Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina la acción del Bioactivador Fisiológico “OB-150350” en la capacidad fotosintética midiendo parámetros que tienen relación directa con la capacidad fotosintética, como la concentración de pigmentos fotosintéticos, biomasa, medidas biométricas, variación de la concentración de CO2, contenido relativo de agua (CRA) y síntesis de carbohidratos (trehalosa, manitol y glucosa) para Solanum lycopersicum L. variedad comercial Río Grande durante el estadio de floración, cultivado a nivel de invernadero. / Tesis

Orientador: Roberto Fioravante Carelli Fontes / Resumo: A teoria do Balanço Energético Dinâmico (DEB, do inglês “Dynamic Energy Budget”) proporciona uma forma sistêmica de compreender processos metabólicos por meio da dinâmica energética envolvida no desenvolvimento e crescimento de organismos. Dividimos este trabalho em três capítulos, na qual a base teórica do modelo é o primeiro capítulo, descrevendo os processos matemáticos envolvidos no crescimento de organismos dentro da teoria DEB. O segundo capítulo é uma aplicação do modelo DEB para avaliar o potencial de crescimento através de regiões ótimas para o metabolismo de mexilhões Perna perna na costa da Plataforma Continental Sudeste do Brasil. Essa região possui condições geomorfológicas e oceanográficas específicas e a região costeira é influenciada pela água continental e material orgânico proveniente da região. Levantamos parâmetros ecofisiológicos relevantes ao modelo disponíveis na literatura e fizemos simulações controladas para compreender a dinâmica dos parâmetros estudados em condições ambientais distintas. Aplicamos um modelo de DEB com os as variáveis ambientais regionais, evidenciando regiões onde o metabolismo do organismo tem uma performance ótima e consistente ao longo da costa. Discutimos as implicações socioecológicas dessas simulações, e recomendamos o método para obter uma perspectiva espacial da eficácia do cultivo de mexilhões para fins de ressaltar os serviços ecossistêmicos prestados por esses organismos. O terceiro e último capítulo é uma conclusão gera... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Dynamic Energy Budget theory (DEB) provides a systemic framework for understanding metabolic processes, represented by energy dynamics throughout an organism's growth and development. We divide this work into three chapters, where the first one explains the mathematical processes involved in growth within the DEB model. The second chapter details an application of the DEB model to assess growth potential, identifying optimum regions for the brown mussel Perna perna’s development throughout the coastal Southeastern Brazilian Shelf. This region has specific oceanographic and geomorphologic conditions, and its coast is influenced by local continental water and organic matter output. We gathered ecophysiological parameters in the literature relevant to our model and performed a parameter exploration to understand how these parameters interact with different environmental conditions. The DEB model is then applied using regional environmental parameters. Our results highlight regions where the organism’s metabolism performs in a consistent optimum along the coast. We discuss the socialecological implications from our simulations and recommend the method to obtain a spatial perspective for the mussel farming efficiency, allowing us to emphasize the ecosystem services provided by this organism. The third and last chapter is a general conclusion from this theme, where we point out the importance of spatializing metabolic data to understand ecological systems and project scenarios ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Durante muchos años, el dióxido de cloro ha sido utilizado por su principal característica como desinfectante, abarcando diversas áreas de aplicación como la sanitaria, alimenticia, industrial, etc. La evidencia reportada hasta la fecha cita diversos estudios en modelos animales, desde revisiones sobre la toxicocinética hasta la aplicación o usos del compuesto. Su poder como bactericida, virucida y eliminador microbiológico lo convirtió en una fuente de control y potabilización de aguas. La controversia generada actualmente es sobre el uso de este compuesto para el tratamiento y control de la COVID-19. Se ha evidenciado incongruencia con algunos resultados reportados y que su aplicación en pacientes positivos a SARS-CoV-2 o para prevenir COVID-19 puede tener efectos adversos, como un acrecentado número de intoxicaciones y, en otros casos, la muerte. En la presente revisión se detalla, a partir de la evidencia científica reportada, los efectos de este compuesto sobre la salud y la interacción con el virus SARS-CoV-2. / For many years, chlorine dioxide has been used for its main characteristic as a disinfectant, covering various areas of application such as sanitary, food, industrial, etc.The evidence reported to date cites various studies in animal models, from reviews on toxicokinetics to the application or uses of the compound. Its power as a bactericide, virucidal and microbiological eliminator made it a source of water control and purification.The controversy currently generated is about the use of this compound for the treatment and control of COVID-19.There has been evidence of inconsistency with some reported results and that its application in SARS-CoV-2 positive patients or to prevent COVID-19 may have adverse effects, such as an increased number of poisonings and, in other cases, death. In the present review it is detailed, from the scientific evidence reported, the effects of this compound on health and the interaction with SARS-Cov-2 virus.

Grado de doctor en ciencias biomédicas / La enzima ADAR1 (Adenosina Deaminasa específica de RNA 1) presenta una expresión aumentada en diversos tumores, incluyendo el cáncer de mama. Múltiples análisis bioinformáticos y experimentales han revelado que la edición del mRNA mediada por esta proteína afecta preferentemente regiones intrónicas o regiones no traducibles del mRNA (UTRs), modificando la expresión o estabilidad de los transcritos editados por esta proteína. Adicionalmente, un grupo significativo de los genes editados en las regiones UTRs por ADAR1 están asociados a la respuesta al daño del DNA y puntos de control del ciclo celular, los cuales han sido relacionados a la progresión del cáncer de mama. A la fecha, no se ha determinado el efecto de la sobreexpresión de ADAR1 y el impacto de la edición de estos transcritos sobre la proliferación y la respuesta al daño del DNA de este tipo de cáncer, donde existe una alta expresión de esta enzima. Así, este trabajo propuso la siguiente Hipótesis: “La expresión de la enzima ADAR1 regula la estabilidad de los mRNAs de genes que participan en la respuesta al daño del DNA y puntos de control del ciclo celular, promoviendo el estrés replicativo y la proliferación celular en adenocarcinoma mamario” proponiendo como objetivo general determinar el efecto de la enzima ADAR1 sobre la expresión de genes asociados a los procesos de respuesta al daño del DNA y control del ciclo celular; y caracterizar su efecto sobre la replicación y proliferación celular, en el adenocarcinoma mamario. Para comprobar esta hipótesis se llevaron a cabo los siguientes objetivos específicos: 1. Analizar el efecto de la expresión de ADAR1, en la expresión y estabilidad de los mRNAs de genes asociados a los procesos de respuesta al daño del DNA y control del ciclo celular en las líneas celulares MCF-7 y ZR-751; 2. Determinar el efecto de la expresión de ADAR1 sobre el estrés replicativo en las líneas celulares MCF-7 y ZR-751; 3. Evidenciar el efecto de la expresión de ADAR1 sobre la proliferación en las líneas celulares MCF-7 y ZR-751; y 4. Analizar la expresión de ADAR1 y la edición de mRNAs de genes que participan en los procesos de respuesta al daño del DNA y control del ciclo celular, en muestras de pacientes con adenocarcinoma mamario. Los resultados muestran que la disminución de la expresión de ADAR1 en células ZR-751 produce cambios significativos en la estabilidad de los mRNAs editados por ADAR1 involucrados en los procesos de respuesta al daño del DNA, replicación y proliferación celular. Estos cambios se relacionaron con una disminución de la proliferación y un incremento en la apoptosis. Adicionalmente, células MCF7 y ZR-751 que presentan una disminución en la expresión de ADAR1, presentan una disminución significativa de la actividad de la cascada transduccional de respuesta al daño en el DNA y una acumulación en la fase S del ciclo celular. Por otro lado, el análisis de una cohorte de pacientes con cáncer de mama (The Cancer Genome Atlas, TCGA), mostró que los tumores presentan un mayor número de variantes, generadas por ADAR, en los UTRs analizados, en comparación a tejido mamario no tumoral. Finalmente, pacientes cuyos tumores presentan una mayor expresión de ADAR1 o número de variantes en sus UTRs, tienen una sobrevida significativamente menor que pacientes con baja expresión ADAR1. Así, este trabajo demuestra que ADAR1 desempeña un papel importante en la progresión de BRCA a través de la regulación de la estabilidad y expresión de genes que están involucrados en la replicación y la proliferación, afectando a la proliferación celular, viabilidad y respuesta al daño del DNA. / The double stranded RNA-specific adenosine deaminase (ADAR1) enzyme has an increased expression in various tumors, including breast cancer (BRCA). Multiple bioinformatic and experimental analyzes have revealed that mRNA editing mediated by ADAR1 preferentially affects intronic or untranslated regions (UTRs) of the mRNA, modifying the expression or stability of the edited transcripts. In addition, a significant group of genes edited in UTRs regions are associated with DNA damage response and cell cycle control points, which have been linked to breast cancer progression. However, the effect of the overexpression of ADAR1 and the impact of the editing of these transcripts on the proliferation and response to DNA damage of this type of cancer, where there is a high expression of this enzyme, has not been determined.This work aims to determine ADAR1 expression role on genes associated in DNA damage response and cell cycle, to further characterize its effect on replicative stress and proliferation in breast cancer. Based on that, the following hypothesis was formulated: "ADAR1 expression regulates the mRNAs stability of genes involved in the DNA damage response and cell cycle check points, promoting replicative stress and cell proliferation in breast cancer". With the following specific aims: 1. To Analyze the ADAR1 expression role on mRNA expression and stability of genes associated with DNA damage response and cell cycle processes in MCF-7 cell lines and ZR-751. 2. To determine the ADAR1 expression effect on replicative stress in MCF-7 and ZR-751 cell lines. 3. To demonstrate the ADAR1 expression effect on proliferation in cell lines MCF-7 and ZR-751 and 4. To analyze the ADAR1 expression pattern and RNA editing on genes involved in the DNA damage response and cell cycle control from patients with breast adenocarcinoma. Our results demonstrate that decreased ADAR1 expression in ZR-751 cells produces significant changes on mRNAs stability of edited transcripts by ADAR1 involved in DNA damage response and DNA replication. Furthermore, ADAR1 knock down cells shown a decreased proliferation, viability and an increased apoptosis, in comparison to control cells. Moreover, MCF7 and ZR-751 knock down cells exhibit a significant decrease of their DNA damage response activation with a significant accumulation on S phase, suggesting an impair cell cycle progression of these cells. Finally, breast cancer patients from The Cancer Genome Atlas shown an increased number of A to G variants, addressable to ADAR1 in their UTRs, compared to control patients from this cohort. Finally, patients with an increased ADAR1 expression or variants counts in their UTRs have shown a decreased overall survival, suggesting that ADAR1 function has an implicit clinical outcome. Taken together, this work shows that ADAR1 plays an important role in BRCA progression through the regulation of mRNA stability and expression from genes that are involved in the replication stress and proliferation, affecting the cell proliferation, DNA damage response and viability allowing the development of malignant phenotypes in breast cancer cells. / 22/11/2019

El carcinoma tiroideo (CT) está generalmente caracterizado por un curso lento y es potencialmente curable cuando se descubre en etapas tempranas. El tipo histológico más frecuente (80-95%) es el carcinoma tiroideo papilar (CTP). La mayoría de los pacientes con CT tienen bajo riesgo de muerte. Son factores de mal pronóstico la edad al diagnóstico (<16 años y >45 años), el sexo masculino y los antecedentes de cáncer tiroideo familiar, tanto como la recurrencia y persistencia de la enfermedad. Las recurrencias locales ocurren en 5-20%, y cerca de los dos tercios están localizados en áreas ganglionares cervicales. / Trabajo de investigación

Magister en biomedicina celular y molecular / La enfermedad de Chagas, causada por el parásito Trypanosoma cruzi (T. cruzi), constituye un problema de Salud Pública a nivel mundial, cada vez más relevante. Durante la transmisión congénita, el parásito alcanza al feto vía sanguínea atravesando la barrera placentaria compuesta por el trofoblasto (epitelio bi-estratificado), estroma vellositario (tejido conectivo de las vellosidades coriónicas libres) y endotelio de los capilares fetales, así como las láminas basales que separan los diferentes epitelios. La enfermedad de Chagas congénita es producto de una compleja interacción entre el parásito, las respuestas inmunes de la madre y del feto/recién nacido y factores placentarios, siendo estos últimos los menos estudiados. Aún no se conoce con exactitud los mecanismos de invasión del parásito durante la infección congénita. Las bajas tasas de transmisión sugieren la existencia de factores antiparasitarios placentarios locales. Los epitelios constituyen una barrera física contra los patógenos y el recambio de los mismos se considera parte de la respuesta inmune innata. T. cruzi induce proliferación, diferenciación (sincicialización) y muerte celular programada de tipo apoptosis en el trofoblasto, sugiriendo un aumento en el recambio epitelial en este tejido en particular. La caspasa 8, una molécula relacionada con la apoptosis, es también fundamental en el proceso de diferenciación y no sólo en muerte celular en el trofoblasto. En esta tesis se estudió la participación de la caspasa 8 en respuesta a la infección con T. cruzi en una línea celular de trofoblasto humano (BeWo). Para ello, se trabajó con la línea celular de trofoblasto (BeWo), expuestas a tripomastigotes de T. cruzi (cepa Y) en bajas y altas concentraciones, suero fetal bovino, Forskolina, Staurosporina y/o inhibidor de actividad de la caspasa 8 durante 48 horas. T. cruzi induce clivaje y subsecuente activación de la caspasa 8. La inhibición de esta proteasa permite un incremento de la carga parasitaria a expensas del número de amastigotes en las células infectadas. Así mismo, la inhibición de caspasa 8 altera el proceso de diferenciación y muerte celular sin alterar la proliferación. Los resultados entregados en la presente tesis, basados en un modelo in vitro, sugieren claramente que la proteína caspasa 8 está involucrada en la respuesta celular defensiva frente a la infección por T. cruzi, aportando mayores conocimientos acerca de la interacción hospedero-parásito en el Chagas congénito. / Chagas disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi (T. cruzi), constitutes a public health problem around the world, every time more relevant. In congenital transmission, the parasite reaches the fetus through the blood, crossing the placental barrier formed by trophoblast, (bi-stratified epithelium), villous stroma (connective tissue of the free chorionic villous) and endothelium of fetal capillaries, as well as basal laminae that separates both epitheliums. Congenital Chagas disease is the consequence of complex interaction between the parasite, the immune responses from the mother and the fetus/newborn and placental factors, being the latter the least-studied factor. Even not known exactly the invasion mechanism of the parasite during congenital infection. Low transmission rates suggest the presence of local placental defense mechanisms. Epithelium constitute a physical barrier against pathogens and their turnover is considered part of innate immune response. T. cruzi induces proliferation, differentiation and apoptosis in the trophoblast, suggesting an increase in trophoblast turnover. Caspase 8 is an essential molecule not only during apoptotic cell death but also during trophoblast differentiation. On this work we study the role of caspase 8 in response to T. cruzi infection in BeWo cells (a trophoblast cell line). For this, BeWo cells were exposed to T. cruzi trypomastigotes (Ypsilon strain) in high and low concentrations, fetal bovine serum, Forskolin, Staurosporine and IETD-CHO (caspase 8 inhibitor) during 48 hours. T. cruzi induces cleavage of caspase 8 and its activity. The inhibition of caspase 8 activity increases parasite infection by increasing the number of intracellular parasites. As expected, inhibition of caspase 8 does not affect cell proliferation, but disrupts the cellular differentiation and apoptotic cell death. This results shown in this work, based on an in vitro model, clearly suggest that caspase 8 is implicated in the defensive cellular response on T. cruzi infection providing knowledge about host-parasite interaction on congenital Chagas.

La hipersalinidad puede causar estrés osmótico asociado a la deshidratación y a la gradual acumulación de iones en el medio intracelular, lo cual es capaz de inducir a un estrés y daño oxidativo debido a la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ROS). Esto puede generar una reducción en el desempeño fotosintético e inducir la síntesis de moléculas antioxidantes como ascorbato (ASC) y glutatión (GSH), así como la expresión de genes que codifican para proteínas antioxidantes y para enzimas relativas a tolerancia salina. Naturalmente, el aumento de salinidad en el medio ambiente marino puede ser observado en los periodos de bajamar del intermareal, cuando eventos de evaporación y desecación producen hipersalinidad. Asimismo, el exceso de sales en el medio marino se genera por efectos antrópicos, como en el caso de desalinización de agua de mar para obtener agua dulce. Este proceso, realizado por plantas de desalación, genera un efluente residual de salmuera, generalmente, descartada hacia el medio submareal, lo cual podría provocar un estrés osmótico en las comunidades bentónicas marinas. El objetivo de esta Tesis fue determinar mecanismos de tolerancia a nivel fisiológico y metabólico de macroalgas para tolerar hipersalinidad, así como también evaluar su potencial uso como herramientas de biotecnología ambiental para el monitoreo de salmueras de desalación. Primero, se evaluó la exposición a hipersalinidad de dos poblaciones de la macroalga verde intermareal Ulva compressa, provenientes del intermareal de una localidad contaminada (Ventanas) y una no contaminada (Cachagua). Los resultados mostraron que aumento de la salinidad causó perturbaciones a nivel fisiológico y metabólico en ambas poblaciones. Pero la población de proveniente Ventanas mostró un metabolismo deprimido, observado por un menor rendimiento fotosintético, mayor estrés y daño oxidativo y la sobreexpresión de genes que codifican para enzimas antioxidantes. Esto confirmaría que el largo historial de exposición a diferentes contaminantes de la población intervendría en las respuestas de estrés salino, causando respuestas de tolerancia interpoblacional de las especies de macroalgas. Segundo, se analizó la exposición a la descarga de salmuera de la macroalga parda Ectocarpus a través de experimentos de trasplantes en sitios cercanos a la tubería de descarga (10 y 30 m) de una planta de desalación de agua de mar en Antofagasta, Chile. Los resultados evidenciaron la disminución de la actividad fotosintética, el aumento del estrés y daño oxidativo, la acumulación de ASC, y un decrecimiento de glutatión. También se promovió la sobreexpresión de enzimas relativas a tolerancia salina y enzimas antioxidantes. Este estudio aportó con información para entender los mecanismos de tolerancia frente al estrés salino e identificó biomarcadores celulares para monitorear la salmuera de desalación. Tercero, a través de experimentos de laboratorio con la macroalga parda Dyctiota kunthii, proveniente del Pacífico Norte de Chile, en Antofagasta y otro experimento sobre la especie Dictyota dichotoma del Mar Mediterráneo de España, de Alicante, se compararon en ambas especies, las respuestas a la exposición a valores de hipersalinidades, similares a los encontrados en una descarga de salmuera. Los resultados mostraron un incremento de la producción primaria y requerimientos de luz en ambas especies en condiciones de hipersalinidad, a pesar de una alta acumulación de H2O2 en D. kunthii y el decrecimiento de la eficiencia fotosintética de D. dichotoma. Esto sugirió que ambas especies tendrían estrategias celulares distintas, las cuales se activarían en condiciones de hipersalinidad. Probablemente, estas respuestas estarían vinculadas a la historia de adaptación local de las especies. Cuarto, se evaluó el efecto de la salmuera a través de dos experimentos de trasplante cercanos a la tubería de descarga, el primero a través de la exposición de la especie D. kunthii a la salmuera de una planta de desalación de Antofagasta y otro experimento por medio de la exposición de D. dichotoma a la salmuera de una planta de desalación de Alicante. Los resultados mostraron que la exposición a salmuera causó mayores efectos negativos en D. kunthii identificados por la disminución de la producción primaria y los requerimientos de luz y el exceso de la disipación de energía a través de calor. Mientras que en D. dichotoma se observó un decrecimiento de la máxima fluorescencia, eficiencia fotosintética en los sitios influenciados por salmuera, mientras que la disminución de producción primaria e irradiancia de saturación solo se observó en el trasplante más cercano a la descarga de salmuera. El estrés oxidativo aumentó en ambas especies en los sitios impactados por la salmuera, pero en el caso de D. kunthii fue observado solo en el primer tiempo, volviendo a valores basales a los 7 días, mientras que en D. dichotoma el mayor estrés oxidativo se obtuvo al término del experimento. Este estudio, es un enfoque práctico que podría ser considerado para evaluar potencial impacto por salmuera de desalación. Como conclusión, con esta Tesis se demostró que todas especies de macroalgas utilizadas en este trabajo tuvieron diferentes estrategias celulares de tolerancia para enfrentar la condición de hipersalinidad, y que estas respuestas estarían vinculadas con el tipo de experimentación (sales artificiales o salmuera), especie-especificidad y la historia de adaptación local de cada especie. La relevancia de esta Tesis doctoral es demostrar que la perspectiva interdisciplinar favorece el entendimiento de los mecanismos de tolerancia hacia la hipersalinidad y, para este fin, existen herramientas metodológicas transversales provenientes de la fisiología, bioquímica y molecular que pueden ser aplicadas a nivel internacional y que son viables para incorporar en el sistema de monitoreo ambiental de impacto por salmuera.

El yacón (Smallanthus sonchifolius Poepp & Endl) es una planta nativa de Sudamérica que en su raíz almacena los carbohidratos en forma de inulina y/o fructoligosacáridos (FOS) (polímeros de fructosa), los cuales son reconocidos como fibra dietética y prebiótico. Un prebiótico se define como un alimento no digerible que presenta un efecto favorable para la salud del consumidor, al estimular selectivamente la proliferación de un grupo de bacterias benéficas en el tracto digestivo mejorando así el balance intestinal. El presente trabajo tuvo como objetivos: optimizar las condiciones de elaboración de la harina de yacón, evaluar su contenido de azúcares y evaluar la influencia de dicha harina en el crecimiento de dos bacterias probióticas. Se realizaron dos formas de obtener la harina de yacón en la forma uno mediante una trituración de la muestra, en la forma dos se realizó un licuado, filtrado y concentración en baño de agua a 60°C hasta 20° Brix, en ambas se procedió al secado directamente en estufa, la molienda y el envasado. La cantidad de carbohidratos en la forma uno fue de 87,03% azucares totales, 7,65% azucares reductores y en la forma dos fue de 88,15% azucares totales, 9,03% azucares reductores. En cuanto a su influencia en las bacterias probióticas, Lactobacillus acidophilus y Bifidobacterium brevis se pudo apreciar que favorecen el crecimiento de ambas. Palabras claves: Fructooligosacáridos, inulina, fibra dietética, prebiótico, probiótico, curva de crecimiento. / -- Yacón (Smallanthus sonchifolius Poepp & Endl) is a plant native to South America that at is root store carbohydrates as inulin and /or fructooligosaccharides (FOS) (polymers of fructose), which are recognized as dietary fiber and prebiotic. A prebiotic is defined as roughage favorably affecting the health of consumers, by selectively stimulating the growth of a group of beneficial bacteria in the digestive tract, thereby improving the intestinal balance. This study aim is to optimize the processing conditions yacon flour sugars asses and evaluate the influence of oatmeal into the growth of two probiotic bacteria. By a design that might be considered optimum, optimize flour obtaining, by comparing the two forms obtained, by comparing both and getting an improvement in the amount of total and reducing sugars in which percentages are 88,15 and 3,09 respectively of second form to obtain the yacón flour. As for his influence on probiotic bacteria, Lactobacillus acidophilus and Bifiobacterium brevis could see that yacon flour significantly improved the growth of both bacteria. Keywords Fructooligosaccharides, inuline, dietary fiber, prebiotic, probiotic, bacteria growth. / Tesis

Una de las patologías con mayor impacto en la sociedad mundial es la diabetes que está asociada a complicaciones a largo plazo que causan elevada morbi-mortalidad y su origen multifactorial incluye la desregulación del metabolismo de carbohidratos y de lípidos. Se ha demostrado que numerosas hierbas y suplementos dietarios de origen vegetal poseen propiedades hipoglucemiantes e hipolipemiantes y mejoran el estado general del paciente diabético. Las plantas del género Opuntia, principalmente Opuntia ficus-indica, han sido y siguen siendo las más utilizadas, en particular en México. Con respecto a la especie nativa Opuntia megapotamica, hasta el presente no se ha evaluado su toxicidad ni se han llevado a cabo estudios que analicen sus potenciales propiedades medicinales. El objetivo general de este trabajo de Tesis fue evaluar la toxicidad y los efectos de las harinas de cladodios, de pulpa de frutos y de semillas de Opuntia megapotamica sobre la glucemia y los lípidos de ratas normales y diabéticas a través de la realización de estudios in vivo en los cuales se administró, por vía oral, diferentes dosis de las harinas de la planta. Además, se analizó el contenido y la composición de los lípidos de las harinas de cladodios y de semillas. De los ensayos de toxicidad aguda y sub-aguda se determinó que la harina de pulpa no posee efectos tóxicos mientras que las harinas de cladodios y de semillas generan algunas alteraciones histológicas en el hígado y en el riñón que no se traducen en modificaciones en los parámetros bioquímicos ni en cambios en el comportamiento y en el estado general de los animales. La caracterización lipídica de las harinas de cladodios y de semillas, realizada por primera vez en esta especie de Opuntia, indica que la primera por su elevado contenido en ácidos grasos poliinsaturados podría tener un potencial valor nutracéutico. Con respecto a los efectos sobre la glucemia, se estableció que las tres harinas tienen una marcada acción anti-hiperglucemiante en ratas normales con hiperglucemia transitoria mientras que el suministro de las harinas de cladodios y de semillas, durante 30 días, no modifica la glucemia basal en ratas diabéticas. Sin embargo, en estas últimas se observó un leve aumento en los niveles plasmáticos de insulina que podría indicar un incipiente efecto benéfico de la planta sobre el páncreas. En cuanto a los lípidos, se registró un importante efecto hipolipemiante a nivel plasmático, hepático y renal. Solo la harina de cladodios modifica la actividad de las enzimas hepáticas HMG-CoA reductasa y ácido graso sintasa, claves en la biosíntesis de colesterol y de ácidos grasos, respectivamente. La administración de las harinas de cladodios y de semillas produce marcados efectos positivos sobre el funcionamiento del hígado y una leve tendencia al mejoramiento de la función renal. En conjunto, los resultados obtenidos de estos estudios pre-clínicos aportan una información original y muy útil que puede servir como base para futuros estudios clínicos que permitan sustentar el empleo de Opuntia megapotamica como recurso terapéutico. / Diabetes, one of the pathologies with greatest impact on society worldwide, is associated with long-term complications ending in high morbi-mortality. Its multifactorial origin includes carbohydrate and lipid metabolism deregulation. It has been demonstrated that several herbs and dietary vegetal supplements which have hypoglycemic and hypolipidemic properties improve the general conditions of diabetic patients. Plants from Opuntia genus, mainly Opuntia ficus-indica, have been and still are the most used, specially in México. As to the native species Opuntia megapotamica, no studies have been conducted to date to evaluate its toxicity and its potential medicinal properties. The general objective of this Thesis work was to evaluate Opuntia megapotamica toxicity and the effects that cladode, fruit pulp and seed flours exert on glycemia and lipids in normal and diabetic rats. To this end, in vivo studies were carried out in which different doses of cladodes, fruits pulp and seeds were orally administered. The content and composition of lipids from cladode and seed flours were also analyzed. Results from the analyses focused on acute and sub-acute toxicity reveal that whereas fruit pulp flour has no toxic effects, flours from cladodes and seeds produce some histological alterations in liver and kidney which have no correlations with changes in biochemical parameters or in the behavior and general condition of the animals studied. The lipid characterization of cladode and seed flours, carried out for the first time in this Opuntia species, suggests that because of the high polyunsaturated fatty acid content cladode flour could have a potential nutraceutical value. As to Opuntia megapotamica glycemic effects, it was determined that whereas its three flour types have an important anti-hyperglycemic action in normal rats with transient hyperglycemia, cladode and seed flours administration, during 30 days, does not modify basal glycemia in diabetic rats. In the latter, a slight increase in insulin plasmatic levels was registered and it could indicate an incipient plant beneficial effect on the pancreas. Very important hypolipemiant effects in plasma, liver and kidney lipids were also determined. Only cladode flour was observed to modify the activity of the hepatic enzymes HMG-CoA reductase and fatty acid synthase, both of which have key roles in cholesterol and fatty acid synthesis, respectively. The administration of cladode and seed flours produces not only significant positive effects on liver functioning but also a slight tendency to improve renal function. Taken together, the results collected from these pre-clinical studies provide original and useful data that can serve as basis for future clinical research that will enable sustain the use of Opuntia megapotamica as a therapeutic tool.

Estudos anteriores realizados no Laboratório de Fisiologia Vegetal do IBUSP com Guzmania monostachia demonstraram que quando essas plantas são submetidas ao déficit hídrico ocorre a indução do CAM, com maior expressão desse metabolismo na porção foliar apical. Para outra espécie (Vriesea gigantea), foi verificada a maior atividade da enzima nitrato redutase (NR) na porção basal durante o período diurno. Em uma bromélia terrestre (Ananas comosus) foi observada a sinalização por citocininas tanto na indução da expressão gênica, quanto na ativação da NR. Outros laboratórios evidenciaram que plantas de Mesembryanthemum crystallinum induzidas ao CAM apresentaram uma provável regulação negativa da fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) por citocininas. Em decorrência desses conhecimentos acumulados, surgiram novos questionamentos: haveria variações diuturnas da atividade das enzimas PEPC e NR nas diferentes porções das folhas de G. monostachia induzidas ao CAM? A maior disponibilidade de esqueletos carbônicos à noite (acúmulo de acidez) influenciaria positivamente a atividade da NR, deslocando seu pico de atividade para o período noturno? As variações dos teores endógenos de citocininas acompanhariam as possíveis mudanças da atividade da PEPC e da NR, indicando, assim, a participação dessa classe hormonal na regulação dessas enzimas? O presente trabalho teve por objetivo principal investigar uma possível regulação da atividade das enzimas PEPC e NR por citocininas em folhas destacadas da bromélia epífita com tanque, Guzmania monostachia (Bromeliaceae) induzidas ao CAM. Foi esperado com esta pesquisa aprofundar os estudos sobre a inter-relação entre o comportamento fotossintético, a capacidade de assimilação de nitrogênio e a possível regulação das atividades da PEPC e da NR por citocininas endógenas. Análises de acidez titulável, ácidos orgânicos, amido endógeno e da atividade da enzima malato desidrogenase (MDH) foram realizadas, confirmando a indução do CAM nas folhas isoladas de G. monostachia mantidas em polietilenoglicol (PEG) a uma concentração de 30%. O uso desse composto foi eficiente na redução do conteúdo relativo de água e na imposição da deficiência hídrica foliar. Além disso, pôde-se verificar a maior expressão do CAM na porção apical das folhas mantidas em PEG 30%, quando comparada à porção basal. Análises da atividade da PEPC e da NR permitiram verificar a separação espacial dessas enzimas. A primeira apresentou maior atividade no ápice foliar, enquanto a segunda mostrou a maior atividade na porção basal. Apesar disso, não foi observada a separação temporal dessas enzimas, uma vez que ambas apresentaram picos de atividade noturna. A maior atividade da NR durante o período escuro (01 hora) foi verificada nas folhas-controle ou sob deficiência hídrica. Esse resultado sugere que outros fatores, diferentes do metabolismo CAM, influenciaram para a ocorrência da maior atividade dessa enzima durante o período noturno. Os resultados obtidos ainda sugerem que as citocininas possivelmente atuaram como um regulador negativo para a atividade da PEPC durante o dia, uma vez que os maiores níveis endógenos desse hormônio foram observados durante esse período, enquanto a maior atividade dessa enzima foi verificada durante a noite, quando os teores de Z+iP decaíram significativamente. A aplicação de Z ou iP resultou também num decréscimo da atividade dessa enzima. Por outro lado, as citocininas atuaram como um provável regulador positivo para a atividade da NR, uma vez que a maior atividade noturna dessa enzima foi antecedida em 3 ou 6 horas pelos maiores níveis endógenos de citocininas na porção basal das folhas mantidas em água ou PEG 30%, respectivamente. A aplicação de citocininas-livres aumentou significativamente a atividade da NR na base das folhas destacadas mantidas em água ou PEG 30% / Prior studies undertaken in the Laboratory of Plant Physiology on IBUSP with Guzmania monostachia have shown that during water shortage, CAM induction occurs with greater expression in the apical portion of the leaf. In the case of another species (Vriesea gigantean), more intense nitrate reductase (NR) enzyme activity was observed in the basal portion during the daytime. In a certain terrestrial bromeliad (Ananas comosus), signaling by cytokinins, both in the induction of gene expression as well as NR activation, was observed. According to other laboratories, the cytokinins seem to play a negative regulation of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) in CAM induced Mesembryanthemum crystallinum plants. As a result of accumulated knowledge, new questions have arisen, such as: Are there daily variations in PEPC and NR enzymes activity in the different portions of CAM induced leaves of G. monostachia? Would the more pronounced nocturnal availability of carbon skeletons (accumulation of acidity) positively influence NR activity, with consequential displacement of its peak of activity to this period? Would variations in endogenous cytokinins concentration accompany possible changes in PEPC and NR activity, thereby indicating the participation of this hormonal class in their regulation? The main aim in the present study was to investigate the possible regulation of PEPC and NR activity by cytokinins in detached CAM-induced leaves of the epiphyte tank bromeliad Guzmania monostachia (Bromeliaceae). The expectations with this research were to study more deeply the inter-relationship between photosynthetic behavior, the capacity for nitrogen assimilation and the possible regulation of PEPC and NR activity by endogenous cytokinins. Analyses of titratable acidity, organic acids, endogenous starch and malate dehydrogenase (MDH) enzyme activity confirmed CAM induction in isolated leaves of G. monostachia kept in polyethylene glycol (PEG) at a concentration of 30%. The use of this compound was efficient in reducing relative water content and imposing leaf water deficiency. Furthermore, compared to the basal portion, greater CAM expression could be observed in the apical portion of leaves kept in PEG 30%. Analyses of PEPC and NR activity allowed detecting their mutual spatial separation, seeing that, in the first greater activity was concentrated in the leaf apex, while in the second this was more pronounced in the basal portion. Even so, no temporal separation could be observed, since peak of activity for both occurred at night. The peak of nocturnal NR activity (1 hour) was observed in control leaves or those undergoing water deficiency, thereby implying that factors, other than CAM metabolism, exerted an influence on the occurrence of more intense activity of this enzyme at this time. Furthermore, there were indications that cytokinins possibly act as a negative regulator of PEPC activity during the daytime, when the highest endogenous levels of this hormone were observed, whereas it was apparent that the most intense activity of this enzyme actually occurred at night, when Z+iP rates decreased significantly. Z or iP application also induced a decrease in the activity of this enzyme. On the other hand, the cytokinins acted as a positive regulator of NR activity, since the nocturnal peak of activity of this enzyme was preceded by 3 or 6 hours by higher endogenous levels of cytokinins in the basal portion of leaves maintained in water or PEG 30%, respectively. The application of free cytokinins induced a significant increase in NR activity in the base of detached leaves kept in water or PEG 30%