do NSQ de primatas e roedores, mostrando organização diferenciada dos terminais serotonérgicos e do TGH em relação aos do TRH sugerindo funções diferentes dessas aferências no NSQ de primatas. Além disso, o padrão de expressão dos genes do relógio no NSQ do primata ao longo do período de atividade mostrou que os genes BMAL1 e Per1 apresentam pico de expressão ao redor do ZT2 e o gene Per2 no ZT7. Os dados demonstram diferenças interespecíficas importantes nas características neuroquímicas e moleculares do NSQ. / Essential component of the circadian timing system, the suprachiasmatic nucleus (SCN) receives dense retinohypothalamic RHT, geniculohypothalamic tract GHT and serotonergic innervation arriving from the raphe nuclei. SCN has pacemaker cells that produce rhythmic expression of clock genes. This study investigates the levels of 5-HT in the raphe nuclei and SCN in free running rats and shows endogenous rhythms in the obscurus and linear raphe nuclei, which is regulated by the daily light: dark cycle rhythms. The comparative analysis of the intrinsic structure of the SCN of primates and rodents shows a different organizational pattern of serotonergic and GHT terminals and the RHT terminals, suggesting different actions of serotonin and neuropeptide Y in the control of circadian rhythmicity in primates. Moreover, the pattern of the clock genes SCN expression along the awaken period in the primates show that BMAL1 and Per1 RNAm peaks of expression occur around ZT2 and Per2 around ZT7. These data suggest that the neural organization of the circadian timing system in the studied primate differ from those of the most commonly studied rodents.

The hair cycle represents a dynamic process during which a complex mini- organ, the hair follicle, rhythmically regresses and regenerates. The control mechanism that governs the hair cycle ('hair cycle clock') is thought to be an autonomous oscillator system, however, its exact nature is not known. This thesis aims to understand the human hair cycle as a systems biology problem using theoretical and experimental techniques in three distinct study approaches. Using mathematical modelling, a simple two-compartment model of the human hair cycle was developed. The model concentrates on the growth control of matrix keratinocytes, a key cell population responsible for hair growth, and bi-directional communication between these cells and the inductive fibroblasts of the dermal papilla. A bistable switch and feedback inhibition produces key characteristics of human hair cycle dynamics. This study represents the first mathematically formulated theory of the 'hair cycle clock'.A second chronobiological approach was adopted to explore the molecular control of the human hair follicle by a peripheral clock mechanism. The hypothesis was tested that selected circadian clock genes regulate the human hair cycle, namely the clinically crucial follicle transformation from organ growth (anagen) to organ regression (catagen). This revealed that intra- follicular expression of core clock and clock-controlled genes display a circadian rhythm and is hair cycle-dependent. Knock-down of Period1 and Clock promotes anagen maintenance, hair matrix keratinocyte proliferation and stimulates hair follicle pigmentation. This provides the first evidence that peripheral Period1 and Clock gene activity is a component of the human 'hair cycle clock' mechanism. Lastly, an unbiased gene expression profiling approach was adopted to establish important genes and signalling pathways that regulate the human hair cycle. This revealed that similar genes and pathways previously shown to control the murine hair cycle in vivo, such as Sgk3, Msx2 and the BMP pathway, are also differentially regulated during the anagen-catagen transformation of human hair follicles. In summary, by using a three-pronged systems biology approach, the thesis has shed new light on the control of human hair follicle cycling and has generated clinically relevant information: a) The hair cycle model may predict how hair cycle modulatory agents alter human hair growth. b) Period1 and Clock are new therapeutic targets for human hair growth manipulation. c) Gene expression profiling points to additional key players in human hair cycle control with potential for future therapeutic targets.