A triagem neonatal (TN) tornou-se uma importante intervenção de saúde pública para a detecção precoce e prevenção de doenças, ajudando a reduzir a morbidade e a mortalidade em crianças. As doenças lisossômicas de depósito (DLDs) são distúrbios genéticos, clinicamente heterogêneos, causados principalmente por defeitos em genes que codificam enzimas lisossômicas que degradam macromoléculas. As opções terapêuticas para essas doenças evoluíram bastante nos últimos anos e muitas das DLDs têm atualmente tratamento disponível que pode melhorar a evolução clínica, especialmente se forem introduzidos precocemente. Esse fato mostra claramente a necessidade de diagnóstico precoce e oportuno, de preferência durante a fase assintomática da doença, o que apoia o desenvolvimento de TN para alguns desses distúrbios. Embora vários estudos já tenham estabelecido métodos de triagem adequados para uso em programas de TN, pouco foi discutido sobre outros procedimentos, posteriores à triagem. Portanto, nesse estudo, avaliamos protocolos para o diagnóstico confirmatório de casos que resultarão alterados nos programas de TN para DLDs tratáveis, considerando sua potencial implementação no Brasil. Inicialmente, revisamos, coletamos e resumimos informações sobre protocolos e estratégias para confirmação diagnóstica de casos triados positivos para a doença de Fabry, doença de Gaucher, doença de Pompe e Mucopolissacaridose (MPS) tipo I, II e VI. Duas estratégias foram identificadas para o diagnóstico de quase todas essas doenças. Um baseado apenas na análise molecular e outro baseado principalmente na análise enzimática e na análise molecular. Depois, avaliamos as estratégias de diagnóstico confirmatório, previamente reportados, para investigar quatro casos que foram encaminhados a partir de um estudo de TN para DLDs realizado em mais de 10.000 recém-nascidos no Brasil. Dois casos de pseudodeficiência foram identificados, um para a doença de Pompe e um para MPS I. Além disso, dois portadores (heterozigotos) também foram identificados, um para MPS I e um para a doença de Gaucher. Esse estudo discute também as limitações das análises enzimáticas e moleculares na confirmação do diagnóstico, os desafios que podem ser encontrados durante a interpretação dos resultados e a necessidade de um protocolo abrangente para a investigação precisa de casos em suspeita, identificados por estudos de TN para DLDs. Por conseguinte, um protocolo foi desenvolvido com recomendações para o diagnóstico confirmatório de casos que resultarão alterados após o teste inicial para MPS I, proposto como modelo para a futura elaboração de protocolos para as demais doenças. Finalmente, o custo global de um programa de TN para DLDs foi estimado, na base do estudo piloto realizado no Brasil, considerando a fase da triagem e a estrutura do protocolo de confirmação diagnóstica. Esse estudo representa uma base para avaliações mais abrangentes destes programas, em vista de uma possível implementação em grande escala. / Newborn screening (NBS) has become an important public health intervention for early detection and prevention of diseases, helping to reduce the morbidity and mortality in children. Lysosomal storage diseases (LSD) are genetic disorders, clinically heterogeneous, caused mainly by defects in genes encoding lysosomal enzymes that degrade macromolecules. Therapeutic options for these disorders have substantially evolved in the last years and many of the LSDs currently have available treatment that may improve clinical outcomes, especially if early introduced. This fact clearly raises the need for early and timely diagnosis, preferably during the asymptomatic stage of the disease, which supports the development of NBS for some of these disorders. While several studies have already established screening methods suitable for use in NBS programs, little has been discussed on further procedures. In this study, we evaluated protocols for the confirmatory diagnosis of cases that will result altered in NBS programs for treatable LSDs, considering its potential implementation in Brazil. Initially, we reviewed, collected and summarized information on protocols and strategies for diagnosis confirmation of cases screened positive for Fabry disease, Gaucher disease, Pompe disease and Mucopolysaccharidosis (MPS) type I, II and VI. Two strategies were identified for the diagnosis of almost all these diseases. One based only in the molecular analysis and the other based mainly in both the enzyme analysis and molecular analysis. Then, we evaluated the previously reported confirmatory diagnostic strategies to investigate four cases that were referred from a NBS study for LSDs performed in over 10,000 newborns in Brazil. Two cases of pseudodeficiency were identified, one for Pompe disease and one for MPS I. In addition, two carriers (heterozygotes) were also identified, one for MPS I and one for Gaucher disease. This report discusses the limitations of enzymatic and molecular analyses in diagnosis confirmation, the challenges that may be found during result interpretation and the need for a comprehensive protocol for precise investigation of cases in suspicion identified by NBS studies for LSDs. Therefore, a protocol was developed that comprises recommendations for the confirmatory diagnosis of cases that will result abnormal after the initial testing for MPS I, proposed as a template for the future development of similar protocols for the other diseases. Finally, the overall cost of a NBS program for LSDs was estimated, based on the pilot study conducted in Brazil, considering the screening phase and the structure of the diagnosis confirmation protocol. This study provides a basis for more comprehensive assessments of these programs in view of potential large-scale implementation.

A tese investigou o uso de uma ferramenta computacional para avaliar a dinâmica espaço-temporal do metabolismo em ecossistemas aquáticos onde a hidrodinâmica possui papel de destaque na estruturação das comunidades planctônicas. A modelagem matemática foi realizada utilizando o modelo IPH-ECO, uma ferramenta computacional complexa capaz de integrar processos físicos, químicos e biológicos em três dimensões. O trabalho foi dividido em quatro capítulos principais, tendo como base os processos físicos e biológicos que influenciam as estimativas de metabolismo (Capítulos #02 e #03) e melhorias nos métodos numéricos utilizados no modelo IPH-ECO (Capítulos #04 e #05). Os primeiros dois capítulos apresentam o desenvolvimento e aplicação de um algoritmo computacional capaz de quantificar as estimativas de metabolismo aquático baseado (em termos de Produção Primária Bruta - GPP, Respiração do ecossistema - R e Produção Líquida do Ecossistema - NEP = GPP - R) em processos biológicos individuais que influenciam o balanço de oxigênio dissolvido em ecossistemas aquáticos (e.g., respiração de zooplâncton, produção primária de macrófitas aquáticas). A implementação deste algoritmo no modelo IPH-ECO permitiu quantificar as estimativas de metabolismo aquático na Lagoa Mangueira, sul do Brasil, avaliando a importância relativa de diferentes processos individuais e o efeito da hidrodinâmica sobre os processos que compõem o metabolismo da lagoa. O metabolismo aquático da Lagoa Mangueira apresentou um gradiente espacial com maiores valores na região Litorânea e menores na região Pelágica. Além da heterogeneidade espacial, foi possível observar uma heterogeneidade temporal, com valores de produção primária mais elevados durante o verão e primavera e menores durante o inverno e outono. Esta heterogeneidade espacial e temporal acarreta em alterações no estado trófico (autotrófico - NEP positivo ou heterotrófico - NEP negativo) da lagoa, dependendo do local sendo avaliado (zona litorânea ou zona pelágica) e da época do ano. A simulação de diferentes cenários de vento (cinco no total) demonstraram que os padrões de circulação da água podem alterar a dinâmica das estimativas de metabolismo na Lagoa Mangueira, alterando a forma como o sistema é classificado (autotrofia vs. heterotrofia) e influenciando os diferentes processos biológicos que compõem estas estimativas. Os Capítulos #04 e #05 apresentam o desenvolvimento de um novo esquema numérico visando auxiliar na simulação de problemas de qualidade de água. O novo esquema é baseado no método dos Volumes Finitos e permite a integração numérica de equações de transporte utilizando um passo de tempo localizado, calculado a partir da condição de estabilidade de Courant-Friedrich-Lewy (condição CFL). A nova solução numérica é diretamente acoplada a um modelo hidrodinâmico tridimensional em grades triangulares não-estruturadas (e.g, modelo UnTRIM), que utiliza uma solução numérica semi-implícita (Crank-Nicholson) baseada em diferenças finitas e volumes finitos. Diferentes testes clássicos e idealizados são simulados e é realizada uma comparação entre o método com esquema numérico localizado (LTS - Local Time Stepping) e o método tradicional (GTS - Global Time Stepping). Ambos os métodos se mostraram conservativos considerando uma, duas e três dimensões, e ainda foi respeitada uma condição de estabilidade baseada nos valores máximos e mínimos sendo transportados (i.e., não são criados novos valores máximos nem mínimos). Os métodos também foram avaliados de forma acoplada com escoamentos a superfície livre, levando em conta substâncias conservativas e não-conservativas (e.g., balanço de temperatura na água), assim como situações onde a hidrodinâmica é controlada por vento (forte mistura vertical e horizontal) e onde a hidrodinâmica é controlada por um gradiente de pressão (e.g., maré). Além disso, situações onde a secagem e inundação de células computacionais ocorrem foram testadas e os métodos se mostraram estáveis e conservativos. O esquema numérico LTS se mostrou mais rápido do ponto de vista computacional, exigindo menos tempo de simulação em praticamente todos os testes realizados. Além disso, o esquema mostrou resultados similares ao obtidos utilizando o esquema GTS tradicional. Os testes mostraram que a eficiência do esquema LTS é maior quando ocorre a combinação de altas velocidades e pequenos elementos (alta restrição dada pela condição CFL), como a simulação da interface entre rios e lagos, entradas de água rápida (e.g., tromba d’água, Dam-Break) e estuários (efeito de maré). / This thesis investigated the use of a mathematical model to evaluate the space-time dynamics of aquatic metabolism in ecossystems where hydrodynamics plays a key role in structuring the planktonic community. The mathematical model used was the IPH-ECO model, a complex tridimensional model capable of integrating physical, chemical, and biological processes in aquatic environments. The thesis was divided into four main chapters with focus in studying the biological processes and aquatic metabolism estimates (Chapters #2 and #3), and also the improvement of numerical methods used in the IPH-ECO model (Chapters #4 and #5). The first two chapters show the development and application of a computational algorithm capable of quantifying the aquatic metabolism estimates (in terms of Gross Primary Production - GPP, Ecosystem Respiration - R, and Net Ecosystem Production - NEP = GPP-R) based on individual biological processes affecting the dissolved oxygen budget in aquatic ecosystems (e.g., zooplankton respiration, aquatic macrophyte primary production). The numerical algorithm implemented on the IPH-ECO model allowed the quantification of aquatic metabolism estimates (GPP, R, and NEP) at Lake Mangueira, South of Brazil, and the evaluation of the relative importance of different individual processes and how the lake hydrodynamic can change the complex dynamics of the biological processes comprising the lake metabolism estimates. Lake Mangueira’s metabolism estimations showed a well-marked spatial gradient with higher values observed in the littoral zone and lower values observed in the pelagic zone. Besides the spatial heterogeneity, it was also possible to notice a strong seasonal heterogeneity, with increased values of GPP and R during summer and spring and lower values during winter and autumn. This space-time heterogeneity leads to a switching in the trophic state of the lake (autotrophic - Positive NEP or heteotrophic - Negative NEP), depending on the site being evaluated (littoral or pelagic) and also the time of the year being assessed. The simulation of different wind scenarios (a total of five) showed that the water circulation patterns can change the metabolism estimates dynamics in Lake Mangueira, changing the system trophic status (net autotrophy v.s. net heterotrophy) e also affecting the dynamics of individual biological processes composing the metabolism estimates. Chapters #4 and #5 show the development of a new numerical scheme capable of accelerate water quality simulations. The new numerical method is based on a Finite Volume framework and allows for numerical integration of scalar transport equations using a local time step, chosen based on the Courant-Friedrich-Lewy stability criteria (the CFL condition). This new solution is directly linked to a tridimensional hydrodynamic model on triangular unstructured mesh (e.g., UnTRIm model), using a semi-implicit solution based on finite differences and finite volume. Different classical and idealized test-cases were simulated and the results from using the new Local Time Stepping (LTS) numerical method is compared against the usage of a traditional Global Time Stepping method (GTS). Both implemented methods showed precise mass conservation in one, two, and three dimensions, moreover, a discrete max-min property was observed in all simulations (i.e., no new maximum nor minimum was created). The methods were also tested when the coupling with hydrodynamic models of free-surface flows is simulated, accounting both conservative (e.g., Salt) and non-conservative substances (e.g., water temperature). The idealized coupled test-cases accounted for situations where hydrodynamics is controled by the wind (strong vertical and horizontal mixing), and situations where hydrodynamics is driven by pressure gradients (e.g., tidal currents). Furthermore, situations where an intense wet- and dry-ing of computational cells is observed was tested and the methods showed stability and precise mass conservation. In a general manner, the new LTS scheme was faster from a computational point-of-view, requiring less simulation time in praticaly all tests. In addition, the new scheme presented concentration fields similar to the ones computed by a traditional GLS algorithm. Our findings suggested that the efficiency of the LTS algorithm is increased when a combination of high velocities and small polygons is observed (elevated CFL stability restriction), such as the simulation of the interface between rivers and lakes, fast water inflow (e.g., Dam-Break), and estuaries (Tidal effect).

Foi estudado o comportamento bioquímico energético de populações domiciliadas de Panstrongylus megistus de quatro regiões geográficas brasileiras (Região Tropical Atlântica, Região Floresta de Inclusão, Região do Agreste e Região da Caatinga), através dos seguintes parâmetros do metabolismo energético: Proteinas, Glicose, Deidrogenase láctica, Creatino-quinase e respectivas isoenzimas. Os espécimens foram mantidos em jejum de O a 90 dias. Foram observadas diferenças de metabolismo energético entre populações de duas regiões: Tropical Atlântica (Grupo I) Floresta de Inclusão (Grupo II) / The population\'s behaviour of Panstrongylus megistus, which is domiciliated in four different geographycal brazilian regions (\"Tropical Altântica\" system and \"Inclusão\" Forest, and \"Agreste\" and \"Caatinga\" regions, was studied by different bioenergetic metabolism parameters: Proteins, Glucose, Lactate dehydrogenase, Creatine Kinase and their respective isoenzymes. These specimens were kept from 0 to 90 days fasting. During this time, it was observed many differences in the energetic metabolism of the vectors of Chagas\' disease in the \"Tropical Atlântica\" system (Grupo I) \"Inclusão\" Forest (Grupo 11)

Os viperídeos estão entre as serpentes de menor custo energético de manutenção, o que é, geralmente, relacionado a seus baixos níveis de deslocamento e a tática de forrageio por emboscada. Dois importantes componentes do alocamento energético destes animais são: 1) o metabolismo de repouso padrão, que está relacionado ao custo de manutenção visceral durante o repouso e 2) o aumento metabólico pós-prandial (AMPP), que está relacionado ao custo do processo digestório. O presente trabalho teve como objetivos estudar as variações da TMRP (taxa metabólica de repouso padrão) e do AMPP em 5 espécies pertencentes ao gênero Bothrops levando em conta aspectos filogenéticos, ontogenéticos e testando hipóteses acerca de possíveis variações destes componentes em função de características ecológicas. Além disso, o presente trabalho testou, através de ferramentas de ponderação filogenética, a hipótese atualmente aceita que prediz que as TMRPs em serpentes estão essencialmente ligadas a estratégia alimentar e não a filogenia. O trabalho está dividido em quatro capítulos, sendo o primeiro devotado a uma introdução geral acerca dos assuntos que serão abordados nos demais. Os resultados e discussões específicas estão divididos em dois capítulos redigidos em forma de artigo, primeiro referente aos estudos das taxas metabólicas de repouso (capítulo 2) e o segundo sobre o AMPP (capítulo 3). Por fim, a conclusão final acerca dos achados e as perspectivas para pesquisas futuras estão presente no capítulo 4. / The viperids are among the snakes with the lowest energetic maintenance costs which are generally related to the low mobility and ambush foraging mode. Two important components of energy allocation in these animals are 1) standard metabolic rates (SMR), related to the cost of keeping visceral components during resting and 2) specific dynamic action (SDA) , which is related to the cost of digestion. The present work aimed to study the variations of SMR and SDA in 5 species of the genus Bothrops taking into account aspects of phylogeny and ontogeny plus testing hypotheses about possible variations in these metabolic rates related to ecological characteristics. Furthermore, the present study used phylogenetic weighting tools to test the currently accepted hypothesis that predicts that SMR in snakes is related to the feeding strategy and not to phylogeny. The work is divided into four different chapters. Chapter 1 is devoted to a general introduction about the issues that will be addressed in the others chapters. The results and discussions are divided into two chapters presented as articles, the first referring to studies of SMR ( chapter 2 ) and the second to the SDA (chapter 3 ). Finally, in chapter 4 we include the final conclusion and prospects for future research

Determina la frecuencia de los fenotipos metabólicos y resistencia a la insulina en adultos aparentemente sanos que acuden a un programa preventivo promocional de ECNT del Instituto de Investigaciones Clínicas de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) durante el lapso 2017-2018. Realiza un estudio transversal retrospectivo. Se analizó la base de datos de la investigación Estudio de riesgo cardiometabólico en personas con peso normal y en obesos, ejecutado en el Instituto de Investigaciones de Clínicas de la Facultad de Medicina de la UNMSM con sede en el Hospital Dos de Mayo, durante el lapso 2017-2018 Se incluyó un total de 260 participantes, 230 (88,5%) tenían un fenotipo metabólico anormal dentro del cual 46 (20,8%) eran personas de peso normal, 89 (38,7%) eran personas con sobrepeso y 95(41,3%) personas con obesidad. Del total, 30 (11,5%) tenían fenotipo metabólico normal, de los cuales 21 (70%) eran de peso normal, 8(26,7%) eran personas con sobrepeso y solo hubo 1 persona (3,3%) obesa en este grupo. Se observó que 116 personas (50,4%) tuvo resistencia a la insulina. Concluye que existe una alta proporción de fenotipo metabólico anormal en y de resistencia a la insulina en personas aparentemente sanas. / Tesis

Os ritmos circadianos estão presentes em um grande número de organismos, proporcionando uma organização temporal de processos fisiológicos e comportamentais a fim de promover uma efetiva adaptação do organismo às mudanças ambientais. O ATP e seus produtos de degradação, o ADP, o AMP e a adenosina podem atuar como mensageiros extracelulares em uma série de processos biológicos, e estão envolvidos em uma variedade de condições patológicas, incluindo isquemia, doenças neurodegenerativas e cardiovasculares, depressão e câncer. O ATP extracelular, bem como os demais nucleotídeos de adenina, podem ser hidrolisados pela ação das enzimas nucleotidases incluindo as NTPDases e a 5'- nucleotidase, que são consideradas as principais reguladoras da sinalização purinérgica no sangue. O presente trabalho avaliou a possível existência de um padrão temporal nas atividades das enzimas responsáveis pela metabolização destes nucleotídeos, e se estas enzimas poderiam estar sendo moduladas pela melatonina, corticosterona ou norepinefrina, que claramente apresentam robustos padrões circadianos. A hidrólise dos nucleotídeos ATP e ADP foram significativamente maiores durante o ciclo escuro quando comparada com o ciclo claro. Além disso, nós demonstramos que as atividades ATPásica e ADPásica são sensíveis a uma concentração fisiológica de norepinefrina em experimentos in vitro e in vivo em soro de ratos. Este estudo sugere a existência de um padrão temporal na hidrólise do ATP e do ADP, que pode ser fisiologicamente importante para o funcionamento normal do organismo. Além disso, a norepinefrina pode modular estas atividades enzimáticas, provocando uma diminuição das concentrações de ATP e ADP circulantes. / Circadian rhythms are present in a large number of organisms, representing an important mechanism for preparing the organism to environmental changes. ATP and its breakdown products, ADP, AMP and adenosine can act as extracellular messengers in a range of biological processes through the binding to purinergic receptors, and are involved in a variety of pathological conditions including ischaemia, neurodegenerative, depression, cardiovascular and cancer diseases. Extracellular adenine nucleotides are metabolized to adenosine by a number of enzymes including NTPDases and 5’-nucleotidase that are considered to be the major regulators of purinergic signaling in blood. This study evaluated the possible existence of a temporal pattern of enzymatic activities responsible for metabolism of these nucleotides, and its possible modulation by melatonin, corticosterone or norepinephrine, which clearly show robust circadian patterns. The hydrolysis of ATP and ADP nucleotides were significantly higher during the dark cycle when compared with light cycle. Furthermore, we demonstrated that ATPase and ADPase activities are sensitive to a physiological concentration of norepinephrine in in vitro and in vivo experiments in rat blood serum. This study suggests the existence of a temporal pattern of ATP and ADP hydrolysis, which may be physiologically important for normal functioning of the body. Moreover, the norepinephrine may modulate these enzymatic activities, causing a decrease in the circulating levels of ATP and ADP.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003Bitstream added on 2014-06-13T20:21:52Z : No. of bitstreams: 1 amaro_crpr_dr_botfm.pdf: 783512 bytes, checksum: 77090e654f0b39da729c3d6aea6d8c92 (MD5) / A urolitíase é a terceira causa de afecção do trato urinário, com recorrência em torno de 50% em 5 anos após o primeiro cálculo. Afeta de 1 a 20% da população mundial, estando envolvidos fatores genéticos, epidemiológicos, diferenças geográficas, hábitos alimentares e, menos comumente, distúrbios hormonais. As investigações metabólicas têm grande importância na prevenção desta patologia. Os objetivos deste trabalho foram: diagnosticar os distúrbios metabólicos de pacientes litiásicos do Serviço de Litotripsia do Departamento de Urologia do Hospital das Clínicas da Faculdade Medicina de Botucatu-UNESP, estudar o sódio e o magnésio urinários como fatores de risco e conhecer aspectos epidemiológicos dessa população. PACIENTES E MÉTODOS: Foram estudados 158 pacientes com idade superior a 12 anos, no período de Fevereiro de 2000 a Dezembro de 2001. Foram incluidos pacientes com história e exames por imagem comprobatórios de no mínimo 2 cálculos, clearance de creatinina ≥ 60 ml/min e urocultura negativa. O protocolo consistiu da coleta não simultânea de 2 amostras de urina de 24h, para dosagens de Ca, P, AcU, Na, K, , Mg, Ox e Ci e dosagens séricas de glicemia, Ca, P, FA, AcU, Na, K, Cl, Mg, U, Cr; Realização do índice Ca/Cr urinários; índice Ca/Mg em urina 24h; índice de recorrência; pH urinário; prova de acidificação urinária. RESULTADOS: Os resultados obtidos foram: dos 158 pacientes estudados, 151 apresentaram pelo menos uma alteração metabólica. Destes,94(62,2%) apresentaram alteração metabólica isolada e 57(37,8%) alterações mistas. Os principais distúrbios encontrados foram: hipercalciúria(74,0%), hipocitratúria(37,3%), hiperoxalúria(24,1%), litíase úrica(20,2%), hiperparatireoidismo 1ario(1,8%) 2 ario (0,6%) e ATR(0,6%). A hipernatriúria esteve presente em 50% dos pacientes e a hipomagnesúria... / Urolithiasis is the third cause of urinary tract disease, with about 50% reoccurrence within five years of the first calculus. It affects between 1 and 20% of the world’s population, involving genetic and epidemiological factors, such as race; geographic differences; eating habits; and less commonly hormone disorders. Metabolic investigations are very important in preventing this pathology. The objectives of this work were to diagnose metabolic disorders in lithiasic patients from the Lithotripsy Service, Urology Department HC, FMB-UNESP, study sodium and magnesium as risk factors, and look at epidemiological aspects of this population. PATIENTS AND METHODS: We studied 158 patients all over 12 years old between February 2000 and December 2001. Patients were included with history and image exam confirmation of a minimum of 2 calculi, creatinine clearance ≥ 60 ml/min, and negative uroculture. The protocol consisted of non-simultaneous collect of two 24 hour urine samples for Ca, P, AcU, Na, K, Mg, Ox, and Ci levels, and serum levels of glycemia, Ca, P, FA, AcU, Na, K, Cl, Mg, U, and Cr; calculation of urine Ca/Cr index; 24h urine Ca/Mg index; recurrence index; urine pH; and urine acidity test. RESULTS: From the 158 patients studied, 151 presented at least one metabolic alteration; of these 94 were isolated alterations and 57 mixed. The main disorders were: hypercalciuria (74.0%); hypocitraturia (37.3%); hyperoxaluria (24.1%); uric acid lithiasis (20.2%); primary hyperparathyroidism (1.8%), secondary (0.6%); and ATR (0.6%). Hypernatriuria was present in 59% of patients and hypomagnesuria in 20.9%. Consumed water and urine volume did not show as risk factors. Hypernatriuria showed significant positive correlation in the male group only. There was no significant correlation between hypomagnesuria and...(Complete abstract click electronic address below)

Orientador: Renato Wendhausen Jr. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

A fenilcetonúria (PKU) é um dos erros inatos do metabolismo mais frequentes. Ela é causada pela deficiência na atividade da fenilalanina hidroxilase, levando à acumulação de fenilalanina e dos seus metabolitos no sangue e tecidos. A PKU ou hiperfenilalaninemia materna não tratada pode resultar em prole não fenilcetonúrica com baixo peso ao nascer e sequelas neonatais, especialmente microcefalia e deficiência intelectual. Os mecanismos subjacentes à neuropatologia da lesão cerebral na síndrome da fenilcetonúria materna são pouco compreendidos. No presente estudo, avaliou-se o possível efeito preventivo da coadministração de creatina e piruvato sobre os efeitos desencadeados pela administração de fenilalanina a ratas Wistar durante a gestação e lactação em algumas enzimas envolvidas na rede de fosforil transferência no córtex cerebral e no hipocampo da prole aos 21 dias de idade. A administração de fenilalanina provocou diminuição do peso corporal, do córtex cerebral e hipocampo e diminuição da atividade da adenilato-cinase e creatina-cinase citosólica e mitocondria. A coadministração de creatina e piruvato foi eficaz na prevenção destas alterações provocadas por fenilalanina, sugerindo que modificações no metabolismo energético podem ser importantes na fisiopatologia da PKU materna. Se estas alterações também ocorrem na PKU materno, é possível que a suplementação com creatina e piruvato à dieta restrita em fenilalanina possa ser benéfica para os filhos de mães fenilcetonúricas. / Phenylketonuria (PKU) is the most frequent inborn error of metabolism. It is caused by deficiency in the activity of phenylalanine hydroxylase, leading to accumulation of phenylalanine and its metabolites. Untreated maternal PKU or hyperphenylalaninemia may result in nonphenylketonuric offspring with low birth weight and neonatal sequelae, especially microcephaly and intellectual disability. The mechanisms underlying the neuropathology of brain injury in maternal PKU syndrome are poorly understood. In the present study, we evaluated the possible preventive effect of the co-administration of creatine plus pyruvate on the effects elicited by phenylalanine administration to female Wistar rats during pregnancy and lactation on some enzymes involved in the phosphoryltransfer network in the brain cortex and hippocampus of the offspring at 21 days of age. Phenylalanine administration provoked diminution of body, brain cortex an hippocampus weight and decrease of adenylate kinase, mitochondrial and cytosolic creatine kinase activities. Coadministration of creatine plus pyruvate was effective in the prevention of those alterations provoked by phenylalanine, suggesting that altered energy metabolism may be important in the pathophysiology of maternal PKU. If these alterations also occur in maternal PKU, it is possible that pyruvate and creatine supplementation to the phenylalanine-restricted diet might be beneficial to the children born from phenylketonuric mothers.

A regulação dependente de Ca2+ da atividade ATPásica da acto-miosina em concentrações fisiológicas de actina, tropomiosina e troponina ocorre exclusivamente na presença de troponina T (TnT). Nosso grupo demonstrou que um polipeptídeo correspondente aos primeiros 191 aminoácidos da TnT ativa a atividade ATPásica da acto-miosina na presença de tropomiosina e na ausência das outras duas subunidades do complexo troponina (TnI/TnC). Com o objetivo de mapear e caracterizar esse domínio ativatório da TnT, construímos fragmentos de TnT correspondentes às regiões compreendidas entre os resíduos de aminoácidos: 1-157 (TnTl-157), 1-76 (TnTl-76), 77-157 (TnT77-57), 77-191 (TnT77-191) e 158-191 (TnT158-191). Estudos das interações desses fragmentos com actina e tropomiosina demonstraram que: i) o fragmento TnTl-76 não se liga à tropomiosina ou a actina; ii) a região da TnT correspondente aos resíduos 158-191 liga-se à actina cooperativamente, mas não se liga à tropomiosina; iii) a região correspondente seqüência de aminoácidos 77-157 é necessária para a interação da TnT com o resíduo de aminoácido 263 da tropomiosina; iv) TnT77-191 ativa a atividade ATPásica da acto-miosina com a mesma intensidade que TnTl-191. Também observamos que TnTl-157, TnTl-76, TnT77-157, TnT158-91 e combinações de TnT158-191 com TnTl-157 e TnT77-157 não afetam a atividade ATPásica da acto-miosina. Concluímos que a região da TnT delimitada pelos aminoácidos 77 e 191 é essencial para a ativação da atividade ATPásica da actomiosina e que essa ativação é mediada pelas interações dessa região da TnT com a tropomiosina e a actina. / The Ca2+-regulation of the actomyosin ATPase activity at physiological ratios of actin, tropomyosin and troponin occurs only in the presence of troponin T. Our group has previously demonstrated that a recombinant polypeptide corresponding to the first 191 amino acids of TnT (TnTl-191) activates the aetomyosin Mg2+-ATPase activity in the presence of tropomyosin and in the absence of TnI/TnC. In order to further map and characterize this activation domain, we constructed a set of recombinant or synthetic TnT fragments, corresponding to amino acids 1-157 (TnTl-157), 1-76 (TnTl-76), 77-57 (TnT77-157), 77-191 (TnT77-191) and 158-191 (TnT158-191). Binding assays using these fragments demonstrated that: i) amino acids 1-76 of TnT do not bind to tropomyosin or actin; ii) amino acids 158-191 bind to actin cooperatively, but not to tropomyosin; iii) the sequence 77-157 is necessary for TnT\'s interaction with residue 263 of tropomyosin; iv) TnT77-191 on its own activates de actomyosin ATPase activity to the same extent as previously described for TnTl-191. TnT1-157; TnTl-76; TnT77-157; TnT158-191 and combinations of TnT158-191 with TnTl-157 or TnT77-157 showed no effect on the ATPase activity. We conclude that interactions of amino acids 77-191 of TnT with tropomyosin and actin are essential for the activation of actomyosin ATPase activity, and that this activation may be mediated in part by a direct interaction between TnT residues 158-191 and actin.