O reator anaeróbio de leito fixo tem demonstrado viabilidade para produzir hidrogênio a partir de águas residuárias. No entanto, a liberação do biogás não tem sido contínua devido à diminuição constante da carga orgânica volumétrica específica (COVe) causada pelo acúmulo de biomassa no leito ao longo do tempo. A redução da COVe junto com o envelhecimento da biomassa tem sugerido o estabelecimento de microorganismos consumidores dos constituintes do biogás (H2/CO2) responsáveis por cessar a produção de hidrogênio. Neste trabalho, cinco estratégias foram propostas visando a produção de hidrogênio por longo prazo operacional e com estabilidade, mediante a fixação da COVe, as quais incluíram a alteração da estruturação do leito, inverter o escoamento, realizar descartes periódicos de biomassa e variar a carga orgânica volumétrica aplicada (COV) por meio da variação do tempo de detenção hidráulica (TDH) e da concentração do substrato. Os resultados demonstraram que a manutenção da COVe em um valor adequado permite a produção contínua de hidrogênio. A ordenação do leito, utilizando polietileno de baixa densidade e espuma, e o escoamento descendente favoreceram a diminuição do acúmulo de biomassa e junto com os descartes de biomassa foi possível manter a COVe em um valor estável próximo de 5 g sacarose g-1 SSV d-1. A produção volumétrica de hidrogênio (PVH) foi contínua com valor médio de 0,6 L H2 L-1 d-1 e rendimento (YH2) próximo a 0,5 mol H2 mol-1 sc. Por outro lado, o escoamento ascendente e os descartes de biomassa em reator de leito empacotado e ordenado atingiram uma PVH média de 2,2 ± 0,2 e 3,13 ± 0,07 L H2 L-1 d-1 quando a COVe foi mantida em 2,6 e 4,4 g sacarose g-1 SSV d-1, respectivamente. Por último a variação da COV permitiu manter a COVe entre 3,8 e 6,2 g sacarose g-1 SSV d-1, atingindo um YH2 médio de 2 mol H2 mol-1 sc e um incremento da PHV de 2,4 a 8,9 L H2 L-1 d-1 durante 60 dias consecutivos. Ainda que com resultados satisfatórios referentes à manutenção por longo período operacional e estabilidade na produção de hidrogênio, a supersaturação deste gás no meio líquido, devido a limitações de transferência de massa, foi a principal causa de perdas de hidrogênio neste tipo de reator. / Fixed-bed, anaerobic reactor has been shown to be feasible for hydrogen production from wastewater. However, biogas release has not been continuous due to the continuous specific organic load (SOL) decrease, which in turn is caused by biomass accumulation in the bed, through the time. SOL reduction and biomass ageing have indicated the establishment of the microorganisms that consumes the biogas constituents (H2/CO2) as the main cause for ceasing hydrogen production. In this work, five strategies were proposed aiming at obtaining longterm, stable hydrogen production by using SOL maintenance, modifications of the bed structure, flow inversion, periodic biomass discards and diverse organic load rates (OLR), as a function of the hydraulic retention time (HRT) and of the substrate concentration. Results demonstrated that by maintaining the SOL at proper values, continuous hydrogen production can be accomplished. On one hand, structuring the bed by using low-density polyethylene and foam, together with a down-flow and biomass discards were shown to diminish biomass accumulation, which led to keep a stable SOL value close to 5 g sucrose g-1 VSS d-1. Volumetric hydrogen production (VHP) was continuous with an average value of 0.6 L H2 L-1 d-1 and a yield (YH2) close to 0.5 mol H2 mol-1 sc. On the other hand, up-flow with biomass discharges, when implemented structured-bed and packed-bed reactors reached average VHP values of 2.2 ± 0.2 and 3.13 ± 0.07 L H2 L-1 d-1 as SOL was maintained between 2.6 and 4.4 g sucrose g-1 VSS d-1, respectively. Eventually, SOL was kept between 3.8 e 6.2 g sucrose g-1 VSS d-1 by varying the OLR, thus reaching an average YH2 value of 2 mol H2 mol-1 sc and a VHP increase from 2.4 to 8.9 L H2 L-1 d-1, along sixty consecutive days. As a consequence of mass-transfer limitations, oversaturation of hydrogen at the liquid medium was found as the main factor that causes hydrogen losses concerning fixed-bed reactors, even though the proposed strategies did indeed demonstrate long-term and stable hydrogen production.

Orientador: Luis Alberto Martínez Riascos. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-graduação em Energia.

Neste trabalho foi estudada a atividade eletrocatalítica dos eletrocatalisadores nanoestruturados de Ru, Ir, Hf ou La suportados em carbono Printex 6L frente à Reação de Redução de Oxigênio (RRO) em meio ácido. Inicialmente analisou-se a influência do Método de Impregnação e dos Precursores Poliméricos (MPP), também conhecido como Pechini para os eletrocatalisadores RuO2/C e IrO2/C. Ficou evidente neste estudo, que os materiais obtidos pelo MPP apresentaram uma maior eficiência de corrente para a eletrogeração de H2O2 quando comparado ao método da Impregnação. Na etapa seguinte, os eletrocatalisadores HfO2/C e LaONO3/C foram preparados apenas pelo MPP. As propriedades estruturais, morfológicas e de superfície foram investigadas por meio das técnicas de caracterização DRX, FRX, MET, XPS e TG. De acordo com os dados de DRX e MET, verificou-se que o método de incorporação do metal no carbono Printex 6L favoreceu a formação dos óxidos nanoestruturados. Ademais, foi verificado que os eletrocatalisadores obtidos pelo método de Pechini apresentam menores tamanho de cristalitos (1 a 5 nm), melhor distribuição dos óxidos sobre a matriz de carbono (menos aglomerados) e menores tamanhos de partículas. O comportamento eletroquímico dos eletrocatalisadores foi avaliado através das voltametrias lineares (curvas de polarização) obtidas pelo eletrodo de disco anel rotatório (RRDE). Os resultados obtidos pelas voltametrias lineares, cálculos de eficiência de corrente de H2O2 (H2O2 %), número total de elétrons trocados (nt) e de Koutecký-Levich mostraram que a incorporação dos eletrocatalisadores (Ru e Ir) no carbono Printex 6L obtidos por ambos os métodos de síntese influenciaram negativamente na eletrogeração de H2O2. Neste caso, os eletrocatalisadores de Ru e Ir apresentaram uma tendência ao mecanismo via 4 elétrons, ou seja, geração de H2O como produto final da RRO. Os resultados mostraram ainda que os eletrocatalisadores contendo maiores teores de Hf, apresentaram maiores eficiência de corrente para H2O2 quando comparado ao carbono Printex 6L, uma vez que o catalisador contendo 15 % de Hf apresentou valores de eficiência de corrente de H2O2 próximos a 80 % e número de elétrons de 2,4. Além disso, foi observado também um deslocamento no potencial de aproximadamente 200 mV para valores mais positivos, o que significa um menor consumo energético em termos de eletrogeração de H2O2. Para os eletrocatalisadores à base de La, a amostra contendo 7% apresentou uma melhor eficiência de corrente de H2O2, com valores próximos a 87% e número de elétrons de 2,3, além de um deslocamento do potencial de aproximadamente 250 mV para valores mais positivos. Pode-se inferir então, que os eletrocatalisadores de Hf e La obtidos pelo método de Pechini são promissores para utilização em Eletrodos de Difusão Gasosa (EDG) visando a eletrogeração in situ de H2O2, visto que apresentam uma tendência a mecanismo via 2 elétrons. / In the present work, the electrocatalytic activity of nanostructured electrocatalysts based on Ru, Ir, Hf or La supported in Printex L6 front of Oxygen Reduction Reaction (ORR) in an acid medium were studied. Initially, the influence of impregnation methods and polymeric precursors (MPP), also known as Pechini for the electrocatalysts RuO2/C and IrO2/C, was analyzed. It was evidenced in this study, that the materials obtained by MPP presented bigger efficiency for H2O2 electrogeneration when compared to the impregnation method. In the following stage, the electrocatalysts HfO2/C and LaONO3/C were prepared only by MPP. The structural properties and surface morphology were investigated by means of the characterization techniques DRX, FRX, TEM, XPS and TG. According to the XRD and TEM data, it was found that the method of metal incorporation in Printex 6L carbon promoted the formation of nanostructured oxides. Moreover, it was verified that the electrocatalysts obtained by Pechini\'s method presented smaller crystallite size (1 to 5 nm), better distribution of the oxides on the carbon matrix (fewer clusters) and smaller particle sizes. The electrochemical behavior of the electrocatalysts were evaluated by linear voltammetry (polarization curves) obtained by rotating ring-disk electrode (RRDE). The results obtained by linear voltammetry, calculations of current efficiency of H2O2 (H2O2 %), total number of exchanged electrons (nt) and of Koutecký-Levich showed that the incorporation of the electrocatalysts (Ru and Ir) in Printex 6L carbon obtained by both methods of synthesis influenced negatively on the electrogeneration of H2O2. In that case, the Ru and Ir electrocatalysts showed a tendency to a 4 electrons mechanism, that is, generation of H2O as final product of the ORR. The results also showed that the electrocatalysts containing higher Hf content, presented higher current efficiency for H2O2 when compared to carbon Printex L6, since that the catalyst containing 15% of Hf presented values of current efficiency for H2O2 around 80% and number of electrons of 2.4. Furthermore, a potential displacement for positive values of approximately 200 mV was also observed which means lower energy consumption in terms of H2O2 electrogeneration. For the La based electrocatalysts, the sample containing 7% showed better current efficiency for H2O2, with values near 87% and number of electrons of 2.3, besides a potential displacement of approximately 250 mV for more values positive. It can be inferred that the Hf and La electrocatalysts obtained by Pechini\'s method are promising for use in Gas Diffusion Electrodes (GDE) aiming in situ electrogeneration of H2O2, since they exhibit a tendency to a mechanism via 2 electrons.

Neste trabalho foram estudadas a atividade e seletividade de materiais bimetálicos de rutênio e nióbio, adicionados em matriz de carbono do tipo Printex 6L, para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio a partir da reação de redução de oxigênio. Os materiais foram caracterizados por aplicação de técnicas eletroquímicas em microcamada porosa e em eletrodos de difusão gasosa, em meio ácido. Foram realizados estudos de caracterização física e morfológica dos materiais para a compreensão dos possíveis óxidos formados em substrato de carbono, por análises de difração de Raios-X, por fluorescência de Raios-X, por microscopia eletrônica de varredura acoplada a um sistema de espectroscopia de Raios-X por dispersão de energia. Por caracterização eletroquímica em microcamada porosa, o material com 5,0% de Ru05%Nb95%Oz em carbono foi escolhido como o material com maior seletividade para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio, com eficiência de corrente calculada de 84,6%, em potencial aplicado de -0,515 V (vs. Ag/AgCl), sendo posteriormente estudado em eletrodo de difusão gasosa, por cronopotenciometria, com concentração de peróxido de hidrogênio eletrogerado de 210,74 mg L-1, em 90 minutos de experimento, com uma densidade de corrente de -100 mA cm-2, cerca de 24,5% maior quando comparada a eletrogeração de H2O2 detectada para a matriz de carbono térmico, sem adição de elementos metálicos, nas mesmas condições experimentais. Os resultados de constante cinética obtidos na mesma densidade de corrente aplicada de -100 mA cm-2, foram: de 2,44 mg L-1 min-1 para o material com 5,0% de Ru05%Nb95%Oz, e de 1,78 mg L-1 min-1 para o eletrodo de difusão gasosa sem modificador. / In this work, the activity and selectivity of bimetallic materials composed by ruthenium and niobium, added on carbon matrix Printex 6L, for electrogeneration of hydrogen peroxide from oxygen reduction reaction. The materials were characterized by the application of electrochemical techniques in porous microlayer and gas diffusion electrodes, in acid medium. The physical and morphological characterization were made of the materials for understanding the possible metallic oxides formation in carbon substrate by analysis of X-rays diffraction , X-rays fluorescence , by scanning electron microscopy coupled by an energy-dispersive X-ray spectroscopy. For electrochemical characterization using porous microlayer, the material with 5.0% of Ru05%Nb95%Oz in carbon was chosen as the material with greater selectivity for the hydrogen peroxide electrogeneration, with calculated current efficiency of 84.6% in applied potential of -0.515 V (vs. Ag/AgCl), studied using a gas diffusion electrode, by chronopotentiometry, with obtained hydrogen peroxide concentration of 210.74 mg L-1, at 90 minutes of experiment, with a the current density of -100 mA cm-2, about 24.5% higher when compared with the hydrogen peroxide electrogeneration detected for a carbon matrix, without addition of metal elements, under the same experimental conditions. The results obtained for calculated kinetic constant, using the same applied current density of -100 mA cm-2: 2.44 mg L-1 min-1 for using the material with 5.0% Ru05%Nb95%Oz, and 1.78 mg L-1 min-1 for using the carbon matrix without modification.

A casca da castanha de caju (CCC), um resíduo agrícola da produção de castanha, proveniente da região nordeste do Brasil foi caracterizada e submetida ao processo de pirólise lenta. As propriedades do bio-carrvão, do bio-óleo e dos gases produzidos foram investigados e potenciais aplicações foram propostas. A CCC foi caracterizada pela seguintes técnicas: análise elementar CHNS, umidade total, conteúdo de cinzas, matérias voláteis, poder calorífico superior e por análise termogravimétrica. A análise termogravimétrica sob fluxo de nitrogênio mostrou que a decomposição é dominada pela degradação da hemicelulose e celulose na faixa de 250 a 350oC e pela decomposição da lignina na faixa de 400 a 500oC. Na presença de ar, o perfil de degradação é semelhante, porém observa-se uma maior degradação da lignina. A pirólise lenta da casca da castanha de caju foi realizada em um reator tipo batelada aquecido por chama ar-GLP sob diferentes fluxos (mL min-1) de nitrogênio ou ar. O sólido obtido (bio-carvão), líquido (fase aquosa + bio-óleo) e a fase gás foram quantificados e caracterizados por diferentes técnicas. Os experimentos realizados sob fluxo de nitrogênio apresentaram um rendimento de cerca de 30, 40 e 30% em massa paras as fases sólido, líquida e gás, respectivamente. Sob fluxo de ar ocorreu uma diminuição no rendimento da fase líquida, principalmente na produção de bio-óleo, e um aumento da fase gás. Os bio-carvões produzidos apresentaram elevados teores de carbono, na faixa de 70-75% em massa, poder calorífico na faixa de 25 a 28 MJ kg-1, características de carbono amorfo, sem morfologias definidas e ausência de poros. Os espectros FTIR de bio-óleos produzidos sob fluxo de nitrogênio apresentaram um aumento da intensidade relativa das bandas cerca de 1700 cm-1 (ν C=O) e 1230 cm-1 (ν C-O) em comparação com os produzidos sob fluxo de ar, o que sugere a presença de grandes quantidades de compostos oxigenados de carbono, como aldeídos, cetonas e ácidos carboxílicos. As análises das fases gás mostraram a predominância de CO2 e CO a temperaturas inferiores a 400ºC e a formação preferencial de H2 acima desta temperatura. / Cashew nut shell (CNS), an agricultural waste of cashew nut production, from northeast region of Brazil was characterized and slow pyrolyzed. The properties of char, bio-oil and gases products were investigated and potential applications were proposed. CNS was characterized by the following analyses: CHNS, total moisture, ash content, volatile matter, high heating value and thermogravimetric analysis. The thermogravimetric analysis under nitrogen flow showed that the decomposition is dominated by the degradation of hemicellulose and cellulose in the range from 250 to 350oC and the decomposition of lignin in the range of 400 to 500oC. In the presence of air, the degradation profile is similar; however the decomposition of lignin increases. Slow pyrolysis of cashew nut shell was carried out in batch-type reactor heated by a combustion flame (air + GLP) under different nitrogen and air flow rates. The resulting solid (char), liquid (water + bio-oil) and gas phases were characterized and quantified. The experiments performed under nitrogen showed a yield of solid, liquid and gas phases of about 30, 40 and 30wt%, respectively. Under air the yield of liquid phase was reduced, primarily the bio-oil yield; production of the gas phase was, in turn, increased. The produced biochars had high carbon contents in the range of 70-80 wt%, high heating values in the range of 25-28 MJ Kg-1 and characteristics of amorphous carbons without defined morphology and the absence of pores. The FTIR spectra of bio-oils produced under nitrogen flow showed an increase of the relative intensity of the bands around 1700 cm-1 (ν C = O) and 1230 cm-1 (ν C-O) in comparison with those produced under air flow which suggests the presence of large amounts of oxygenated carbon compounds such as aldehydes, ketones and carboxylic acids. The analysis of gas phases showed the predominance of CO2 and CO at temperatures lower than 400oC and the preferential formation of H2 above this temperature.

Introdução. O Transtorno Depressivo Maior (TDM) é um dos mais prevalentes e incapacitantes entre os transtornos mentais. Apesar disso, sua classificação ainda é baseada em sinais e sintomas, uma vez que suas causas e fisiopatologia ainda não foram totalmente esclarecidas. A presença de sintomas psicóticos é relativamente comum durante um episódio depressivo e está associada a particularidades clínicas e biológicas, mas é subdiagnosticada na prática clínica e os processos fisiopatológicos que caracterizam este tipo de depressão foram insuficientemente estudados, ainda mais ao se considerar a extensa literatura acerca das formas não psicóticas de depressão. O objetivo principal deste estudo foi o de investigar a neuroquímica do giro do cíngulo anterior (CA), região cerebral constituinte da neurocircuitaria relacionada à fisiopatologia do TDM, na forma psicótica deste transtorno. Para este objetivo, foram comparadas as concentrações absolutas dos metabólitos entre os grupos portadores de TDM com e sem sintomas psicóticos e controles saudáveis por meio de espectroscopia de próton por ressonância magnética de hidrogênio (1H-ERM). Secundariamente, analisou-se a interferência de variáveis sócio-demográficas e clínicas na medida desses metabólitos. Esperava-se que os pacientes com sintomas psicóticos (TDM-P) apresentassem alterações neuroquímicas tanto em relação ao grupo de controles saudáveis quanto a pacientes com depressão sem sintomas psicóticos (TDM-NP), independentemente da gravidade dos sintomas depressivos. Casuística e métodos. Os pacientes portadores de episódio depressivo maior (com e sem sintomas psicóticos), segundo o DSM-IV, foram recrutados no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (HC-FMRP) e avaliados através da Entrevista Clínica Estruturada para o DSM-IV (SCID). A gravidade de sintomas depressivos e psicóticos, bem como o nível de funcionamento global foram avaliados por meio das escalas de Hamilton, BPRS e GAF (respectivamente). Foram coletadas informações a respeito de histórico de tentativas de suicídio, tratamento medicamentoso, comorbidades psiquiátricas e clínicas. Controles saudáveis da comunidade geral foram recrutados por convite da equipe de pesquisa. Utilizou-se 1H-ERM de voxel único, com tempo de eco (TE) curto (31ms), em campo magnético de 3 Tesla para a avaliação do CA de 20 pacientes com TDM-P, 22 com TDM-NP e 20 voluntários saudáveis. Foram analisados valores absolutos do glutamato (Glu), glutamato mais glutamina (Gln+Glu), N-acetilaspartato mais N-acetilaspartato-glutamato (NAA + NAAG), Fosforilcolina mais Glicerol-fosforilcolina (PC + GPC), mio-inositol (Myo) e Creatina (Cr). Dados sócio-demográficos e clínicos foram analisados através de ANOVA e qui-quadrado, enquanto os níveis de metabólitos foram comparados através de MANOVA. Correlações bivariadas entre dados clínicos e metabólitos foram analisadas por teste de Pearson ou Spearman. O nível de significância estatística empregado foi o de p <0,05. Resultados. Pacientes com TDM-P apresentaram menor escolaridade e pior funcionamento global, tanto em relação aos controles quanto em relação aos pacientes sem psicose. Os grupos de pacientes não diferiram entre si em relação à gravidade dos sintomas depressivos. Em relação aos metabólitos, houve diferença significativamente estatística entre os grupos diagnósticos. O grupo com TDM-P apresentou níveis de Glu inferiores tanto em relação ao grupo TDM-NP quanto ao grupo controle e níveis de PC + GPC e de NAA + NAAG inferiores ao grupo controle (a redução deste último metabólito atingindo significância estatística em nível de tendência apenas. Entre os sexos, os níveis de Glu e de NAA+NAAG dos participantes do sexo masculino foram inferiores aos do feminino. Por fim, os níveis de Glu e Gln+Glu foram inferiores no sexo masculino do TDM-P em relação aos demais grupos e os de Cr foram inferiores no sexo masculino no TDM-NP também em relação aos outros grupos. No entanto, as diferenças em relação ao sexo não atingiram significância estatística, possivelmente por limitações do tamanho amostral. Conclusão.Os níveis de metabólitos do CA sofreram interferência do diagnóstico e os resultados apontaram para efeito do sexo e da interação diagnóstico-sexo. As diferenças dos níveis de Glu, NAA+NAAG e PC+GPC entre os diagnósticos sugerem alterações de neurotransmissão glutamatérgica, metabolismo de membrana e integridade neuronal na TDM-P e corroboram os achados de outras áreas de estudo em depressão em psicose, que sugerem que a forma psicótica da depressão estaria mais associada ao estado de hipercortisolemia, e esta, por sua vez, levaria às alterações cerebrais compatíveis com as alterações encontradas no CA neste estudo. Além disso, os resultados apontam para a interferência do sexo nos níveis de Glu e NAA+NAAG, sugerindo um papel protetor dos hormônios femininos para o sistema glutamatérgico e ciclo do NAA. Ainda, este estudo não confirma hipóteses prévias de que as alterações biológicas entre os tipos de depressão seriam secundárias a maior gravidade de sintomas depressivos nos pacientes com TDM-P. / Introduction: Major depressive disorder (MDD) is one of the most prevalent and disabling of mental disorders. Nevertheless, its classification is still based on signs and symptoms, since its causes and pathophysyology has not been fully clarified. The presence of psychotic symptoms are relatively common during a depressive episode and is associated with clinical and biological peculiarities, but is underdiagnosed and its pathophysiology have been insufficiently studied, especially when considering the extensive literature on non-psychotic forms of depression. The aim of this study is to investigate the neurochemistry of the anterior cingulated gyrus (AC), a brain\'s neurocircuitry constituent related to the pathophysiology of MDD with psychosis/in the form of psychotic disorder. For this propose, we compared/ were compared the results of the metabolites between groups of patients with MDD with and without psychotic symptoms and controls by- proton resonance spectroscopy imaging of hydrogen (1rH-MRS). Secondly, the interference of socio-demographic and clinical on the cerebral metabolites. It was expected that patients with psychotic symptoms (MDD-P) present neurochemical changes in relation to the group of health controls and patients with depression without psychotic symptoms (MDD-Wo), regardless of the severity of depression symptons. Methods: The groups were diagnosed by the Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID). The severity of depressive and psychotic symptoms, as well as the level of overall functioning were assessed using the Hamilton Rating Scale, BPRS and GAF (respectively). We collected information about the history of suicide attempts, drug treatment, psychiatric and medical comorbidities.1\'H-MRS single voxel, with echo time (TE) short (3lms) in a magnetic field of 3.0 Tesla was used for the evaluation of CA in 20 patients with MDD-P, 22 with MDD-Wo and 20 healthy subjects. We analyzed the absolutevalues of glutamate (Glu), glutamate plus glutamine (Gln+Glu), N-acetylaspartate plus N-acetyl aspartate-glutamate (NAA+NAAG), glycerol phosphorylcholine plus phosphorylcholine plus choline (PC+GPC), myo-inositol (Myo) and creatine (Cr). Data on socio-demographic and clinical information were analyzed using ANOVA and chi-square, while the levels of metabolites were compared by MANOVA. The statistical significance level used was p <0.05. Results: Patients with MDD-P had less schooling and poorer overall functioning, both in relation to the controls as compared to patients without psychosis. Patient groups did not differ in the severity of depressive symptoms. Glu levels of MDD-P were lower than the MDD-Wo and the control group; NAA+NAAG levels of MDD-P were lower than in control and GPC+PC levels of MDDP were lower than the MDD-Wo. Between the sexes, Glu and NAA + NAAG levels of males were lower than females. Finally, Glu, Glu+Gln and Cr levels were different between the sexes within the groups. Conclusion:The group levels of metabolites of CA have been interfered with diagnosis and the effect of gender and gender-diagnosis interaction were close to be meaningful. The differences in the levels of Glu, NAA + NAAG and GPC + PC between diagnoses are possibly related to higher hypercortisolemia found in the MDD-P and the brain concentration of kynurenine metabolites imballance more similar with schizophrenia than MDD. The interference of sex for the levels of Glu and NAA + NAAG suggests a protective role of female hormones to glutamatergic system and cycle of the NAA. Still, probably the severity of the depressive episodes not implicated in the neurochemical differences between MDD-P and MDD-Wo

Atualmente, a população mundial está passando por um processo de transição demográfica, relacionado com o aumento considerável do número de idosos em relação aos jovens. O rápido crescimento da população idosa constitui uma das maiores preocupações da sociedade moderna, o que demanda um aumento no estudo da saúde e da melhoria da qualidade de vida dos idosos, incluindo um maior esclarecimento dos aspectos patofisiológicos relacionados com as doenças microbianas. Uma das infecções que afetam os idosos, principalmente os imunocomprometidos, é a candidose, a qual pode ser causada por diferentes espécies de Candida, em especial Candida albicans (C. albicans). Os monócitos e macrófagos exercem funções essenciais no combate a microrganismos através do processo fagocítico que abrange a produção de espécies reativas do nitrogênio e oxigênio que culminam no controle e/ou morte do patógeno. Uma vez esses fatores comprometidos, o combate aos agentes agressores é dificultado e ou ineficaz fazendo com que estas disfunções ocasionem problemas clínicos. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar in vitro a capacidade fagocítica, a geração de óxido nítrico (NO) e peróxido de hidrogênio (H2O2) intracelular, e a habilidade de controlar o crescimento extracelular do fungo C. albicans por monócitos e macrófagos humanos de idosos e jovens. Para isso, foram obtidos monócitos do sangue periférico de indivíduos idosos e jovens os quais permaneceram em cultura por 7 dias e se diferenciaram em macrófagos. Ambos os fagócitos foram desafiadas com diferentes proporções de C. albicans viáveis (5 células:1 fungo, 1:1 e 1:5) por 30min, 2h e 5h. Após os desafios, os dados foram analisados por meio de ensaio fluorescente de fagocitose e crescimento fúngico extracelular, e pelos kits DAF-FM diacetato (NO) e Cell Rox Deep (H2O2). Os resultados foram expressos como média ± desvio padrão (SD) dos valores ou porcentagens obtidos e a análise estatística foi realizada por meio do teste estatístico ANOVA fatorial seguido do teste de Fischer, considerando p<0,05. Nossos resultados revelaram que a idade não afeta a internalização de C. albicans por monócitos e macrófagos oriundos de idosos, no entanto, esses indivíduos levaram mais tempo para ativar a produção de NO e H2O2 que os jovens. Após 5h de estímulo fúngico, as células dos idosos se igualaram ou superaram a resposta imunológica apresentada pelos jovens, demonstrando maior habilidade em controlar o crescimento fúngico extracelular. Baseados nestes resultados, concluímos que, em comparação aos jovens, os monócitos e macrófagos de idosos têm sua habilidade de internalizar o fungo C. albicans preservada; no entanto, os seus sinais de ativação para a produção de substâncias microbicidas, como NO e H2O2, estão prejudicados, o que pode propiciar a instalação local do fungo e/ou disseminação sistêmica nesta população. Além disso, ao longo do tempo, estas células oriundas de idosos conseguiram produzir NO e H2O2 como ou mais que os jovens, sugerindo um estado de pré-ativação celular em função de níveis elevados de citocinas pró-inflamatórias inerentes do estado crônico inflamm-aging, o qual os idosos podem estar vivenciando. / Currently, the world population is undergoing a process of demographic transition, associated with a considerable increase in the number of elderly compared with young subjects. The rapid growth of the elderly population is a major concern of the modern society, which requires an increase in the study of health and improved quality of life for the aged. This includes a greater clarification of the pathophysiological aspects of microbial diseases. One of the infections affecting the elderly, particularly those immunocompromised, is the candidosis that can be caused by various Candida species, especially Candida albicans (C. albicans). Monocytes and macrophages exert essential functions in combating microorganisms by phagocytic process. During this process occur the production of reactive nitrogen species and reactive oxygen species that culminate in the control and/or death of the pathogen. Once these factors are affected, the fight against aggressors is difficult and/or ineffective, and these disorders can cause clinical problems. Thus, the aim of this in vitro study was to investigate occurrence of phagocytosis, the intracellular generation of nitric oxide (NO) and hydrogen peroxide (H2O2), and the ability of human monocytes and macrophages from young and old in controlling the extracellular growth of the fungus C. albicans. Therefore, peripheral blood monocytes from elderly and young subjects were obtained and remained in culture for 7 days until they differentiate into macrophages. Both mononuclear cells were challenged with different proportions of viable C. albicans (5 cells:1 fungus, 1:1 and 1:5) for 30min, 2h and 5h. After the challenges, it was possible to evaluate the ability of fungal internalization and the controlling of extracellular fungal growth by a fluorescent assay, and measure the intracellular production of nitric oxide (NO) by DAF-FM Diacetate and hydrogen peroxide (H2O2) by Rox Deep Cell Kit. The results were expressed as mean ± standard deviation (SD) values or percentages obtained and the statistical analysis was performed using factorial ANOVA followed by Fisher test, with p <0.05. Our results showed that age does not affect the internalization of C. albicans by monocytes and macrophages derived from older subjects, however, these individuals took more time to activate the production of NO and H2O2 than that young. After 5h of fungal stimulation, the cells of the elderly equaled or exceeded the immune response presented by young people, demonstrating greater ability to control the extracellular fungal growth. Thus, we conclude that, compared with young, monocytes and macrophages from elderly have their ability to internalize the fungus C. albicans preserved; however, their activation signals for the production of microbicidal substances, such as NO and H2O2 are impaired, which may facilitate the local installation of the fungus and/or systemic dissemination in this population. Furthermore, over time, these cells derived from elderly were able to produce NO and H2O2 as or more than the young, suggesting a state of cellular pre-activation. Probably due to high levels of proinflammatory cytokines involved in the chronic state which older people may be experiencing, known as inflamm-aging.

Candida albicans (C. albicans) constitui um fungo comum nas mucosas do trato gastrointestinal, incluindo cavidade bucal, que pode ocasionar candidose local ou invasiva, principalmente em estados de imunossupressão. Os mecanismos de defesa contra este fungo podem ser desencadeados pela ligação dos receptores de reconhecimento de padrões, TLR2 e dectina-1, aos seus ligantes, como a fosfolipomanana e os -glucanos encontrados na parede celular de C. albicans. Os mastócitos possuem estes receptores em sua membrana celular e residem nas interfaces com o ambiente, podendo constituir umas das primeiras linhas de defesa. Seus mecanismos imunes incluem síntese e secreção de mediadores, apresentação de antígenos, bem como atividades fagocitária e microbicida. Todos estes mecanismos de defesa podem ser desencadeados de forma independente ou cooperativa entre os receptores TLR2 e dectina-1. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar in vitro a ocorrência de fagocitose, a geração de óxido nítrico e peróxido de hidrogênio pelos mastócitos desafiados ou não com C. albicans, e a participação do TLR2 e dectina-1 nesses eventos. Para isto, mastócitos, diferenciados da medula óssea (BMMCs) de camundongos selvagens (BMMCs Wt) ou TLR2-/- (BMMCs TLR2-/-) foram desafiados com C. albicans. Células eram também bloqueadas in vitro com anticorpos específicos anti-dectina-1(BMMCs BD-1 e BMMCs TLR2-/-/BD-1). Os eventos foram analisados por meio de ensaio fluorescente de fagocitose, método colorimétrico de Griess e pelos kits DAF-FM diacetato, Cell Rox Deep e Amplex Red. Os resultados foram expressos através de porcentagem, valores médios e desvios padrão, obtidos a partir de pelo menos três experimentos independentes. As análises estatísticas foram realizadas através do teste ANOVA fatorial, seguido de Fischer. Entre os BMMCs Wt, houve maior taxa de fagocitose com uma maior produção intracelular de NO aos 60 minutos em comparação aos outros tempos. A liberação extracelular de NO foi maior aos 120 minutos em relação aos outros tempos. O número de leveduras fagocitadas aumentou com o tempo, porém com diferença significante somente entre os tempos de 30 e 120 minutos. Entre os BMMCs TLR2-/-, houve maior número de leveduras fagocitadas aos 60 minutos em comparação aos 120 minutos. Porém, a liberação extracelular de NO foi menor aos 60 minutos em relação aos outros tempos. Comparando-se com os BMMCs Wt, os BMMCs TLR2-/- apresentaram uma redução na taxa de fagocitose, aos 60 minutos, menor liberação de NO extracelular, em todos os tempos, e menor número de leveduras fagocitadas aos 120 minutos. Comparando-se com os BMMCs Wt, os BMMCs BD-1 e os BMMCs TLR2-/-/BD-1 apresentaram uma redução na taxa de fagocitose com uma menor produção intracelular de NO, aos 60 minutos, e menor liberação de NO extracelular, aos 60 e 120 minutos. Comparando-se com os BMMCs Wt, os BMMCs TLR2-/-/BD-1 apresentaram uma maior produção de NO intracelular, aos 30 minutos, e menor número de leveduras fagocitadas aos 60 e 120 minutos. Sendo assim, concluímos que os mastócitos são capazes de fagocitar C. albicans com concomitante produção de substâncias potencialmente candidacidas. Concluímos também que estes mecanismos envolvem o reconhecimento do fungo via TLR2 e dectina-1, principalmente de forma sinérgica. / Candida albicans (C. albicans) is a common fungus present in gastrointestinal tract mucosa including oral cavity, which may cause local or invasive candidiasis, especially in immunosuppression. The mechanisms of defense against this fungus may be triggered by the binding of the pattern recognition receptors TLR2 and dectin-1 to its ligands, such as phospholipomannan and -glucans found in the cell wall of C. albicans. Mast cells express these receptors on cell membrane and reside in the interfaces with the environment, and may be one of the first lines of defense. Their immune mechanisms include synthesis and secretion of mediators, antigen presentation, as well as phagocytic and microbicidal activities. These mechanisms can be triggered independently or cooperatively by TLR2 and dectin-1. Therefore, the aim of the study was to evaluate in vitro the phagocytosis, the generation of nitric oxide and hydrogen peroxide by mast cells challenged or not with C. albicans, and the involvement of TLR2 and dectin-1 receptors in these mechanisms. Bone marrow-derived mast cell (BMMCs) from wild type mice (BMMCs Wt) or TLR2-/- (BMMCs TLR2-/-) was challenge with C. albicans. Cells were also in vitro blocked with specific anti-dectin-1 antibodies (BMMCs BD-1 and BMMCs TLR2-/-BD-1). The mechanisms were analyzed using fluorescent phagocytosis assay, Griess colorimetric method and by DAF-FM diacetate, CellRox® Deep Reagent and Amplex® Red enzyme assays. Results were expressed by percentage, mean and standard deviations obtained from the least three independent experiments. Statistic was performed using factorial ANOVA and Fischer. Among BMMCs Wt, there was higher phagocytosis rate associated with increased intracellular NO production at 60 minutes, comparing to other periods. The extracellular release of NO was higher at 120 minutes comparing to other periods. The number of phagocytized yeasts increased over time, however with significant difference only among the 30 and 120 minutes. Among BMMCs TLR2-/-, there was higher number of phagocytized yeast at 60 minutes compared to 120 minutes. However, the extracellular release of NO at 60 minutes was lower comparing to other periods. In comparison to BMMCs Wt, the BMMCs TLR2-/- showed a reduction in the phagocytosis rate, at 60 minutes, lower release of extracellular NO, at all times, and fewer numbers of phagocytized yeast at 120 minutes. Compared to BMMCs Wt, the BMMCs BD-1 and BMMCs TLR2-/-/BD-1 showed a reduction in the phagocytosis rate with lower intracellular NO production, at 60 minutes, and decrease of extracellular NO release, at 60 and 120 minutes. Comparing to BMMCs Wt, the BMMCs TLR2-/-/BD-1 showed increased production of intracellular NO, after 30 minutes, and fewer phagocytized yeast, at 60 and 120 minutes. Therefore, we conclude that mast cells are able to phagocytose C. albicans with concomitant production of the potentially microbicidal substances. Also conclude that these mechanisms involve the fungal recognition via TLR2 and dectin-1, especially by means of synergistic way.

O hidrogênio é estudado como alternativa ao uso de combustíveis fósseis para geração de energia, uma vez que é um combustível renovável. Entre os processos de produção de hidrogênio destaca-se o processo fermentativo que possibilita unir tratamento de efluente e geração de energia. Uma das alternativas para esta produção é a utilização do reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF). Dentre os resíduos industriais que podem ser utilizados para a produção de hidrogênio está o soro de queijo que, se descartado incorretamente, pode causar danos ao meio ambiente. Neste sentido, o presente estudo teve como principal objetivo avaliar a capacidade de produção contínua de hidrogênio, sob condições termófilas (55°C), a partir de diferentes concentrações de soro de queijo e tempos de detenção hidráulica (TDH) em RALF. Foram utilizados dois reatores, denominados R1 e R2 , no qual R1 manteve-se com concentração fixa de 5 gDQO.L-1, com variações de TDH de 8, 6, 4, 2, 1 e 0,5 hora e em R2 o TDH manteve-se fixo em 6 horas e variações de concentrações de 3, 5, 7 e 10 gDQO.L-1. Foi observado em R1 o comportamento de elevação de produção volumétrica de H2 (PVH) a partir da diminuição do TDH. A máxima PVH obtida foi de 2,9 L.h-1.L-1 em R1 para o TDH de 0,5 hora. No entanto, verificou-se a diminuição do rendimento de hidrogênio (HY) com a aplicação de TDHs reduzidos, alcançando valor máximo de 3,3 molH2.mol-1 lactose para o TDH de 4 horas. Para R2, o valor máximo de PVH de 0,854 L.h-1.L-1 para concentração de substrato de 7 g.L-1. Já para HY, o maior valor encontrado foi de 2,6 molH2.mol-1 lactose para a concentração de substrato de 3 g.L-1, uma vez que o aumento da concentração causou a diminuição de HY. O conteúdo de hidrogênio no biogás manteve-se na faixa de 48,2-54,2% e 39,8-48,4% para R1 e R2 respectivamente. Em ambos os reatores, os principais metabólitos encontrados nos efluentes foram ácido acético e ácido butírico. / Hydrogen is studied as an alternative to fossil fuels for power generation, since it is a renewable fuel. Between the processes of hydrogen production stands out the fermentation process that allows to merge wastewater treatment and power generation. An alternative to this production is the use of anaerobic fluidized bed reactor (AFBR). Among the industrial wastes can be used for hydrogen production is cheese whey that if improperly discarded, may cause damage to the environment. In this sense, the present study aimed to evaluate the ability of continuous hydrogen production under thermophilic conditions (55°C), from different concentrations of cheese whey and hydraulic retention time (HRT) in AFBR. Two reactors were used, denominated R1 and R2, in which R1 was maintained at a fixed concentration of 5gCOD.L-1 with variations in HRT of 8, 6, 4, 2, 1 and 0.5 hour and R2 kept fixed HRT at 6 hours, and changes in concentration of 3, 5, 7 and 10 gCOD.L-1. In R1, it was observed a volumetric H2 production (HPR) increase behavior from the HRT decrease. The maximum HPR obtained was 2.9 L.h-1.L-1 at HRT of 0.5 hour. However, there was a decrease in H2 yield (HY) with the application of reduce HRT, reaching maximum value of 3.3 molH2.mol-1 lactose at HRT of 4 hours. In R2, the maximum value of HPR was 0,854 L.h-1.L-1 for substrate concentration of 7 gCOD.L-1. The maximum HY obtained was 2.6 molH2.mol-1 lactose for concentration of 3 gCOD.L-1, once the value of HY decrease behavior from the concentration of cheese whey increase. The H2 content in biogas kept in range of 48.2-54.2% and 39.8-48.4% for R1 and R2, respectively. In both reactors, the main metabolites found were acetic and butyric acids.

Ce travail porte sur l’étude des phénomènes induits par implantation d’hydrogène et/ou d’hélium dans le silicium monocristallin. Le cloquage et l’exfoliation dus à la coimplantation d’hélium et d’hydrogène ont été étudiés en fonction des paramètres d’implantation (énergie, fluence, courant, rapport H/He) et des conditions de recuit. Un comportement de type fenêtre à été observé dont le maximum de surface exfoliée dépend uniquement de la fluence. Deux mécanismes d’exfoliation liés aux régimes de fluence ont été identifiés et discutés. D’autre part, la microstructure des échantillons a été étudié par MET, et les déformations ont été mesurées par diffraction des Rayons X. Un modèle décrivant la distribution des contraintes dans le substrat implanté a été proposé. Le phénomène de delamination des substrats qui apparaît pour des conditions particulières d’implantation a également été étudié, comparé aux phénomènes de cloquage et exfoliation, et expliqué en utilisant des concepts de la mécanique de la fracture. Enfin, l’interaction élastique entre précipités d’He et d’H a été étudiée pour des profils d’implantation superposés et décalés. Dans ce dernier cas, nous avons montré que le champ de contraintes générées par les plaquettes d’hélium en surpression pouvait être utilisé comme source locale de contraintes pour contrôler la formation et la croissance de plaquettes d’hydrogène. Afin d’interpréter nos résultats expérimentaux, nous avons développé un modèle basé sur l’interaction élastique pour la nucléation des précipités dans un solide semi-infini. / The present work relates an investigation of H2 + and He+ coimplanted (001)-Si substrates. The phenomena of blistering and exfoliation were studied by SEM as a function of the implantation parameters (energy, fluence, current and H/He ration) and annealing protocol. A window behavior as function of the implanted fluence was observed and two distinct fluence dependents mechanisms of exfoliation were indentified and discussed. The microstructure of the implanted samples was studied using TEM and related to ballistic effects and stress-strain dependent interactions. The strain was measured using DRX and a model to describe the stress-strain distribution into the implanted layer is developed. A new phenomenon of delamination of thin layer from implanted Si substrates was observed to emerge from particular implantation conditions. The behavior was studied and explained using fracture mechanics concepts and contrasted to blistering/exfoliation processes. Finally, the elastic interaction between He and H plate-like precipitates giving rise to arranged nanostructure was demonstrated and studied using TEM. An elasticity based model was developed to understand the behavior. The result set the basis for further developments of nanostructures within a crystalline matrix by manipulating preferential orientations of precipitates in nanometric scale.