Los materiales granulares se definen como sistemas compuestos de un gran número de partículas macroscópicas que interactúan entre sí de forma disipativa. Al ser sistemas disipativos alcanzan rápidamente el equilibrio mecánico y permanecen en él a menos que se les entregue energía mediante alguna perturbación externa. Tienen la propiedad de permanecer mecánicamente estables en un amplio rango de configuraciones, y estas configuraciones pueden presentar diferentes valores de densidad, estrés, etc. Se ha demostrado que aplicando repetitivamente perturbaciones discretas a un sistema granular confinado en una celda o recipiente, y dejando que el sistema retorne al equilibrio mecánico entre perturbaciones sucesivas, las propiedades correspondientes a cada configuración estática del mismo evolucionan hasta alcanzar un régimen estacionario, con valores medios y fluctuaciones bien definidos. Se ha mostrado también que los valores alcanzados por estas propiedades en el régimen estacionario no dependen de la historia previa que hayan recorrido en el espacio de variables macroscópicas del sistema, sino que resultan determinadas a partir de las características de la perturbación aplicada. La posibilidad de generar estados estacionarios en las configuraciones estáticas de los materiales granulares ha despertado gran interés en distintos grupos de investigación alrededor del mundo. Estos enfocan sus esfuerzos en intentar establecer un marco teórico que permita describir el estado macroscópico de los sistemas granulares a partir de unos pocos parámetros. La propuesta más discutida en la actualidad se basa en la utilización de herramientas de la mecánica estadística y es conocida como la mecánica estadística granular de Edwards. Para llevar adelante este tipo de propuestas resulta indispensable establecer primero bajo qué condiciones es posible reproducir el estado macroscópico de un sistema granular. Mi trabajo de tesis se enfoca en el estudio de la reproducibilidad de las propiedades macroscópicas estructurales y mecánicas de estos materiales en el estado estacionario. Para esto he estudiado la dependencia de estas propiedades con el tamaño del sistema. Este estudio resulta de interés debido a que todos los trabajos existentes en el área, experimentales y numéricos, no obtienen un acuerdo cuantitativo en los resultados, aunque muestren acuerdo en gran parte de su comportamiento cualitativo. La hipótesis central de esta tesis es que el tamaño de la muestra bajo estudio tiene un efecto significativo no trivial en los valores medios y fluctuaciones de cantidades macroscópicas, como la fracción de volumen ocupado y el estrés. El objetivo de esta tesis es entonces elucidar bajo qué condiciones es posible reproducir cuantitativamente resultados obtenidos en experimentos independientes, donde se producen estados estacionarios de configuraciones estáticas con diferentes tamaños de sistemas. Como resultado de este trabajo implementamos un protocolo de medición, sobre regiones específicas del sistema. Con la implementación de este protocolo, seremos capaces de obtener resultados comparables entre sistemas de diferentes tamaños. A partir de esto, encontramos que es posible definir un parámetro que, caracterizando el efecto que la perturbación aplicada induce sobre el sistema, permite predecir el valor alcanzado por la densidad en el estado estacionario. El parámetro propuesto resulta dependiente de la altura de la columna de granos del sistema y de las características propias de la perturbación. También encontramos que un parámetro similar podría ser definido para predecir el valor del estrés en el estado estacionario. El aporte original de este trabajo reside en establecer los criterios para seleccionar la región donde llevar adelante la medida de las cantidades macroscópicas que caracterizan al sistema y definir los métodos que deben utilizarse para que resulte posible la comparación cuantitativa de resultados obtenidos en sistemas de diferentes tamaños.

En el presente trabajo de investigación se busca mostrar la posibilidad de producir mullita de alta calidad en Argentina, utilizando materias primas nacionales y comodities internacionales con el objetivo de obtener un material confiable, de excelentes propiedades en el uso y con un costo razonable para ser incorporada en la producción de refractarios. El estudio de la obtención tecnológica de mullita a partir de arcillas y caolines refractarios argentinos, y alúmina calcinada ó alúminas hidratadas, se realizó partiendo de los ensayos de caracterización de las materias primas utilizadas (arcillas, caolines, alúmina calcinada y un hidrato de alúmina), los cuales fueron analizados desde el punto de vista físico-químico, continuó con el estudio de las mezclas (arcilla/caolín con alúmina calcinada/hidratada) en proporciones de estequiometría 3Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>·2SiO<SUB>2</SUB> caracterizadas fisicoquímicamente. Posteriormente se realizó un seguimiento a las transformaciones físicoquímicas, termomecánicas y minerológicas llevadas a cabo durante su calcinación a alta temperatura y su estudio cinético. Este último definió la temperatura y tiempo de calcinación a aplicar al proceso final. A posteriori se realizó el conformado de probetas por tres métodos, prensado (a tres presiones distintas), colado y extrusión. Se calcinaron probetas a la temperatura y tiempo definidas en la etapa anterior, caracterizándose fisicoquímica y termomecánicamente. Se establecieron parámetros de semejanza entre las propiedades de las probetas obtenidas por colado ó extrudado, con aquellas provenientes de las prensadas a distintas presiones con el objeto de poseer herramientas científico técnicas en el caso de una producción industrial que permitan decidir un tipo de operación u otro según la disponibilidad de instalaciones de una empresa adoptante; siempre vinculado al tipo de propiedades finales deseadas. Por último en base a los ensayos de caracterización realizados se seleccionó el material obtenido por extrudado, y se efectuó una pequeña producción de mullita a escala con la cual se elaboraron prototipos de refractarios mulliticos, comparándose sus propiedades mecánicas con otros elaborados de igual forma pero con materia prima importada (mullita comercial).

La Diabetes mellitus (DM) es un síndrome hiperglucémico que afecta al 7% de la población adulta de nuestro país, y que a largo plazo se asocia con complicaciones macro- y micro-vasculares potencialmente discapacitantes. Algunas de estas complicaciones crónicas (aterosclerosis, nefropatía, retinopatía, neuropatía) constituyen las principales causas de morbilidad y mortalidad en pacientes con DM, y por ello se han estudiado sus mecanismos patogénicos con detalle. Sin embargo, existen otras complicaciones tales como las óseas y articulares, que han recibido menor atención en la literatura, pero que contribuyen a disminuir la calidad de vida de los pacientes. En particular, se ha encontrado que a largo plazo, la DM se asocia con pérdida de masa ósea (osteopenia, osteoporosis) y/o disminución en la calidad estructural del hueso, que genera un incremento en el riesgo de fracturas en el esqueleto apendicular.Los pacientes con DM tipo 2 son frecuentemente tratados con antidiabéticos orales (sulfonilureas, biguanidas, tiazolidindionas [TZD] y/o inhibidores de la dipeptidil-peptidasa-4 [DPP-4]), con el objeto de poder lograr un mejor control glucémico. Resulta entonces de interés investigar el posible efecto directo o indirecto de estos antidiabéticos orales sobre el metabolismo óseo, particularmente en vista del efecto deletéreo per se de la DM sobre el hueso. A lo largo de los últimos años nuestro grupo ha estudiado el efecto de la metformina (una biguanida insulinosensibilizante) sobre osteoblastos en cultivo, encontrando que induce en forma directa un incremento en su proliferación, diferenciación y mineralización. En experimentos más recientes, encontramos además que al administrar metformina en el agua de bebida a ratas diabéticas y no diabéticas, induce un efecto osteogénico tanto in vivo (aumentando la masa y celularidad ósea, e incrementando la reparación de una lesión ósea inducida previamente) como ex vivo (estimulando la capacidad osteogénica de células progenitoras de médula ósea aisladas del canal medular diafisario de huesos largos). La dipeptidil peptidasa 4 (DPP-4) es una proteasa de acción extracelular, responsable de la degradación de una familia de hormonas denominadas incretinas, entre las cuales se encuentran el péptido insulinotrópico dependiente de glucosa (GIP), y los péptidos símil-glucagón tipos 1 (GLP-1). Estas incretinas inducen un estímulo sobre la secreción pancreática de insulina, habiéndose estimado que dan cuenta del 50% de dicha secreción de insulina luego de la ingesta oral de alimentos pero tienen una vida media corta en circulación (1-2 minutos), debido a su rápida degradación por la DPP-4. Se han desarrollado inhibidores selectivos de DPP-4 (sitagliptina, vildagliptina, saxagliptina) para poder incrementar la secreción de insulina estimulada por incretinas en pacientes con DM tipo 2, con el objeto de mejorar su control glucémico post-prandial. El efecto de los diferentes inhibidores de la DPP-4 sobre el metabolismo óseo aún no se ha establecido con claridad. Sin embargo, en estudios con pacientes diabéticos de 24 semanas de duración se encontró que el tratamiento con saxagliptina indujo un incremento de un 67% en la incidencia de fracturas respecto de placebo,dato que se encuentra en elprospecto publicado por la compañía farmacéutica.En base a esta información, se propone para este trabajo de tesis lahipótesis de que la monoterapia con saxagliptina induce efectos deletéreos sobre el hueso, y que dichos efectos pueden prevenirse por el co-tratamiento con metformina. Se investigó el efecto de un tratamiento oral con saxagliptina y/o metformina sobre la micro-arquitectura de huesos largos en ratas control (no diabéticas) y diabéticas, utilizando un modelo animal de ratas con hiperglucemia generada por deficiencia parcial en la producción y secreción de insulina, como consecuencia de la destrucción parcial de las células β del páncreas.Se estudiaron las metáfisis proximales de los fémures, para ello se realizaron cortes histológicos que fueron coloreados con hematoxilina y eosina (H-E) y con Azul Alcian (AA). Además la presencia de osteoclastos se puso en evidencia mediante, la reacción histoquímica fosfatasa ácido tartrato resistente (TRAP). Con el fin de estudiar su mecanismo de acción, se evaluó in vitro el efecto directo de la saxagliptina y su combinación con metformina sobre una línea celular pre-osteoblástica (MC3T3E1) y sobre células progenitoras de médula ósea (CPMO) aisladas del canal medular de ratas no diabéticas. Se realizaron ensayos de proliferación en presencia de mitógenos (Suero Fetal Bovino, Insulina e IGF-1) durante 24hs y ensayos de diferenciación celular hacia el linaje osteoblástico durante 14 o 21 días. Adicionalmente, mediante western blot se determinaron factores de diferenciación tales como Runx-2 y osteocalcina (comprometidos con la osteogénesis), PPARγ (un factor de transcripción adipogénico), las señales mitogénicas mediadas por las quinasas reguladas extracelularmente (ERK) y la activación de la quinasa dependiente de AMPc (AMPK). Al evaluar parámetros histomorfométricos estáticos en los fémures de ratas sanas, encontramos que la saxagliptina indujo efectos deletéreos en la micro-arquitectura del hueso trabecular femoral, que fueron prevenidos cuando se administra conjuntamente con la metformina. En los animales con deficiencia parcial en la secreción de insulina, el análisis de los fémures mostró un gran deterioro del tejido óseo, efecto propio de la enfermedad. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas en los parámetros histomorfométricos de fémures de las ratas diabéticas tratadas con saxagliptina respecto a las diabéticas sin tratamiento; mientras que la administración de monoterapia con metformina previno completamente el efecto deletéreo sobre el tejido óseo. Cuando se evaluaron los fémures de estas mismas ratas, pero que fueron tratadas con la combinación saxagliptina-metformina, la mayoría de los parámetros histomorfométricos estudiados alcanzó valores similares a las ratas no diabéticas, sin tratamiento, es decir que mejoró la calidad ósea. Estudios in vitro realizados a corto plazo (24 h) mostraron que la saxagliptina inhibe la proliferación osteoblástica inducida por FBS, insulina e IGF-1 de las células MC3T3E1 y las CPMO; este efecto se encuentra mediado por la activación mediante fosforilación de ERK. Por el contrario, en ausencia de suero o factores de crecimiento la saxagliptina no tuvo ningún efecto per se sobre la proliferación de ambos tipos de células o la activación de ERK. Mientras que en los ensayos realizados a plazos más largo (2-3 semanas demostraron que al añadir saxagliptina al medio de cultivo hay unainhibición tipo dosis-dependiente de la secreción de colágeno tipo 1 y la producción de nódulos de mineralización, así como también una disminución de la expresión de osteocalcina y Runx-2, y un aumento de la expresión de PPARγ en ambos tipos celulares. Por otro lado, previamente hemos demostrado que la metformina tiene efectos osteogénicos directos, incrementando tanto la proliferación y como diferenciación osteoblástica e inhibiendo la diferenciación adipogénica. En el presente trabajo encontramos que la co-incubación de las células en presencia de saxagliptina y metformina previno los efectos negativos en la proliferación y diferenciación celular provocados por el inhibidor de DPP-4. La AMPK es una enzima involucrada en el metabolismo energético de la cual se ha demostrado su importancia en el desarrollo y diferenciación osteoblástica. Previamente hemos demostrado que el mecanismo de acción de la metformina se encuentra mediado por la AMPK, por este motivo investigamos si la monoterapia con saxagliptina o la terapia combinada eran capaces de afectar la activación de esta enzima, encontrando que la activación mediada por metformina no se afecta por el tratamiento con saxagliptina. Resumiendo, este modelo animal junto con los ensayos in vitro realizados, nos ha permitido poner a prueba nuestra hipótesis mostrando que la saxagliptina puede disminuir simultáneamente el compromiso osteoblástico y potencial osteogénico de las células progenitoras de médula ósea y afectar en forma directa la actividad osteoblástica; así como también puede inducir cambios perjudiciales en la microarquitectura de hueso trabecular femoral. Estos efectos fueron prevenidos total o parcialmente con el tratamiento combinado saxagliptina-metformina.

Objetivo general. Abordar la caracterización molecular y funcional de un sistema binario de plásmidos crípticos involucrados en la transferencia horizontal de genes por conjugación en la bacteria fijadora de nitrógeno y simbionte de alfalfa, Sinorhizobium meliloti. Objetivos específicos. En el marco del objetivo precedente abordaremos el estudio de las funciones que hacen a la transferencia conjugativa y a la replicación del plásmido críptico modelo pSmeLPU88b de S. meliloti descripto previamente por Pistorio et al., (2003) según el siguiente esquema: - Identificación y caracterización de elementos estructurales y genes involucrados en la movilización del plásmido modelo pSmeLPU88b. - Caracterización del complejo Dtr (DNA transfer and replication). - Clonado, y caracterización de la región génica del plásmido pSmeLPU88b asociada al módulo Dtr. Búsqueda y caracterización del gen de la relaxasa y de su producto de traducción como una de las proteínas centrales de la transferencia de ADN via conjugativa. - Identificación y caracterización funcional del origen de transferencia (oriT). - Evaluación con herramientas moleculares del grado de ubicuidad de funciones de movilización (Dtr) en S. meliloti. - Identificación y caracterización de los módulos de replicación del plásmido pSmeLPU88b. - Clonado de los módulos de replicación, secuenciamiento, estudios de incompatibilidad. - Evaluación de la transmisibilidad del plásmido pSmeLPU88b en el medio suelo, en condiciones de laboratorio y de campo.

Debido a sus características particulares fenotípicas y taxonómicas, los rizobios tipo Oregon han atraído la atención de los rizobiólogos desde su aislamiento original por Eardly et al. (1985) en Oregon, USA. Estos rizobios son tolerantes a la acidez, tienen un rango de hospedadores amplio (nodulan varias leguminosas), son muy competitivos para la nodulación de alfalfa en suelos ácidos y son ineficientes para la fijación de nitrógeno en asociación con la alfalfa. Todos estos factores señalan a este grupo de rizobios como un potencial factor de riesgo en los suelos agrícolas en los que coexisten y compiten con E. meliloti, el simbionte eficiente de alfalfa. Nueva información sobre la genética y fisiología de las bacterias tipo Oregon es necesaria para desarrollar mejores estrategias y herramientas (moleculares) para su detección, para comprender de modo más acabado su ecología en suelos de cultivo, y para minimizar los impactos sobre la simbiosis eficiente entre alfalfa y E. meliloti. Objetivos Generales: Abordar estudios genómicos y caracterizar funcionalmente a los rizobios tipo Oregon, noduladores de alfalfa y otras leguminosas, tolerantes a la acidez e ineficientes en la fijación biológica de nitrógeno. Objetivos Específicos: - Obtener el genoma completo de la cepa Rhizobium sp. LPU83, como el representante mejor caracterizado de los rizobios tipo Oregon. - Realizar el análisis funcional in silico del nuevo genoma y evaluar, comparativamente, marcadores cromosomales y plasmídicos respecto de sus homólogos en otros rizobios con el fin de establecer relaciones funcionales y filogenéticas con otras rizobacterias. - Analizar la información contenida en plásmidos, y su transmisibilidad por vía conjugativa. - Determinar la estructura de los factores de nodulación de las rizobios tipo Oregon como determinantes de especificidad para la nodulación de alfalfa. Explorar las relaciones estructurales de los factores de nodulación con los de otros rizobios, especialmente los noduladores de Medicago spp. y Phaseolus vulgaris.

En el presente trabajo, se ahondó en el estudio de las diferencias entre las variantes intratípicas CVB1N y CVB1Nm con respecto a sus diferencias genómicas, replicativas ex vivo, in vivo, estructurales y en el uso de los receptores celulares.

En este trabajo se propuso un modelo de crecimiento celular, el cual considera tanto la proliferación como la difusión. A través de experimentos in silico del modelo propuesto, se estudió la dinámica de la interfaz del cultivo creciendo, obteniéndose que ésta pertenece a la clase de universalidad Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) (exponente de rugosidad: α = 0,48(3), α = 0,46(4) y α = 0,51(4), para diferentes valores de la probabilidad de crecimiento; exponente de crecimiento: β = 0,32(3)). Los resultados obtenidos concuerdan con datos experimentales de cultivos in vitro realizados por otros autores. Además, para analizar la velocidad de la interfaz y los perfiles de ocupación de las células, se realizó una comparación de los resultados de los experimentos in silico del modelo con una aproximación de campo medio de una ecuación maestra. Una vez comprendido el comportamiento del modelo, se aplica una modificación, incorporando un ruido congelado en la matriz de crecimiento. Se estudia nuevamente su dinámica de crecimiento y se concluye que para bajos valores de ruido, la dinámica de la interfaz sigue perteneciendo a la clase de universalidad KPZ. A medida que el ruido toma relevancia, la velocidad de la interfaz va disminuyendo hasta que finalmente, en cierto valor crítico, la interfaz se congela experimentando una transición de fase de segundo orden. El exponente del parámetro de orden obtenido es θ = 0, 20(2). En el punto crítico, se verificó que el término no lineal de la ecuación KPZ tiende a cero, obteniendose los exponentes α = 1,03(4) y β = 0,81(3), pertenecientes a la clase de universalidad Edwards-Wilkinson congelado (QEW). En forma complementaria, se estudió la resolución numérica de la ecuación KPZ con ruido congelado para ciertos valores controversiales del término no lineal, es decir λ < 0 y λ = 0.

Objetivo general: Analizar distintas condiciones de simulación de la digestión gastrointestinal <i>in vitro</i> de proteínas de amaranto y caracterizar las muestras obtenidas. Objetivos específicos: » Evaluar diferentes condiciones de digestión gastrointestinal simulada sobre un aislado proteico de amaranto, variando relaciones enzimas/sustrato y tiempos de reacción. » Analizar, junto con el grado de hidrólisis, la potencial actividad antioxidante de los digeridos obtenidos y seleccionar las condiciones óptimas de digestión. » Aplicar las condiciones seleccionadas sobre un hidrolizado proteico de amaranto obtenido por acción de la alcalasa. » Analizar la composición molecular de los digeridos.

La radiación UV es la porción más energética del espectro solar que alcanza la superficie terrestre. Este tipo de radiación y, en mucha menor proporción, la luz visible, son capaces de modificar la estructura química de ciertas macromoléculas y metabolitos presentes en los tejidos. En particular, los cambios químicos sufridos por las proteínas y por el ADN producen graves consecuencias a nivel celular. Dichos efectos van desde disfunciones en el metabolismo celular hasta la muerte, pasando por la generación de mutaciones en la secuencia de bases del ADN. La formación de mutaciones puede conducir a la proliferación sin control de la célula con la consiguiente generación de un proceso neoplásico en el tejido que la contiene. Existen dos grupos de mecanismos mediante los cuales la radiación electromagnética modifica o daña al ADN. Los procesos directos se inician con la absorción de fotones por las bases nitrogenadas que son los cromóforos del ADN. Estos procesos ocurren normalmente con una frecuencia muy baja porque el tipo de radiación que absorben las bases nitrogenadas es filtrada en su mayor parte por la atmósfera y sólo llega a la superficie de la Tierra una porción muy pequeña. El otro grupo de procesos fotoquímicos que dañan al ADN y otras macromoléculas son indirectos. En los mismos, un segundo compuesto, denominado fotosensibilizador o simplemente sensibilizador, absorbe la radiación y genera estados electrónicamente excitados, los cuales desencadenan reacciones que involucran al ADN y otros componentes celulares. La radiación de tipo UV-A (320-400 nm) y visible no es filtrada por la atmósfera y puede, por consiguiente, ser absorbida por diversos fotosensibilizadores, por lo cual la protección de la capa de ozono no evita este tipo de reacciones. A partir del descubrimiento, relativamente reciente, de estos procesos fotosensibilizados, se inició la búsqueda y estudio de compuestos que pudieran actuar como fotosensibilizadores. La investigación en este campo persigue varios objetivos. Por un lado, la identificación de sensibilizadores permite evitar la exposición a los mismos. Por otro lado, se pretende entender mejor los mecanismos implicados en la generación de procesos neoplásicos provocados por la radiación solar. Por último, se han desarrollado diversas aplicaciones basadas en el uso de fotosensibilizadores, como sistemas de esterilización y técnicas de terapia fotodinámica. En la actualidad se sabe que varios grupos de compuestos heterocíclicos naturales se comportan como fotosensibilizadores, entre los que se encuentran las pterinas. Las pterinas son una amplia familia de compuestos con estructuras químicas, propiedades fisicoquímicas y funciones biológicas muy variadas. En particular las pterinas oxidadas son fotosensibilizadores eficientes, capaces de actuar a través de diferentes mecanismos como son la producción de especies reactivas de oxígeno y procesos de transferencia electrónica. Se ha demostrado que pterina, el compuesto modelo no sustituido de esta familia, es capaz de modificar a través de procesos fotosensibilizados ADN, nucléotidos, proteínas, péptidos y aminoácidos. Las pterinas más importantes desde el punto de vista biológico son las tetrahidropterinas que no son fotoquímicamente activas, mientras que las oxidadas no están presentes en los mamíferos en condiciones fisiológicas. Sin embargo, se acumulan en la piel de los seres humanos que sufren de vitiligo, una enfermedad cutánea que cursa con una interrupción en la síntesis de melanina, causando manchas blancas en la piel. En esta enfermedad la protección de la piel contra la radiación UV falla debido justamente a la falta de melanina. Por lo tanto, la fotoquímica y las propiedades fotosensibilizadoras de las pterinas adquieren particular interés para la comprensión del mecanismo de esta enfermedad. El principal objetivo de este trabajo de tesis es dilucidar los mecanismos implicados en la oxidación fotoinducida de los componentes del ADN por pterinas oxidadas en solución acuosa, bajo irradiación UV-A. Para ello se trabajó con derivados pterínicos presentes en piel de pacientes con vitiligo, biopterina (Bip), 6-formilpterina (Fop) y 6-carboxipterina (Cap), y con pterina (Ptr) como fotosensibilizador modelo. Como sustratos se emplearon dos nucleótidos púricos, 2’-desoxiadenosina 5’-monofosfato (dAMP) y 2’-desoxiguanosina 5’-monofosfato (dGMP), y uno pirimidínico, 2’-desoxitimidina 5’-monofosfato (dTMP).

Entre los biomateriales, las proteínas de soja tienen la capacidad de formar películas comestibles y/o biodegradables. Respecto de los polímeros sintéticos, estas películas proteicas presentan excelentes propiedades barrera a gases, lípidos y aromas; pero comúnmente no muestran propiedades mecánicas y barrera al vapor de agua satisfactorias para aplicaciones prácticas. Con el fin de mejorar la funcionalidad de estas películas, en este trabajo se estudió la obtención de materiales nanocompuestos, amigables con el medio ambiente, a partir de proteínas de soja y montmorillonitas (MMT) con potencial aplicación como envases de alimentos o como adhesivos. / Documento embargado hasta el 31 de marzo de 2014.