A Doença de Depósito de Ésteres de Colesterol (DDEC) é uma Doença Lisossômica de Depósito, herdada de modo autossômico recessivo, causada pela deficiência da enzima Lipase Ácida (LA). Essa enzima, quando deficiente, resulta na redução da hidrólise de ésteres de colesterol e triglicerídios levando ao acúmulo progressivo de ésteres de colesterol nos lisossomos, apresentando-se como doença de depósito em diversos órgãos, particularmente o fígado, mas também no baço, glândulas adrenais, nódulos linfáticos da mucosa intestinal, endotélio vascular e músculo. Além disso, pode-se encontrar, como achados laboratoriais, hipercolesterolemia, hipertrigliceridemia e deficiência de HDL. Hepatomegalia, no entanto, pode apresentar-se como único e mais precoce sinal da doença. Há poucos relatos de casos no Brasil com o diagnóstico de DDEC e, o Serviço de Genética Médica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre, um serviço de referência em diagnóstico de doenças lisossômicas, não possuía registro de casos com esse diagnóstico. Foi padronizada a técnica para medir a atividade da LA em leucócitos e sangue impregnado em papel filtro com o objetivo de encontrar casos suspeitos e diagnosticar DDEC. Foram analisadas 50 amostras de pacientes que preenchiam critérios de inclusão, tendo sido diagnosticado um caso positivo para deficiência de LA. Como os sinais e sintomas da DDEC são muitas vezes sutis e inespecíficos, um alto grau de suspeição é necessário para aumentarmos o diagnóstico desta doença pouco conhecida e possivelmente subdiagnosticada. / The Cholesterol Ester Storage Disease (CESD) is an autosomal recessive lysosomal storage disease, caused by the deficiency of the Acid Lipase enzyme (AL). This enzyme, when deficient, results in the reduced hydrolysis of cholesterol esters and triglycerides leading to a progressive accumulation of cholesterol esters in lysosomes, presenting as storage disease in many organs, particularly the liver, but also in spleen, adrenal glands, lymph nodes, intestinal mucosa, muscle and vascular endothelium. Furthermore, as laboratory findings, it can presents with hypercholesterolemia, hypertriglyceridemia, and HDL deficiency. Hepatomegaly, however, can present as single early sign of the disease. The Medical Genetics Service of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre lacked the technique to diagnose CESD, and, therefore, had no reported cases with the diagnosis. A technique for measuring the activity of LA in leukocytes and in dried blood spots was standardized in order to screen and diagnose suspected cases of CESD. We analyzed 50 samples from patients who met inclusion criteria and diagnosed one positive case for AL deficiency. As the signs and symptoms of CESD are often subtle and nonspecific, a high index of suspicion is necessary for us to increase the diagnosis of this less known and potentially underdiagnosed disease.

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).

Orientador: Ariovaldo Pereira da Cruz Neto / Banca: Fernando Ribeiro Gomes / Banca: Guilherme Gomes / Resumo: Um dos componentes da resposta imune inata é a resposta de fase aguda (RFA), a qual tem como objetivo restabelecer a homeostase e promover a cura de um organismo através de uma serie de alterações fisiológicas que podem acarretar num alto gasto energético. Algumas das alterações são aumento da taxa metabólica, temperatura corpórea (febre) e granulócitos no sangue (eosinófilos, basófilos e neutrófilos). Os animais podem também apresentar anorexia, diminuição da atividade e perda de massa corpórea, minimizando o gasto de energia durante a ativação da RFA. Em situações de aumento da demanda de energia e diminuição da ingestão calórica, os organismos estão sujeitos a uma deficiência nas reservas energéticas, a qual poderia dificultar o combate efetivo contra patógenos. Nos induzimos a ativação da RFA em morcegos frugívoros da espécie Carollia perspicillata por meio de injeção de lipopolissacarídeo (LPS). Quantificamos o custo energético da RFA e como o mesmo é afetado pela sazonalidade (inverno e verão) e disponibilidade de alimento (restrição alimentar e alimentados ad libitum). A perda de massa corpórea durante a RFA foi significativa em ambas as estações, porém apenas em morcegos em restrição alimentar, provavelmente devido a que nos morcegos em restrição alimentar foi necessária a mobilização de reservas energéticas, enquanto que morcegos alimentados ad libitum cobriram parte do custo da RFA através da mobilização de carboidratos ingeridos horas antes do experimento. Não obse... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: One of the innate immune response components is the APR, which can be activated by trauma, infection, stress and inflammation. The APR activation aims to restore homeostasis and health of an organism exposed to the before mentioned events, through several physiological modifications that may result in high energetic cost. Some modifications are increase in metabolic rate, fever and granulocytes in the blood (eosinophils, basophils and neutrophils). Animals may also show anorexia and body mass loss, reducing the energy expenditure during the APR activation. In situations where animals are exposed to increase energy demand and decrease caloric intake, they could experience a deficiency in energy reserves, which may hamper the effectiveness of an immune response. We induced the APR activation in the Short-tailed fruit bats (Carollia perspicillata) by LPS injection. We quantified the energetic cost of the APR and how it is affected by seasonality (winter and summer) and food availability (food restriction and fed ad libitum). Body mass loss during the APR activation was observed in both seasons, but only in bats in food restriction, probably due to the mobilization of energy reserves, while bats fed ad libitum covered part of the APR cost by the mobilization of carbohydrates from the recent ingested food. Bats did not show fever or leukocytosis, nevertheless, we found increase in N/L ratio when bats were in food restriction and during winter. This parameter is also a stress indicator, so probably the combination of limited food availability and increase in the energy demand for thermoregulation during winter, may be a stressful situation for this bat. It seems that bats from this group were able to activate the APR, nevertheless we could not measure if the effectiveness of the response was jeopardized... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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 análise quantitativa da excreção fecal de gordura (método de van de Kamer) permanece como o melhor e mais utilizado método de avaliação de pacientes suspeitos de alterações na digestão elou absorção de gorduras. No entanto, esta técnica é pouco aceita por todos os envolvidos na sua realização. Vários métodos foram propostos tentando solucionar questões como a manipulação de grandes quantidades de fezes. Uma destas técnicas é o esteatócrito, um método semiquantitativo de determinação da excreção fecal de gordura, descrito por PHUAPRADIT, NARANG, MENDONÇA et alli (1981). O método também sofreu críticas e, a partir destas, foram propostas modificações. Um dos objetivos deste trabalho foi o de estudar a técnica original e 5 modificações da mesma. Obtivemos 6 diferentes formas de realização do esteatócrito, a saber: 1) técnica clássica ( homogeneização por 1 minuto à temperatura ambiente); 2) homogeneização por 2 minutos à temperatura ambiente; 3) homogeneização por 1 minuto e material em banho-maria a 370 C por 24 horas; 4) homogeneização por 2 minutos nas mesmas condições de temperatura da técnica 3; 5} homogeneização por 2 minutos à temperatura ambiente com adição de ácido e corante lipídico e 6) como a técnica 5 mas em banho-maria a 750 C durante 10 minutos. Testes de correlação demonstraram que a técnica 2 é a mais adequada das 6 diferentes formas de realizar-se o esteatócrito. Seu coeficiente de correlação foi de 0,94. Para as demais, obtivemos os seguintes valores: técnica 1= 0,65; técnica 3= 0,65; técnica 4= 0,87; técnica 5= 0,74 e técnica 6= 0,73. Testes de variação intra e interensaio confirmaram a técnica 2 como a de melhor desempenho. Como mais uma alternativa ao método de van de Kamer, estudamos a determinação da concentração fecal de colesterol e triglicerídeos. Nosso objetivo era avaliar o desempenho da técnica. Obtivemos recuperação de 82,80 ± 14,200/0 para o colesterol e 113,24 ± 87,67% para os triglícerídeos. A variação nos resultados da determinação de colesterol não invíabilíza o seu uso na prática diária, o mesmo não é válido para os triglicerídeos (talvez sejam necessárias modificações na técnica para melhor desempenho). / The quantitative analysis of fecal fat excretion ( van de Kamer method) is still the best and most widely used method of evalutation of patients suspected of having alteration in their digestion and/or absorption of fats. However, this technique in not much accepted by everybody involved in its execution . Many methods have been proposed, trying to solve matters such as the manipulation of large quantities of feces. One of these techniques is the steatocrit, a semiquantitative method of determining the fecal fat excretion, described by PHUAPRADIT, NARANG, MENDONÇA et alii (1981). This method has also been criticized and, based on these critics, modofocations have been proposed. One of the objectives of this work was to study the original technique and five of its modifications. We obtained 6 different ways of executing the steatocrit, which are: 1) classic technique ( homogenization during 1 minute at environmental temperature); 2) homogenization during 2 minutes at environmental temperature; 3) homogenization during 1 minute and material in waterbath at 37° C for 24 hours; 4) homogenization during 2 minutes in the same temperature conditions as in technique 3; 5) homogenization during 2 minutes at environmental temperature with addition of acid and Iipid dyeing and 6) as in technique 5 but in water-bath at 75° C during 10 minutes. Correlation tests demonstrated that technique 2 is the most adequate of the 6 different forms of executing the steatocrit. tts coefficient of correlation was 0.94. For the others, we obtained the following values: techique 1= 0.65; technique 3= 0.65; technique 4= 0.87; technique 5= 0.74 and technique 6= 0.73. Intra and interexperiment variation tests confirmed technique 2 as being the one with the best performance. As an additional alternative to the van de Kamer method, we studied the determination of fecal concentration of cholesterol and triglycerides. Our objective was to evaluate the performance of the technique. We obtained a recuperation of 82.80±14.20% for cholesterol and 113.24±87.67°J'o for triglycerides. The variation in the results for the cholesterol determination does not render this technique unviable in daily practice. The same does not apply to triglycerides (maybe modifications in the technique are necessary for a better performance).

Submitted by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-11-09T18:17:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) AVALIAÇÃO DE ALTERAÇÕES IMUNOLÓGICAS.pdf: 740467 bytes, checksum: fbfcfc248ee07808e36961446e2759a5 (MD5) / Approved for entry into archive by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2015-11-17T18:02:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) AVALIAÇÃO DE ALTERAÇÕES IMUNOLÓGICAS.pdf: 740467 bytes, checksum: fbfcfc248ee07808e36961446e2759a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-17T18:02:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) AVALIAÇÃO DE ALTERAÇÕES IMUNOLÓGICAS.pdf: 740467 bytes, checksum: fbfcfc248ee07808e36961446e2759a5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Os fatores ambientais, incluindo a dieta, desempenham um papel central sobre o equilíbrio da homeostase imune normal, influenciando-o. Contudo, muitos dos mecanismos celulares que mantêm este equilíbrio permanecem por ser elucidados. Usando um modelo de camundongos alimentados com dieta indutora de obesidade, rica em carboidratos simples e gordura saturada, foi examinada a influência deste comportamento alimentar sobre o desenvolvimento da leishmaniose visceral causada por L. chagasi. Camundongos C57BL / 6 do sexo feminino (6-8 semanas), alimentados com dieta controle (AIN93G) ou com dieta com alto teor de açúcares e gordura (HSF) foram infectados com 107 promastigotas de L. chagasi após oito a dez semanas alimentação e sacrificados após quatro semanas de infecção. A administração de dieta rica em carboidratos simples e gordura saturada foi eficiente na indução da obesidade experimental em modelo murino, provocando alterações sistêmicas. Camundongos obesos foram capazes de gerar uma alta resposta inflamatória em resposta a infecção com L. chagasi, porém apresentaram aumento da susceptibilidade à infecção. Estes resultados mostram que um macroambiente hipercalórico pode interferir diretamente na resposta a sinais provenientes de organismos patogênicos e distorcer o desenvolvimento de uma imunidade anti-leishmania. / Environmental factors, including diet, play a central role in the balance of normal immune homeostasis, is aldeady know that diets rich in simple carbohidrate or in saturated fat acids can influence the secretion of immune mediators altering the metabolism. However, many of the cellular mechanisms that control this maintainense or disturbence of this balance remain to be elucidated. Together with this, there is no results showing the impact of a hypercaloc diet on intracellular parasite response. Using mouse model feeding with high sugar and high fat diet, we examined the influence of this diet on the visceral leishmaniasis development caused by L. chagasi. C57BL/6 female mice (6-8 weeks) fed with control (AIN93G) or high sugar and fat diet (HSF) were infected with 107 L. chagasi promastigotes at 11th feeding week and euthanatized four-week post-infection. A diet high in simple carbohydrates and saturated fat was efficient in the induction of experimental obesity in mice, causing systemic changes. Obese mice were able to generate a high inflammatory response in response to challenge with L. chagasi, but showed increased susceptibility to infection. These results show that a hypercaloric macroenvironment can directly interfere with responses to pathogen-derived signals and skew the development of an anti-leishmania immunity.

Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-10-29T16:02:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EfeitoTemporalDieta.pdf: 10989301 bytes, checksum: a6872bd3a68ec838770ada66460c8050 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-18T15:31:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EfeitoTemporalDieta.pdf: 10989301 bytes, checksum: a6872bd3a68ec838770ada66460c8050 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-18T15:31:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EfeitoTemporalDieta.pdf: 10989301 bytes, checksum: a6872bd3a68ec838770ada66460c8050 (MD5) Previous issue date: 2014 / O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito temporal de uma dieta rica em carboidratos simples (PTD), após o desmame, sobre o metabolismo do tecido adiposo retroperitoneal (TAR) de ratos jovens. Por questões didáticas, dividimos esta tese em 3 capítulos: 1) efeito da PTD sobre a atividade transcricional de genes adipogênicos em três períodos de tempo (4, 8 e 12 semanas), a fim de se fornecer as informações sobre as networks envolvidas na resposta do TAR ao excesso de carboidrato simples; 2) efeito do exercício de endurance (durante 4 e 8 semanas) em ratos recém desmamados (RD) alimentados com a PTD sobre os níveis de leptina e suas ações periféricas no TAR; e o 3) efeito temporal da PTD sobre a expressão de microRNAs no mesmo tecido. No Capítulo I, ratos Wistar RD foram alimentados com uma dieta padrão (STD) ou PTD (68% de carboidratos) durante 4, 8 ou 12 semanas e o TAR foi removido para análises histopatológicas e PCR array (adipogênese). A PTD induziu hipertrofia e hiperplasia dos adipócitos no TAR após 12 semanas de ingestão. Além disso, a PTD alterou VLDLc e tracilglicerois séricos, bem como parâmetros glicometabólicos. O agrupamento hierárquico demonstrou mudanças induzidas pela PTD no padrão de expressão do grupo de genes testados. Análises de vias metabólicas, as quais utilizaram o algoritmo para análise de enriquecimento da plataforma MetaCore da Thompson Reuters, associaram o cluster dos genes diferencialmente expressos com vias canônicas relacionadas à regulação da diferenciação e proliferação de adipócitos (p-valor< 10-7). Portanto, nossos resultados sugerem que ratos RD alimentados com PTD aumentam o tamanho e o número de adipócitos devido à up regulation de sinais pró-adipogênicos (sinalização do PPAR) e à down regulation de sinais anti-adipogênicos (sinalização Wnt) em adultos jovens. No Capítulo II, ratos RD alimentados com as dietas STD ou PTD foram submetidos ao treinamento físico em esteira durante 4 ou 8 semanas. Os principais resultados obtidos sugerem que a PTD induz um aumento na expressão da leptina no TAR, enquanto o treinamento de endurance reduz o tamanho dos adipócitos via lipólise mediada pela leptina após 8 semanas. Em ratos treinados alimentados com a PTD, ocorre o desenvolvimento do depósito de gordura e a up regulation do mRNA e da leptina circulante. No Capítulo III, ratos RD alimentados com as dieta STD ou PTD durante 4, 8 ou 12 semanas tiveram o TAR removido para análise da expressão de miRNAs, cuja escolha foi baseada nos prováveis alvos dos mesmos, os quais apresentaram alteração na expressão após análise do agrupamento hierárquico (Capítulo I): três miRNAs anti-adipogênicos (rno-miR-let-7, rno-miR-27a-3p e rno-miR-200c-3p) e três miRNAs associados às condições metabólicas (rno-miR-125a-5p, rno-miR-125a-3p e rno-miR-126a-3p). Em conjunto, estes dados nos permitem concluir que a PTD regula a expressão de miRNAs no TAR, induzindo um aumento na expressão do miRNA rno-miR-200c-3p e reduzindo a expressão do miRNA rno-miR-27a-3p. Embora estes resultados estejam em fase de finalização, este é o primeiro estudo que considera a expressão de miRNAs desencadeada pela interação entre dieta pós-desmame e tempo, o que pode ser crucial para compreender o impacto que a composição da dieta possui sobre a decisão da célula adiposa de aumentar o volume ou em número. _________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this study, we assessed the time-course effect of a high-sugar diet (HSD), after weaning, on retroperitoneal white adipose tissue (rWAT) metabolism of young rats. To didactic purposes, we have divided this thesis in three chapters: 1) the effect of a HSD on the transcriptional activity of adipogenic genes in a time-course study (4-week, 8-week and 12 week periods), to provide insight regarding the genetic networks involved in the rWAT response to dietary sugar; 2) the effect of endurance training (4-week and 8-week periods) in weaned rats fed with a HSD on leptin levels and its actions on rWAT; and 3) the time-course effect of a HSD on microRNAs expression on rWAT. In Chapter I, weaned male Wistar rats were fed a standard (STD) or HSD (68% carbohydrates) for 4-week, 8-week or 12-weeks, and rWAT was removed for histopathology and PCR array (adipogenesis) analyses. The HSD induced adipocyte hypertrophy and hyperplasia in rWAT after 12 weeks of ingestion. Additionally, the HSD altered serum VLDLc, triacylglycerol, and glucometabolic parameters. Hierarchical clustering revealed HSD-induced changes in the expression patterns of the tested gene set. Pathway analysis, which used the enrichment analysis algorithm of the Thompson Reuters MetaCore platform, associated a cluster of differentially expressed genes with canonical pathways related to regulating adipocyte differentiation and proliferation (P-value < 10-7). Thus, HSD feeding post-weaning increased both the adipocyte size and number by simultaneously up-regulating pro-adipogenic signals (the PPAR pathway) and down-regulating anti-adipogenic signals (Wnt pathway) in young adults. In Chapter II, weaned rats fed with STD or HSD diets were subjected to running training for 4- and 8-week periods. Our results suggest that an HSD induces an increase in leptin expression in rWAT, while reducing adipocytes via leptin-mediated lipolysis after an 8-week period. In exercised rats fed an HSD, TAG synthesis and storage overlaps with lipolysis, promoting fat store development and Lep mRNA and plasma protein up regulation in adult rats. In Chapter III, rWAT of post-weaning rats fed with STD or HSD diets for 4-week, 8-week or 12-week periods was removed to access the miRNAs levels. We chose miRNAs whose possible targets were altered in the PCR array: three anti-adipogenics miRNAs (rno-miR-let-7, rno-miR-27a-3p, and rno-miR-200c-3p), and three miRNAs related to metabolic conditions (rno-miR-125a-5p, rno-miR-125a-5p and rno-miR-126a-3p). Together, these data suggest that HSD regulates the miRNAs expression on rWAT, increasing the miRNA rno-miR-200c-3p levels and down regulating the miRNA rno-miR-27a -3p levels. Although our results require further investigation, this is the first study that relates the relationship between high-sugar diet and period of feeding after weaning, which may be essential to understand the diet composition impact on fat cell fate: increase the volume or number.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336194.pdf: 1918264 bytes, checksum: 424f512efbedf7a1c5f9c05318cba36a (MD5) Previous issue date: 2015 / O número de pacientes acometidos por doenças neurodegenerativas crônicas vem crescendo nas últimas décadas devido ao aumento da expectativa de vida mundial. A doença de Parkinson (DP) é uma das doenças neurodegenerativas mais prevalentes na população. Além das manifestações motoras clássicas, mais de 90% dos pacientes com DP também desenvolvem complicações não motoras, entre as quais se destacam prejuízos cognitivos e depressão. Embora muitas estratégias farmacológicas tenham sido aplicadas e/ou propostas para o tratamento da DP, assim como para doenças neurodegenerativas em geral, a necessidade de abordagens terapêuticas neuroprotetoras/restauradoras permanece não atendida. Derivados de quinoxalina representam uma família de compostos de interesse terapêutico por possuir um largo espectro de atividades biológicas. O composto sintético 2-metil-3-fenil-6-aminoquinoxalina (MPAQ) é um derivado quinoxalínico recentemente estudado, o qual parece exercer atividade neuroprotetora. Ainda, a tetrahidrobiopterina (BH4) é uma pterina que atua como cofator obrigatório para a atividade das enzimas fenilalanina hidroxilase, tirosina hidroxilase e triptofano hidroxilase, as quais catalisam as etapas iniciais da degradação da fenilalanina no fígado, assim como as etapas limitantes da biossíntese dos neurotransmissores dopamina e serotonina. A BH4 também atua como cofator obrigatório para a atividade de todas as isoformas de óxido nítrico sintases (NOS), a qual sintetiza óxido nítrico (NO), uma molécula mensageira envolvida em inúmeros processos fisiológicos, além de ser um mensageiro retrógrado no sistema nervoso central (SNC). O objetivo deste trabalho foi caracterizar o possível efeito neuroprotetor do composto MPAQ, assim como melhor entender o papel da BH4 em processos cognitivos. Foram avaliados parâmetros do metabolismo mitocondrial, as concentrações de monoaminas e seus metabolitos principais, a atividade da monoamina oxidase (MAO), uma enzima importante para os processos catabólicos das principais monoaminas, bem como a ativação do sistema imune. Observou-se que MPAQ não apresentou efeito tóxico sobre o material biológico proveniente do cérebro de camundongos Swiss albino. O número de neurônios TH+ observados em culturas de células mesencefálicas tratadas in vitro com MPAQ aumentou significativamente após o tratamento com 100 µM de MPAQ. Da mesma forma, a captação de [H3]-dopamina por neurônios TH+ aumentou após o tratamento com 50 e 100 µM de MPAQ. O conteúdo de neopterina, um metabólitosecundário da via de síntese de BH4, aumentou significativamente no plasma e no estriado de camundongos C57bl/6 administrados com MPTP, demonstrando que no modelo animal agudo da DP a via de síntese de BH4 está aumentada provavelmente devido à ativação do processo inflamatório com consequente produção de NO. Considerando que na DP o processo inflamatório é crônico e não agudo, a biodisponibilidade de BH4 poderia ser deficiente e assim ser responsável pelas alterações cognitivas presentes nos indivíduos afetados pela doença. Para isso, foram investigadas medidas comportamentais que avaliam a formação da memória aversiva após a administração intracerebroventricular (i.c.v.) de BH4 em modelos in vivo de neuroinflamação e depressão, assim como em diferentes linhagens de roedores de cepas selvagens. A BH4 favoreceu a formação da memória em todos os sistemas experimentais testados, o que correlacionou com um menor limiar para a geração do LTP. No entanto, este efeito foi suprimido pela administração de L-NAME (inibidor não seletivo de NOS) e MK-801 (antagonista não competitivo de receptores NMDA). A administração do análogo de GMPc, o 8-bromo-GMPc, não reverteu a inibição gerada por L-NAME ou MK-801, sugerindo que a BH4 participa da neuromodulação da memória através de vias clássicas dependentes da sinalização glutamatérgica e do NO. Concluindo, este trabalho sugere que o composto MPAQ possivelmente exerce atividade neuroprotetora in vitro e que BH4 modula a formação da memória através de vias de sinalização clássicas que envolvem NO e receptores NMDA.<br> / Abstract : The number of patients affected by chronic neurodegenerative diseases has increased in recent decades due to increase in the life span worldwide. Parkinson's disease (PD) is one of the most prevalent neurodegenerative disease in the population. Besides the classic motor manifestations, more than 90% of patients with PD also develop non-motor complications, including cognitive losses and depression. Although many pharmacologic strategies have been applied and / or proposed for the treatment of PD, as well as neurodegenerative diseases in general, the need for neuroprotective / restorative therapeutic approaches remains unmet. Quinoxaline derivatives represent a family of compounds of therapeutic interest to possess a broad spectrum of biological activities. The synthetic compound 2-methyl-3-phenyl-6-aminoquinoxaline (MPAQ) is a quinoxaline derivative recently studied, which appears to exert neuroprotective activity. Still, tetrahydrobiopterin (BH4) is a pterin that acts as cofactor for phenylalanine hydroxylase,which catalyze the initial steps of phenylalanine degradation in the liver, as well as the limiting steps of the biosynthesis of neurotransmitters dopamine and serotonin. BH4 also acts as cofactor for the activity of all nitric oxide synthase (NOS) isoforms, essencial for nitric oxide (NO) synthesis, a messenger molecule involved in many physiological processes, besides being a retrograde messenger in the central nervous system (CNS). The objective of this study was to characterize the possible neuroprotective effect of MPAQ compound, as well as better understand the role of BH4 in cognitive processes. We evaluated parameters of mitochondrial metabolism, the concentrations of monoamines and their major metabolites, the monoamine oxidase (MAO) activity, an important enzyme for the monoamines catabolic processes, as well as activation of the immune system. It was observed that MPAQ showed no toxic effect on the biological material from Swiss Albino mice brain. The number of TH+ neurons observed in the mesencephalic cell cultures treated in vitro with MPAQ increased significantly after treatment with 100 µM of MPAQ. Likewise, the uptake of [H3]-dopamina by TH+ neurons increased after treatment with 50 and 100 µM of MPAQ. The contents of neopterin, a secondary metabolite of BH4 pathway increased significantly in plasma and striatal C57BL/6 mice administered MPTP, demonstrating that in acute animal model of PD the BH4 synthesis pathway is increased probably due to activation of the inflammatory process with consequentproduction of NO. Whereas in PD the inflammation is chronic and not acute, the bioavailability of BH4 could be deficient and thus be responsible for the cognitive changes present in individuals affected by the disease. For this, behavioral measures were investigated to assess the aversive memory formation after intracerebroventricular (i.c.v.) administration of BH4 in in vivo models of neuroinflammation and depression, as well as in different strains of rodents from wild strains. It was observed that BH4 favored memory formation in all the experimental systems tested, which correlated with a lower threshold for the LTP generation. However, this effect was suppressed by L-NAME (non-selective NOS inhibitor) and MK-801 (non-competitive NMDA receptor antagonist) administration. The administration of the cGMP analogue, 8-bromo-cGMP, did not reverse the inhibition generated by L-NAME or MK-801, suggesting that BH4 participates in memory's neuromodulation through the glutamatergic and NO classical signaling. In conclusion, this study suggests that MPAQ compound possibly has neuroprotective activity in vitro and BH4 modulates memory formation through classic pathways involving NO and NMDA receptors.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Bioquímica / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:13:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289067.pdf: 3152612 bytes, checksum: db711251d6efc2ab5f4281d41e818f0d (MD5) / O diabetes mellitus (DM) é uma síndrome metabólica de etiologia múltipla caracterizada pela hiperglicemia persistente decorrente da falta de insulina e/ou da resistência dos tecidos a ação do hormônio. A alta morbidade e mortalidade característica desta condição estão fortemente associadas ao desenvolvimento de alterações patológicas na vasculatura. No entanto, os mecanismos fisiopatogênicos envolvidos no desenvolvimento das alterações vasculares, ainda não foram completamente elucidados. Desta forma, o presente trabalho teve por objetivo investigar o efeito do estrito controle das concentrações séricas de glicose através da administração de insulina em animais que desenvolveram hiperglicemia através da administração de estreptozotocina (STZ)sobre parâmetros do metabolismo energético, estresse oxidativo, apoptose, inflamação, neurodegeneração e vascularização em cérebro, tecidos periféricos, sangue e/ou líquido cefalorraquidiano. Ainda, foi investigado o efeito in vitro de derivados tóxicos da glicose, incluindo metilglioxal e proteínas glicadas não enzimaticamente (AGEs), sobre medidas de função mitocondrial, estresse oxidativo e neovascularização em suspensões mitocondriais obtidas a partir de músculo esquelético e fígado, bem como, em fibroblastos primários preparados a partir de pele de rato, e em células de retina (linhagem humana). A persistente hiperglicemia ocasionou estresse oxidativo o qual não conseguiu ser prevenido com a administração exógena de insulina. Esta situação pareceu ser a responsável pela severa deficiência no metabolismo energético observada nos animais tratados com STZ. Além disso, nos animais hiperglicêmicos, foi detectada uma marcada atividade da creatinaquinase mitocondrial e/ou total, provavelmente como um mecanismo compensatório para manter o estado energético da célula em situações de severo estresse oxidativo. Ainda, a hiperglicemia provocou o desenvolvimento de neurodegeneração e induziu a apoptose. Em concordância, a exposição de MG e MG-BSA em sistemas in vitro, também demonstrou inibições no metabolismo energético, estresse celular e angiogênese. Estes resultados demonstram que a hiperglicemia provoca deficiência no metabolismo energético celular e induz ao estresse oxidativo, e a normalização dos níveis glicêmicos foi bastante eficiente na prevenção destes processos, provavelmente devido às mudanças epigenéticas que estão relacionadas com o aumento na produção de EROs

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Bioquímica / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:33:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013Bitstream added on 2014-09-24T20:21:05Z : No. of bitstreams: 1 317556.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Na atualidade as doenças cardiovasculares representam a principal causa de mortes no mundo, sendo esta situação reflexo do estilo de vida populacional. A aterosclerose, uma das principais causa das doenças cardiovasculares, inter-relaciona diversos fatores de risco que convergem em um ponto: a produção anormal de espécies reativas de oxigênio (EROs). O aumento de EROs, e a subsequente queda na biodisponibilidade de óxido nítrico (oNO) têm sido proposto como o mecanismo patogênico da disfunção endotelial. Superóxido (O2o-) produzido principalmente pela mitocôndria endotelial reage rapidamente com oNO produzindo peroxinitrito, uma espécie reativa de nitrogênio (ERNs) que causa alterações profundas na mitocôndria, superprodução de EROs, conduzindo a disfunção endotelial e morte celular. Estes fenômenos têm sido implicados no início e na progressão do processo aterosclerótico. Este estudo teve por objetivo principal a determinação do efeito de um fluxo de peroxinitrito promovido por 1,3-morfolinosidnonimina (SIN-1), sobre a função mitocondrial e endotelial de células endoteliais de aorta bovina (BAEC). Além disso, investigamos se o disseleneto de difenila (PhSe)2, um simples composto orgânico de selênio, poderia ser utilizado como uma estratégia farmacológica para proteção contra os danos causados pelo peroxinitrito, tendo em vista as importantes propriedades antioxidantes descritas para este composto. Nossos resultados experimentais mostraram que a exposição à SIN-1 (250 ?M) causou um profundo comprometimento no consumo de oxigênio, na geração de energia e na capacidade de reserva mitocondrial nas BAEC. A disfunção mitocondrial resultou em produção adicional de peroxinitrito, amplificando o fenômeno e levando a disfunção endotelial. Além disso, observamos um extensivo declínio no potencial de membrana mitocondrial ( m), induzido pelo peroxinitrito, e este evento foi associado à morte celular apoptótica. Por outro lado, o pré-tratamento das BAEC com (PhSe)2, foi capaz de prevenir os danos celulares mediados pelo peroxinitrito possivelmente por promover um aumento na expressão de duas diferentes isoformas da enzima peroxirredoxina (Prx). O aumento na expressão da Prx em conjunto com a melhora no sistema antioxidante vinculado à glutationa (GSH), já demonstrado anteriormente por nosso grupo, contribui para a melhoria do sistema antioxidante nas células endoteliais, tornando-as mais resistentes ao dano oxidativo.<br> / Abstract : Nowadays cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide, and this situation reflects the lifestyle of the population. Atherosclerosis, one of the main causes of cardiovascular disease, interrelates several risk factors that converge on one point: the abnormal production of reactive oxygen species (EROs). The increase in EROs and the subsequent decrease in the bioavailability of nitric oxide (oNO) have been proposed as the pathogenic mechanism of endothelial dysfunction. Superoxide (O2o-) mainly produced by endothelial mitochondria rapidly reacts with oNO producing peroxynitrite, a reactive nitrogen species (ERNs) which causes profound changes in the mitochondria, overproduction of EROs, leading to endothelial dysfunction and cell death. These phenomena have been implicated in the onset and progression of the atherosclerotic process. This study was designed to determine the effect of a flow of peroxynitrite promoted by 1,3-morpholinylsydnonimine (SIN-1), in mitochondrial and endothelial function of bovine aortic endothelial cells (BAEC). Furthermore, we investigated whether diphenyl diselenide (PhSe)2 , a simple organic selenium compound, could be used as a pharmacological strategy for protection against peroxynitrite-mediated damage, taking into account the significant antioxidant properties described for this compound. Experimental results showed that overnight exposure to SIN-1 (250 µM) caused a profound impairment on oxygen consumption, energy generation and reserve capacity in mitochondria of BAEC. Mitochondrial dysfunction resulted in an additional intracellular production of peroxynitrite, amplifying the phenomenon and leading to endothelial dysfunction. Moreover, we observed an extensive decline in mitochondrial membrane potential (??m), induced by peroxinytrite, and this event was associated with apoptotic-type cell death. In another hand, pretreatment of BAEC with (PhSe)2, was capable to prevent peroxynitrite-mediated cell damage possibly by promoting an increase in the expression of two different isoforms of peroxiredoxin (Prx) enzyme. The increase in the expression of Prx together with the amelioration of the glutathione (GSH) antioxidant system, previously demonstrated by our group, contributes to the improvement of the antioxidant system in endothelial cells, making them more resistant to oxidative damage.