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Efeito da hiperóxia na oxigenação muscular periférica no início do exercício dinâmico de alta intensidade em pacientes não-hipoxêmicos ou levemente hipoxêmicos com Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) / Effects of Hyperoxia on the Dynamics of Skeletal Muscle Oxygenation at the Onset of Heavy Intensity Exercise in Non-or Mildly-Hypoxemic Patients with COPDSiqueira, Ana Cristina Barroso de [UNIFESP] 28 October 2009 (has links) (PDF)
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Previous issue date: 2009-10-28 / Ha evidencias de que o fluxo microvascular de oxigenio (QO2mv) limita a taxa de aumento da captacao de oxigenio ( O2) no inicio do exercicio intenso em pacientes com doenca pulmonar obstrutiva cronica (DPOC). Entretanto, ainda nao esta claro se a suplementacao de O2 poderia acelerar a cinetica do O2 atraves da melhora do QO2mv em pacientes nao-hipoxemicos ou levemente hipoxemicos. Assim, o objetivo do estudo foi investigar se a suplementacao aguda de O2 (HiOX=50%O2) poderia alterar a dinamica entre oferta e O2 microvascular na transicao do exercicio leve para o intenso, alem de avaliar se os possiveis efeitos da HiOX na oxigenacao tecidual tissular teriam efeito modulador na cinetica da utilizacao muscular de O2. Para tal, foram avaliados 19 pacientes do sexo masculino, nao-hipoxemicos ou levemente hipoxemicos (PaO2>60mmHg) portadores de DPOC de gravidade moderada a acentuada (VEF1/CVF < 0,7 e VEF1 entre 30 e 60% do previsto) e estaveis clinicamente, durante exercicio submaximo de alta intensidade (80% da maxima atingida no exercicio incremental em cicloergometro). Neste contexto, foram investigados os efeitos da HiOX em comparacao com normoxia (NOX = 21% O2) na cinetica do O2 mensurado em nivel pulmonar (p) e da extracao fracional de O2 (HHb mensurada pela espectroscopia por raios quase infravermelhos - NIRS) no vasto lateral. A HiOX esteve associada com aumento na tolerancia ao exercicio (p<0,05) alem de reducao da concentracao de lactato, sensacao de dispneia e desconforto muscular corrigidos para o tempo de duracao do exercicio (Tlim) (N=19). Nos 11 individuos com sinais adequados para estudo da cinetica, a extracao fracional de O2 estimada acelerou-se (DHHb: t= 4.8 } 2.4 s vs. 6.7 } 3.0 s; P<0.05) e um subsequente fenomeno de govershoot h foi observado em 7/11 pacientes, sugerindo prejuizo no QO2mv. Entretanto, durante o periodo estado-estavel, houve reducao dos valores de HHb em 9/11 pacientes sugerindo melhora do QO2mv. Como consequencia desse efeito dual da HiOX no QO2mv (i.e, reducao seguida de melhora), a cinetica do O2p foi acelerada em 6 pacientes mas lentificada em outros 5 pacientes. De forma interessante, observamos que pacientes que apresentaram aceleracao da cinetica do O2p com HiOX tambem apresentaram maiores reducoes dos valores de DHHb no estado-estavel comparados aos demais pacientes (HiOX . NOX= -23.4 (-55.5 to -5.8) ƒÊM/cm vs. -0.62 (-22.6 to 10.7) ƒÊM/cm; p<0.05). Adicionalmente, houve correlacao significativa entre reducao dos valores de DHHb no estado-estavel e aceleracao na cinética do O2 com HiOX (R= 0.61; p<0.05). Em conclusão, HiOX melhorou a tolerância ao exercício físico, além de ter resultado em redução significativa da dispnéia, percepção de fadiga periférica e lactato corrigidos pelo tempo de exercício em pacientes com DPOC não-hipoxêmicos ou levemente hipoxêmicos. Entretanto, nosso resultados indicam que houve prejuízo transitório no QO2mv no início do exercício, que foi compensado por melhora subseqüente, justificando assim os efeitos heterogêneos do O2 na cinética do O2p. Portanto, as consequências da HiOX na taxa de aumento do metabolismo oxidativo no início do exercício intenso nessa sub-população de pacientes parece depender de um complexo balanço entre os efeitos negativos iniciais no fluxo sanguíneo microvascular e as posteriores conseqüências positivas nos determinantes difusivos e/ou convectivos do transporte capilar-muscular de O2. / There is convincing evidence that impaired microvascular O2 delivery (Q LO2mv) to the peripheral muscles limits the rate of increase in pulmonary O2 uptake ( O2p) at the onset of supra-gas exchange threshold exercise in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). It is currently unclear, however, whether O2 supplementation could actually improve Q LO2mv thereby accelerating O2p kinetics in patients who are not overtly hypoxemic (PaO2 > 60 mmHg). We therefore investigated the effects of hyperoxia (HiOX= 50% O2) and normoxia (NOX) on the kinetics of O2p and fractional O2 extraction in the vastus lateralis ( [deoxy- Hb+Mb] by near-infrared spectroscopy) in 11 non- or mildly-hypoxemic patients. HiOX increased exercise tolerance compared to NOX (P<0.05). At the on-exercise transient, however, HiOX was associated with faster [deoxy-Hb+Mb] kinetics (= 4.8 } 2.4 s vs. 6.7 } 3.0 s; P<0.05) and a response govershoot h in 7/11 patients suggesting impaired Q LO2mv. Subsequently, however, [deoxy-Hb+Mb] decreased to lower steady-state values compared to NOX in 9/11 patients (P<0.05). As a likely consequence of these opposite effects of HiOX on Q LO2mv (i.e., early impairment followed by later improvement), O2p kinetics were accelerated in 6 but slowed in 5 patients. Interestingly, patients in whom HiOX accelerated O2p kinetics showed consistently-larger reductions in gsteady-state h ..[deoxy-Hb+Mb] compared to their counterparts (HiOX . NOX= -23.4 (-55.5 to -5.8) ƒÊM/cm vs. -0.62 (-22.6 to 10.7) ƒÊM/cm; p<0.05). In conclusion, HiOX can transitorily impair the convective flow of O2 to the working peripheral muscles at the onset of heavy intensity exercise in patients with COPD who are not overtly hypoxemic. This effect, however, might be (over)compensated by a subsequent increase in local O2 availability in selected patients. These data seem to provide a mechanistic explanation for the heterogeneous effects of HiOX on O2p kinetics in this patient sub-population. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações
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Oxigênio dissolvido e demanda bioquímica de oxigênio no Rio Uberabinha: um estudo da poluição orgânica biodegradávelShimizu, Wilson Akira 17 October 2000 (has links)
O rio Uberabinha, localizado na região do Triângulo Mineiro, em Minas Gerais,
compõe a sub-bacia do rio Araguari, afluente da bacia do rio Paranaíba, na região hidrográfica
do rio Paraná. Mede, da sua nascente no município de Uberaba à foz no rio Araguari,
aproximadamente 150 km, percorrendo cerca de 135 km no município de Uberlândia. Drena
uma bacia de cerca de 2.190 km2, onde se localizam as captações da água que abastece uma
população que hoje se aproxima de meio milhão de habitantes. Os esgotos produzidos pela
cidade são também todos descarregados no rio. O trabalho consistiu na análises de pH,
temperatura, oxigênio dissolvido e demanda bioquímica de oxigênio em amostras coletadas
em cinco pontos do rio Uberabinha, a partir de uma seção a montante da cidade, até cerca de
20,5 km a jusante do último ponto de lançamento de esgoto, abrangendo uma extensão de
aproximadamente 42 km. Neste trecho, o relevo passa de medianamente dissecado para
intensamente dissecado, com presença de inúmeras corredeiras e cachoeiras. As amostras
foram coletadas de junho de 1999 a maio de 2000 e a vazão também foi medida nos dois
pontos extremos de coleta. Os resultados mostram que os teores de OD sofrem uma redução
ao receber a carga de poluição e gradativamente tendem a recuperar sua taxa de saturação. Em
contrapartida, a DBO segue uma curva inversa, denotando a atuação do fenômeno da
autodepuração, embora dentro do trecho estudado não se verifique ainda a completa remoção
da carga orgânica. / The Uberabinha River, located in the region of Triângulo Mineiro, in the state of
Minas Gerais, Brazil, is part of the Araguari River sub-basin. From its head in the city of
Uberaba to its mouth in the Araguari River, it measures approximately 150 km, spanning
about 135 km in the municipality of Uberlândia. The river drains a watershed of about 2.190
km2, from which water is collected to supply a population that approaches half a million
inhabitants. Later, the sewage produced by the city is also discharged directly into the river.
This research consisted in the analyses of pH, temperature, dissolved oxygen and biochemical
oxygen demand of samples collected in five points of the Uberabinha River, from a section
starting upstream of the urban area down to 20.5 km downstream the last point of sewage
discharge, encompassing approximately 42 km. In this river section, the landforms go from
low to medium hills with many rapids and waterfalls. The samples were collected from June
1999 to May 2000 and the water flow was measured on the two extremes of the studied river
section. The results show that the dissolved oxygen values are reduced when receiving the
sewage and it tends to slowly return to its normal saturation rate. On the other hand, the
biochemical oxygen demand follows a reverse path, as a result of the natural phenomenon of
self-restoration even though the organic material is not yet completely removed from the
studied river section. / Dissertação (Mestrado)
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Estudo do reparo das lesões induzidas no DNA de Escherichia coli pela radiação ultravioleta C (UVC) / Study of the repair of lesions induced in Escherichia Coli DNA by ultravioletc radiation (UVC)Antonio Carlos Tavares da Silva Júnior 07 December 2011 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Didaticamente, podemos dividir o espectro da radiação ultravioleta (UV) em três faixas: UVA (400 a 320 nm), UVB (320 a 290 nm) e UVC (290 a 100 nm). Apesar do UVC ou UV-curto ser eficientemente filtrado pela camada de ozônio da Terra e sua atmosfera, este é uma das faixas do espectro de UV mais usadas para explorar as consequências de danos causados ao DNA, já que a letalidade induzida por este agente está relacionada aos danos diretos no genoma celular, como as lesões dímero de pirimidina, que são letais se não reparadas. Contudo, demonstrou-se que a radiação UVC pode gerar espécies reativas de oxigênio (ERO), como o oxigênio singleto (1O2). Embora, o radical hidroxil (OH) cause modificações oxidativas nas bases de DNA, alguns trabalhos indicam que o 1O2 também está envolvido nos danos oxidativos no DNA. Esta ERO é produzida por vários sistemas biológicos e reações fotossensibilização, quando cromóforos são expostos à luz visível ou são excitados pela luz UV, permitindo que essa energia possa ser transferida para o oxigênio sendo convertido em 1O2, que é conhecido por modificar resíduos de guanina, gerando 8-oxoG, que caso não seja reparada pode gerar uma transversão GC-TA. O objetivo deste trabalho foi o de elucidar a participação de ERO nos efeitos genotóxicos e mutagênicos gerados pela radiação UVC, assim como as enzimas envolvidas no processo de reparação destas lesões em células de Escherichia coli. Nos ensaios as culturas foram irradiadas com o UVC (254 nm; 15W General Electric G15T8 germicidal lamp, USA). Nossos resultados mostram que o uso de quelantes de ferro não alterou a letalidade induzida pelo UVC. A azida sódica, um captador de 1O2, protegeu as cepas contra os danos genotóxicos gerados pelo UVC e também diminuiu a frequência de mutações induzidas no teste com rifampicina. A reversão específica GC-TA foi induzida mais de 2,5 vezes no ensaio de mutagênese. A cepa deficiente na proteína de reparo Fpg, enzima que corrige a lesão 8-oxoG, apresentou menos quebras no DNA do que a cepa selvagem no ensaio de eletroforese alcalina. A letalidade induzida pelo UVC foi aumentada nos mutantes transformados com o plasmídeo pFPG, ao mesmo tempo que representou uma redução na indução mutagênica. Houve dimuição na eficiência de transformação com plasmídeo pUC 9.1 na cepa fpg quando comparado a cepa selvagem. Assim como, um aumento da sensibilidade ao UVC na associação entre mutantes fpg e uvrA. Estes resultados mostram que o 1O2 participa dos danos induzidos pelo UVC, através da geração da lesão 8-oxoG, uma lesão mutagênica, que é reparada pela proteína Fpg / Didactically, we can divide the ultraviolet radiation (UV) spectrum into three bands: UVA (400 to 320 nm), UVB (320-290 nm) and UVC (290-100 nm). Despite the UVC or far-UV be efficiently filtered by Earths ozone layer and its atmosphere, this is one of bands of UV spectrum used to explore the consequences of DNA damages, since the UVC-induced lethality is related to direct damage in genome cells, such as pyrimidine dimers, which are lethal if not repaired. However, it was shown that UVC radiation can generate reactive oxygen species (ROS) such as singlet oxygen (1O2). Although hydroxyl radical (OH) cause oxidative modifications in DNA bases, some works suggests that 1O2 is also involved in oxidative DNA damage. This ROS is produced by several biological systems and photosensitivity reactions when chromophores are exposed to visible light or excited by UV light, allowing that energy can be transferred to the oxygen being converted to 1O2, which is known to modify guanine residues, generating 8-oxoG, if not repaired can lead to a GC-TA transversion. The objective of this work was to elucidate the ROS involvement in the genotoxic and mutagenic effects generated by UVC radiation, as well as the enzymes involved in the repair process of these lesions in Escherichia coli cells. In the assays, cultures were irradiated with UVC (254 nm, 15 W General Electric germicidal lamp G15T8, USA). Our results show that the use of iron chelators did not affect the UVC-induced lethality. The sodium azide, a 1O2 quencher, protected strains against the genotoxic damage produced by UVC and also decreased the frequency of mutations induced in rifampicin assay. Reversal specific GC-TA was induced more than 2.5 fold in the mutagenesis assay. The deficient strain in the repair protein Fpg, an enzyme that corrects 8-oxoG lesions, had less DNA breakage than the wild strain in electrophoresis alkaline assay. The UVC-induced lethality was increased in mutants transformed with the pFPG plasmid, while representing a decrease in mutagenic induction. There was a reduction in the transformation efficiency with plasmid pUC 9.1 on Fpg-strain compared to wild-type strain. Also there was a lethality increase in the association between fpg and uvrA mutants. These results shows that 1O2 participates in UVC-induced damages through the generation of 8-oxoG lesion, a mutagenic lesion that is repaired by the Fpg protein.
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Estimativa dos metabolismos anaeróbios no déficit máximo acumulado de oxigênio / Estimating of anaerobic metabolisms for maximal accumulated oxygen deficitRômulo Cássio de Moraes Bertuzzi 04 April 2008 (has links)
O objetivo desse estudo foi averiguar a possibilidade de se estimar os componentes anaeróbios do déficit máximo acumulado de oxigênio (MAOD) utilizando apenas o consumo de oxigênio (VO2). Adicionalmente, foi proposto um método alternativo que não necessita utilizar a extrapolação do VO2 do exercício submáximo para estimar a demanda de O2 para o exercício supramáximo. Para tanto, dez sujeitos fisicamente ativos foram submetidos aos seguintes testes: a) teste progressivo até a exaustão para determinar a carga correspondente ao consumo de oxigênio (WVO2max); b) seis testes de cargas constantes com intensidades abaixo da WVO2max (40-90% WVO2max); c) um teste a 110% da WVO2max; d) teste anaeróbio de Wingate. A fração do metabolismo anaeróbio alático foi estimada pela fase rápida do excesso do VO2 após o exercício (EPOCRÁPIDO), ao passo que a fração do metabolismo anaeróbio lático foi determinada tanto pela diferença entre MAOD e o EPOCRÁPIDO (MAODLA-1) como pelo acúmulo de lactato no sangue (MAODLA-2). O MAODMOD foi calculado pela somatória do EPOCRÁPIDO com MAODLA-2. Os principais resultados foram: a) as estimativas das contribuições do metabolismo anaeróbio lático não eram estatisticamente diferentes (MAODLA-1 = 2,40 ± 0,66 l; MAODLA-2 = 2,20 ± 0,4 l; p > 0,05); b) similarmente, os resultados do MAOD (3,03 ± 0,62 l) MAODMOD (2,84 ± 0,41) não eram significativamente diferentes (p > 0,05); c) foram detectadas correlações positivas entre MAODMOD, EPOCRÁPIDO, MAODLA-2 e os índices do teste de Wingate; d) os valores percentuais do EPOCRÁPIDO e do MAODLA-1 eram 22 ± 9% e 78 ± 9%, respectivamente. Esses resultados sugerem que os componentes anaeróbios do MAOD podem ser estimados satisfatoriamente utilizando somente o VO2 e que o MAOD pode ser determinado mediante MAODmod / The objective of this study was ascertain the possibility of estimate the anaerobic components of the maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) used only oxygen uptake (VO2). In addition, was proposed an alternative method (MAODMOD) to determine the MAOD without using the extrapolation from submaximal VO2 to estimate the O2 demand of supramaximal exercise. Thus, ten subjects physically active performed the following tests: a) a maximal incremental exercise test for the measurement of the power output correspondent to maximal oxygen uptake (WVO2max); b) six submaximal tests with intensities bellow of the WVO2max (40-90% WVO2max); c) a supramaximal test at 110% WVO2max; d) Wingate anaerobic test. The fraction of the anaerobic alactic metabolism was calculated based on the fast component of excess post-exercise oxygen uptake (EPOCRÁPIDO), although the fraction of the anaerobic lactic metabolism was calculated based on both difference between MAOD and EPOCRÁPIDO (MAODLA-1) and changes in net blood lactate accumulation (MAODLA-2). MAODMOD was calculated by the sum of the EPOCRÁPIDO with the MAODLA-2. The main results were: a) non significant difference was found between the anaerobic lactic estimates (MAODLA-1 = 2,40 ± 0,66 l; MAODLA-2 = 2,20 ± 0,4 l; p > 0,05); b) similarly, there was no significant difference (p > 0,05) between MAOD (3,03 ± 0,62 l) and MAODMOD (2,84 ± 0,41); c) positive and significant correlation were detected between MAODMOD, EPOCRÁPIDO, MAODLA-2 and the indices of the Wingate anaerobic test (p < 0,05); d) the mean of the percentage values of the EPOCRÁPIDO and MAODLA-1 were 22 ± 9% e 78 ± 9%, respectively. These data suggest that the anaerobic components of the MAOD can be satisfactorily estimated using only the VO2 and that the MAOD can be determined using the MAODmod
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Intensive (P-T-fO2) crystallization parameters of Alto Paranaíba kimberlites and diamond instability: Três Ranchos IV and Limeira I intrusions / not availableColdebella, Bruna 12 March 2019 (has links)
Temperature (T), Pressure (P) and Oxygen fugacity (fO2) conditions were established for the Três Ranchos IV (diamond-bearing) and Limeira I (sterile) kimberlites of the Coromandel-Três Ranchos kimberlite field (Minas Gerais and Goiás, Brazil), Alto Paranaíba Alkaline Province (APAP), in order to draw a possible correlation between these intensive crystallization parameters and diamond instability. Both Três Ranchos IV and Limeira I are classified as coherent macrocrystic kimberlites, with an inequigranular texture formed by partially-to-fully altered olivine, phlogopite megacrysts up to 1 cm wide, macrocrysts (0.5-10 mm-sized), and crustal xenoliths set in a very fine groundmass composed mainly by perovskite, olivine, phlogopite, spinel, serpentine and carbonates identified in both intrusions. Apatite, ilmenite and monticellite are also present, but only in LM-I. Garnet macrocrysts and centimetric pyroxene xenocrysts phases are also present in Três Ranchos IV and Limeira I, respectively. The samples, strongly enriched in incompatible elements, are all MgO-rich, with high Mg# content. In order to apply different geotherm-and-oxybarometers in the calculation of P-T-fO2 conditions and to characterize the compositional variation of TR-IV and LM-I kimberlites, major, minor and trace-element concentrations of the main mineral phases were obtained by electron microprobe and LA-ICP-MS. Olivine cores of Limeira I present higher NiO, CaO and lower Cr2O3 contents than those from Três Ranchos IV. Mg# [(Mg/Mg+FeT), mol.%) ranges from 87 to 92 mol.% in TR-IV and from 83 to 92 mol.% in LM-I. The trace-element contents of olivine are similar in both kimberlites, the concentrations of Li, Zn and Mn appearing to be higher at olivine rims. In olivines from both intrusions, a pattern of enrichment in Zr, Ga, Nb, Sc, V, P, Al, Ti, Cr, Ca, and Mn in rims regions, is observed in the \"melt trend\" whereas enrichment in Zn, Co, Ni and possibly Na in cores regions, is found in the \"mantle trend.\" In monticellite specimens from Limeira I, Mg# ranges from 72 to 93.8, while Ca/(Ca+Mg) ratios range from 35 to 58 mol.%. The perovskite composition in both LM-I and TR-IV remains close to the ideal CaTiO3, perovskite, but a variation from core endmembers (average Lop16 and Prv78) towards the rims (average Lop13 and Prv81) can be noticed in TR-IV samples. The highest concentrations of light rare earth elements (LREE), Nb, and Fe3+ are also observed in perovskites from the TR-IV kimberlite. Macrocrystic spinels of TR-IV kimberlite are Al-rich, whereas the groundmass crystals range from magnesiochromite to chromite. Ilmenites from LM-I are characterized by high MgO values at a given TiO2, with a large variation in Cr2O3. Pyrope garnets (62 to 73 mol.%) are present only in TR-IV, with Mg# ranging from 72 to 79 mol.%, being classified as lherzolitic (G9) and pyroxenitic (G4, G5). Diopside occurs as xenocrysts in LM-I and as microphenocrysts in TR-IV, with Mg# ranging from 85 to 91 and from 87 to 92, respectively. Xenocrystic diopsides from LM-I present higher MgO and FeO concentrations with monticellite grains along crystal rims and fractures. Temperature estimates for the LM-I kimberlite, obtained from the composition of diopside xenocrysts and Al-in olivine concentrations, ranging from 718 to 985 °C. Pressure ranges from 34 to 47 Kbar, as calculated using an empirical curve from a 37-mW/m2 geotherm proposed in the literature for Alto Paranaíba magmas. For TR-IV, temperature values ranging from 975 to 1270°C were obtained from Al-in olivine and Ni-in garnet concentrations. Pressures in the range from 18 to 34 Kbar were obtained from major element composition of garnet samples from TR-IV kimberlite. The fO2 of the TR-IV constrained by perovskite (kimberlite cognate phase) oxygen barometry ranges from NNO-7 to NNO+4, while for LM-I values range from NNO+6 to NNO-4. For the LM-I intrusion, monticellite, another cognate phase used as an oxybarometer, yielded a value range of NNO-4 to NNO+2. A change in the oxygen fugacity from cores towards rim recorded in the perovskites and the monticellite crystals is also noticed. The oxygen fugacity estimates of this work are the first ever calculated for magmas of the Alto Paranaíba Alkaline Province. All P-T-fO2 values obtained are consistent with literature data on the APAP. Clinopyroxene xenocrysts from LM-I were classified as garnet-facies clinopyroxene, according to the compositions obtained in this work. Such results, along with pressure, and temperature data from and the presence of Mg-ilmenite in LM-I (known to be sterile), indicate that the kimberlite magma might have at least crossed the diamond stability field. The variation in oxygen fugacity observed in both kimberlites possibly reflects the instability of diamonds in these magmas since LM-I presents slightly higher oxidation conditions. / Foram estabelecidas as condições de fugacidade de temperatura (T), pressão (P) e fugacidade de oxigênio (fO2) para os kimberlitos Três Ranchos IV (diamantífero) e Limeira I (LM-I, estéril) do supercampo kimberlítico Coromandel-Três Ranchos (Minas Gerais e Goiás, Brasil), da província alcalina Alto Paranaíba (APAP), com o intutito de determinar uma possível correlação entre tais parâmetros intensivos de cristalização e a instabilidade de diamante daqueles magmas. As intrusões Três Ranchos IV e Limeira I foram classificados como kimberlitos macrocrísticos coerentes, com textura inequigranular evidenciada por megacristais de olivina de até 1 cm parcialmente alterados, macrocristais de flogopita (0.5-10 mm) e xenólitos crustais dispostos em uma matriz muito fina composta principalmente por perovskita, olivina, flogopita, espinélio, serpentina e carbonatos em ambas as intrusões, com adição de apatita, ilmenita e monticelita apenas em LM-I. Macrocristais de granada e xenocristais centimétricos de piroxênio e também são fases minerais presentes em Três Ranchos IV e Limeira I, respectivamente. As amostras são todas ricas em MgO, com alto teor de Mg# e são fortemente enriquecidas em elementos incompatíveis. Concentrações de elementos maiores, menores e traços das principais fases minerais foram obtidas por análises de Microssonda Eletrônica e LA-ICP-MS, com o objetivo de aplicar diferentes geotermo-e-oxibarômetros no cálculo das condições de P-T-fO2 e caracterizar a variação composicional dos kimberlitos TR-IV e LM-I. Núcleos de olivina de Limeira I apresentam maiores teores de NiO, CaO e menores teores de Cr2O3 que os dos cristais de olivina de Três Ranchos IV. O Mg# [(Mg/Mg+FeT), em prop.mol.] calculado a partir das olivinas analisadas varia de 87 a 92 mol.% para TR-IV e de 83 a 92 mol.% para LM-I. O conteúdo de elementos-traço da olivina é semelhante para ambos os kimberlitos, sendo que as concentrações de Li, Zn e Mn parecem ser maiores nas bordas dos cristais de olivina. Nas olivinas das duas intrusões, foram observados tanto um padrão de enriquecimento em Zr, Ga, Nb, Sc, V, P, Al, Ti, Cr, Ca e Mn nas porções de borda, característico do \"melt trend\", quanto um enriquecimento em Zn, Co, Ni e possivelmente Na nas porções de núcleo, notável no \"mantle trend\". Os cristais de monticelita de LM-I apresentam Mg # variando de 72 a 93.8 mol.%, com o índice Ca/(Ca + Mg) variando entre 35-58 mol%. A composição dos cristais de perovskita de LM-I e TR-IV analisados permanece próxima do ideal CaTiO3, mas é notável uma variação dos membros finais dos núcleos (Lop16 e Prv78 médios) às bordas (Lop13 e Prv81 médios) nas amostras de TRIV. As maiores concentrações de elementos terras raras leves (ETRL), Nb e Fe3+ também são observadas nas perovskitas de TR-IV. Os macrocristais de espinélios em amostras de TR-IV são ricos em Al, enquanto os cristais da matriz variam de magnesiocromita a cromita. Cristais de ilmenita são identificados somente em LM-I, sendo caracterizados pelo alto teor de MgO, com grande variação nas concentrações de Cr2O3. As granadas são tipo piropo (62 a 73 mol.%) e estão presentes apenas em TR-IV, com Mg# variando de 72 a 79 mol.%, classificadas como lherzolíticas (G9) e piroxeníticas (G4, G5). O diopsídio ocorre como xenocristais em LM-I e como microfenocristais em TR-IV, com Mg# variando de 85 a 91 mol.% e de 87 a 92 mol.%, respectivamente. Os xenocristais de diopsídio presentes em LM-I apresentam maior concentração de MgO e FeO e são envoltos por coroa de monticelita. As estimativas de temperatura do kimberlito LM-I foram obtidas utilizando as composições dos xenocristais de diopsídio e as concentrações de Al presentes em cristais de olivina, resultando em um intervalo entre 718 e 985 °C. Enquanto que a pressão varia de 34 a 47 Kbar e foi calculada utilizando uma curva empírica de uma geoterma de 37 mW/m2 proposta na literatura para magmas da Província Alcalina do Alto Paranaíba. Para TR-IV foram obtidas temperaturas a partir das concentrações de Al em olivina e de Ni em granada, variando de 975 a 1270 °C. O intervalo de pressão de 18 a 34 Kbar foi obtido a partir da composição dos principais elementos em granada amostrada de TR-IV. A fugacidade de oxigênio registrada em perovskitas (fase cognata de kimberlito) de TR-IV varia de NNO-7 a NNO + 4, e de NNO + 6 a NNO-4 em LM-I. A monticelita, outra fase cognata, também foi utilizada como oxibarômetro, resultando em um intervalo de NNO-4 a NNO + 2 para a intrusão LM-I, onde está presente. Também é notável uma mudança na fugacidade de oxigênio dos núcleos para a borda em perovskitas e em cristais de monticelita. As estimativas de fO2 obtidas neste trabalho foram as primeiras calculadas para magmas da província alcalina do Alto Paranaíba. Todos os resultados de P-T-fO2 obtidos são consistentes com dados da APAP reportados na literatura. Os xenocristais de clinopiroxênio em LM-I foram classificados como clinopiroxênio de fácies granada de acordo com as composições obtidas neste trabalho. Essa informação, juntamente com os dados de pressão e temperatura, além da presença de Mg-ilmenita em LMI (conhecido por ser estéril), indica que este magma kimberlítico pode ter ao menos cruzado o campo de estabilidade do diamante, e que é possível que a variação na fugacidade de oxigênio observada em ambos TR-IV e LM-I pode ter-se refletido na instabilidade destes xenocristais nestes magmas, uma vez que Limeira I apresenta condições de oxidação levemente mais altas.
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Síntese e caracterização de nanopartículas emissoras de luz por conversão ascendente de energia (UCNPS) funcionalizadas para uso em aplicações biológicas / Synthesis and Characterization of Upconversion Nanoparticles Functionalized for Biological ApplicationsArai, Marylyn Setsuko 21 September 2018 (has links)
As nanopartículas emissoras de luz por conversão ascendente de energia (UCNPs) têm atraído grande interesse nos últimos anos devido à sua versatilidade e capacidade de converter radiação menos energética em fótons de maior energia. Quando combinadas com outras moléculas, as UCNPs podem ser empregadas em um grande número de bioaplicações e, apesar de encontrar um de seus maiores usos na terapia fotodinâmica (PDT) de células cancerígenas, os mesmos princípios podem ser empregados na fotoinativação de bactérias (PDI). Nos últimos 20 anos a resistência bacteriana têm se tornado um dos maiores problemas de saúde pública e novas estratégias precisam ser desenvolvidas para superar esse desafio. Nesse trabalho, nós apresentamos a síntese e caracterização de nanopartículas de NaYF4 dopadas com Yb3+ (20%) e Er3+ (2%) e funcionalizadas para uso em PDI. As UCNPs foram sintetizadas utilizando-se o método de co-precipitação e foram revestidas com uma camada de sílica mesoporosa (@mSiO2) visando o aumento da dispersibilidade em água, o incremento da área superficial e a possibilidade de funcionalizações, e a diminuição da citotoxicidade do material. As UCNP@mSiO2 foram decoradas com moléculas orgânicas e com o fotossensibilizador (PS) ftalocianina de silício (SiPc) para estudo de sua interação e efeito bactericida contra cepas bacterianas Gram positivas e negativas. Diferentes abordagens foram utilizadas em busca de nanopartículas com as melhores propriedades: tamanho, forma, geração de oxigênio singleto e estabilidade em solução aquosa. Verificou-se que a transferência de energia entre as UCNPs e as SiPc em sua superfície é muito dependente do tipo de funcionalização realizada e da extensão com que as moléculas de PS adentram os poros da sílica. O material final apresentou toxicidade na ausência de luz contra a bactéria E. coli, enquanto a viabilidade das cepas de S. aureus não foi afetada no escuro. A excitação direta da SiPc nas nanopartículas levou a completa erradicação da E. coli e um drástico decréscimo no número de unidades formadoras de colônia (CFU) da S. aureus de até sete ordens de magnitude. Com esse estudo demonstramos diferentes estratégias para sintetizar e potencializar o uso das UCNPs como agentes teranósticos, principalmente para uso em PDI. / Lanthanide-doped upconverting nanoparticles (UCNPs) that emit high-energy photons upon excitation by low-energy near infrared (NIR) light, have garnered great interest in recent years due to their versatility. These nanoparticles combined to other molecules can be used for a broad range of bio-applications as theranostic agents, for bioimaging, drug and gene delivery and photodynamic therapy (PDT) applications. Although phototherapy is commonly used in the treatment of cancer, the same principles can be applied for the inactivation of bacteria (PDI). In the last twenty years bacterial resistance against antibiotics has become a critical public health issue and new strategies are needed to overcome this challenge. Herein, we describe the synthesis, detailed characterization and application of functionalized NaYF4: Yb (20%), Er (2%) UCNPs for use in PDT and especially for PDI. The UCNPs are produced using the co-precipitation method and covered with a mesoporous silica shell to enhance the dispersibility in water, increase the surface area and grant functionalization possibility and to decrease cytotoxicity. The nanoparticles were decorated with different molecules and functionalized with the photosensitizer (PS) silicon phthalocyanine (SiPc) to study interaction and enhance the bactericidal effect against Gram positive (+) and Gram negative (-) bacteria. Different approaches were used to identify the best particles concerning the shape, size, photophysical properties, generation of singlet oxygen and stability in water. It was verified that the energy transfer (FRET) efficiency from the UCNP towards SiPc depended on the surface functionalization and resulting encapsulation depths of the PS into the mesoporous silica. Functionalized UCNPs displayed dark toxicity towards Gram (-) E. coli while Gram (+) S. aureus viability was not decreased in the dark. Directly exciting the PS on the UNCP led to complete eradication of E. coli and a drastic decrease of colony forming units of S. aureus of up to seven orders of magnitude. Through this study we demonstrate different strategies to synthesize and potentialize the use of UCNPs as theranostic agents, mainly for use in PDI.
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Aspectos bioquímicos da biossíntese de pigmentos carotenóides em Gonyaulax polyedra (Dinophyceae) / Biochemical aspects of carotenoids biosynthesis in Gonyaulax polyedra (Dinophyceae)Hollnagel, Heloisa Candia 04 August 2000 (has links)
O dinoflagelado unicelular marinho fotossintetizante Gonyaulax polyedra tem sido utilizado como modelo para o estudo de relógios biológicos. Neste organismo já foram descritos os ritmos de: migração vertical, divisão celular, atividade de superóxido dismutase e nitrato redutase, bioluminescência e capacidade fotossintética. Investigamos a variação circadiana dos pigmentos carotenóides e de RuBisCo II e PCP, as quais estão intimamente ligadas ao processo fotossintético. Experimentos de supressão de espécies reativas de oxigênio (EROs) por carotenóides foram preparados e mostraram que extratos de carotenóides de G. polyedra são capazes de suprimir o O2(1Δg) (oxigênio singlete) in vitro confirmando o importante papel destes no controle das EROs nestas algas. Os extratos metanólicos apresentaram vários pigmentos, tais como clorofila a, β-caroteno e peridinina em diferentes concentrações. A peridinina representa 80 % do total de carotenóides enquanto que o β-caroteno somente 4%. As análises dos cromatogramas de HPLC mostraram que a razão peridinina/clorofila a não varia ao longo de 24 h porém, por outro lado, o β-caroteno apresenta uma variação significativa na sua quantidade, com níveis duas vezes maiores no meio do dia em comparação com os níveis no meio da noite. Esta variação é conservada mesmo quando as células são mantidas em condições de luz constante. A curva de dose-resposta para a síntese de β-caroteno induzida pela luz mostra uma resposta linear com 45 minutos de exposição a luz branca. A indução é máxima quando utilizamos as células do meio período da noite (CT 18) que após esta exposição apresentam níveis de β-caroteno semelhantes as células do meio do dia. Esta alteração de fase no CT 18 sugere que este pigmento pode ser um dos compostos-captadores de luz envolvidos no mecanismo de ajuste de fase por luz em G. polyedra. Culturas de G. polyedra do meio da noite foram expostas à diferentes irradiações (azul, vermelha e verde) e os seus pigmentos extraídos e analisados. Em outra série de experimentos, as células foram mantidas durante o período de claro (12: 12 h) sob diferentes irradiações (vermelha, verde e azul) por 36 horas e os seus pigmentos analisados. Os resultados sugerem que a síntese foto-induzida e a oscilação circadiana do β-caroteno estão ligadas a um fotorreceptor de luz azul/ verde. Nas condições utilizadas não foram observadas variações significativas no conteúdo protéico da RuBisCo II e da PCP ao longo do dia. As análises de RNA total da RuBisCo II mostram que não há variação nos seus níveis quando as células são coletadas no meio do dia e no meio da noite. Quando expostas a condições adversas, G. polyedra apresenta a capacidade de encistar. Embora se conheça bem este mecanismo de defesa, existem poucas informações sobre o estado fisiológico destas células. Células encistadas induzidas por dias curtos apresentam uma alteração na composição de pigmentos com diminuição nas quantidades de β-caroteno e de clorofila a e aumento da quantidade de peridinina, indicando um rearranjo do aparato fotossintético nesta situação, com a peridinina desempenhando um papel mais estrutural. Em consequência, embora o conteúdo protéico de RuBisCo permaneça inalterado, os níveis protéicos de PCP se encontram diminuídos nas células encistadas. / Gonyaulax polyedra, a marine dinoflagellate which has been used as a model to study the biological clock, displays numerous circadian processes, such as bioluminescence, cell aggregation, cell division, superoxide dismutase and nitrate reductase activities and photosynthesis. In this alga, the photosynthesis is maximal in the middle of the day and minimal in the middle of the night. We investigated the pigments content and the amounts of two proteins related to the photosynthesis: ribulose- 1,5- bisphosphate carboxylase/ oxygenase form II (RuBisCo II) and peridinin: chlorophyll a: protein (PCP) in a 24 h cycle. Using the thermal decomposition of 1,4-dimethylnaphtalene endoperoxide, it was shown that the carotenoids could act as effective quenchers of synglet oxygen in G. polyedra. G. polyedra pigments were extracted every three hours over 24 hours. The amounts of peridinin and chlorophyll a remain constant over the day while the levels of β-carotene oscillate, being two times higher at the day than at the night phase. This variation persists when the cells were kept under constant dim light. The dose-response curve for light-induced β-carotene synthesis showed a linear response up to 45 minutes of light exposure, after which night-phase cells contained the same levels of β-carotene as day-phase cells. Cells exposed to light pulses at different times displays the highest β-carotene induction in the middle of the night. This may suggest that β-carotene may be one of the light-harvesting compounds involved in the light induced phase-shift in Gonyaulax polyedra. To identify which was the photoreceptor involved in β-carotene synthesis, cell of the middle of the night-phase (CT 18) were exposed for 45 minutes to different irradiations (red, blue and green) and their pigments extracted and analysed. Also, cells were grown under red, blue and green light during the light phase (12 h light: 12 h dark ) for 36 hours and their pigments analysed. The results suggested that the circadian oscillation and the photoinduced response synthesis of β-carotene, are related to a blue light receptor. The amounts of RuBisCo II and PCP do not change over the circadian cycle when the cultures were grown under constant dim light. The levels of these proteins also remain constant when cells were kept under ither white light or different light qualities (red, blue and green ) in light: dark (12: 12 h) regime. The G. polyedra RuBisCo form II transcrits levels are the same in middle-day and middle-night cells, suggesting a post-translational control for this enzyme in this organism. Adverse environmental conditions elicit the encystment of G. polyedra. Our results showed an alteration in pigment composition of cysts. An increase in peridinin levels and a decrease in β-carotene and chlorophyll a content were observed. Although RuBisCo form II protein levels remained constant, there was a reduction in the amounts of PCP in cysts. This suggests an important role in thylakoids structure stabilizer for free peridinin.
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Estudo do desempenho e degradação de catalisadores e membranas em células a combustível de eletrólito polimérico / A performance and degradation study of catalysts and membranes for proton exchange fuel cellFernandes, Adriano Caldeira 05 November 2009 (has links)
Neste trabalho, a reação de redução de oxigênio (RRO) foi estudada em catalisadores nano-particulados de Pt e ligas de PtM (M = Co, Cr, Fe e Ni) suportados em carbono, preparados localmente por método de impregnação, para aplicação em células a combustível de eletrólito polimérico (CCEP). A caracterização física destes materiais foi realizada através das técnicas de energia dispersiva de raios x (EDS), difração de raios x (DRX), absorção de raios x (XAS) e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. Os testes eletroquímicos dos catalisadores foram realizados com o uso de voltametria cíclica, medidas de polarização em estado estacionário e espectroscopia de impedância eletroquímica. Estes estudos foram conduzidos em meia-célula usando eletrodos de disco/anel rotatórios e tendo ácido sulfúrico (0,5 mol L-1) como eletrólito e em células unitárias CCEP contendo membranas de Nafion® 212 (N212) e Nafion® 112 (N112), alimentadas com H2 no ânodo e O2/ar no cátodo, em diferentes temperaturas e pressões. Finalmente, foram também realizados estudos de durabilidade tanto dos catalisadores como das membranas poliméricas, os quais foram submetidos a procedimentos de degradação acelerada (PDA). Os resultados dos estudos em meia-célula mostraram que os catalisadores bimetálicos (PtM) são menos ativos cataliticamente para a RRO comparados à Pt pura, fatos que não se confirmaram nos testes em células unitárias. Por outro lado, após a aplicação do PDA os catalisadores apresentaram mudanças significativas em suas propriedades estruturais e eletrônicas que levaram à diminuição da atividade frente a RRO. No geral as células a combustível com N212 apresentaram melhor desempenho do que aquelas com N112, quando operadas com ar no cátodo, porém os estudos confirmaram que a degradação da membrana leva à redução do desempenho devido o aumento do cruzamento de gás, principalmente de H2. / In this work, the oxygen reduction reaction (ORR) was studied on nano-particulated Pt and PtM (M = Co, Cr, Fe e Ni) alloy electrocatalysts supported on carbon, prepared by an impregnation method, for utilization on polymer electrolyte fuel cell (PEFC). The physical properties of the materials have been investigated by energy dispersive X-ray analyses (EDX), X-ray diffraction (XRD), X-ray absorption spectroscopy (XAS), and scanning and transmission electron microscopy. The electrochemical investigations were carried out using cyclic voltammetry, steady state polarization measurements and electrochemical impedance spectroscopy. Studies were conducted on half-cells with rotating ring-disk electrodes having 0.5 mol L-1 H2SO4 as electrolyte and on PEFC single cells built with Nafion® 212 (N212) and Nafion® 112 (N112) membranes, feed with H2 and O2/air at several temperatures and pressures. Finally, durability studies of either, the catalysts and membranes, were carried out, after they were submitted to accelerated degradation procedures (ADP). The half-cell results indicated a lower activity for the ORR of the bimetallic electrocatalysts, compared to pure Pt, but this was not confirmed by the single cell tests. On the other hand, after the ADP, the catalysts showed significant changes on the morphological and electronic properties, which leaded to a reduction of the activity for the ORR. The single cells with N212 presented higher performance than those with N112, when operating with air supplied cathodes, but the results confirmed that the degradation of the membranes leads to a reduction of the fuel cell performance by increasing the gas crossover, mainly of H2.
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Avaliação do efeito protetor do carvedilol na toxicidade mitocondrial renal induzida pela cisplatina em ratos / Evaluation of the protective effect of carvedilol against the renal mitochondrial toxicity induced by cisplatin in ratsRodrigues, Maria Augusta Carvalho 26 May 2009 (has links)
A cisplatina (cis-diaminodicloroplatina II) é um efetivo agente anticâncer, porém seu uso clínico é altamente limitado, predominantemente devido à sua nefrotoxicidade. Muitos estudos têm demonstrado que a cisplatina causa disfunção mitocondrial em células epiteliais renais devido à ação de espécies reativas de oxigênio tais como ânions superóxido e radicais hidroxila. A proteção seletiva das mitocôndrias renais contra espécies reativas de oxigênio geradas pela cisplatina é fundamental na quimioterapia de pacientes com câncer. Vários estudos têm sugerido que o carvedilol é capaz de proteger contra a toxicidade mitocondrial cardíaca induzida pelo quimioterápico doxorubicina. Assim, no presente estudo investigou-se o potencial protetor deste fármaco contra a toxicidade mitocondrial renal induzida pela cisplatina, bem como os mecanismos moleculares envolvidos nesta proteção. Foram estudados 4 grupos (n=6, cada) de ratos Wistar machos tratados da seguinte forma: (i) Grupo controle: uma injeção intraperitoneal (i.p.) de DMSO (0,2mL/200g, i.p.) imediatamente antes da injeção de solução salina isotônica (2 ml/200g, i.p.) e posteriormente uma injeção diária de DMSO (0,2mL/200g, i.p.) em dois dias consecutivos; (ii) Grupo cisplatina (CISP): uma injeção de cisplatina (10 mg/kg, i.p.); (iii) Grupo carvedilol (CV): uma injeção de carvedilol (1 mg/kg, i.p.), seguida de uma injeção diária de carvedilol em dois dias consecutivos (1 mg/Kg, i.p) e (iv) Grupo carvedilol + cisplatina (CV+CISP): uma injeção de carvedilol (1mg/kg, i.p.), imediatamente antes da injeção de cisplatina (10 mg/Kg, i.p.) seguida de uma injeção diária de carvedilol nos dois dias seguintes (1 mg/Kg, i.p.). Os animais foram sacrificados 72 horas após o início do tratamento. O grupo CV+CISP apresentou uma significativa redução na lesão renal, marcada pela diminuição da concentração de uréia e creatinina plasmáticas, quando comparado ao grupo CISP. A avaliação da função mitocondrial comprovou o efeito protetor do carvedilol contra a toxicidade mitocondrial renal da cisplatina através da significativa melhora nos valores da (i) RCR, (ii) do consumo de oxigênio no estado 3 e (iii) da razão ADP/O. Além disso, no grupo CV+CISP o potencial de membrana mitocondrial e a captação de cálcio mitocondrial foram preservados. Adicionalmente, a redução da oxidação do NADPH, da cardiolipina, da glutationa e das proteínas sulfidrilas, bem como a redução na formação de MDA no grupo CV+CISP sugerem efeito protetor do carvedilol contra o estresse oxidativo mitocondrial. O grupo CV+CISP também apresentou menor ativação da caspase-3, o que sugere menor indução de apoptose. Os grupos CISP e CV+CISP apresentaram concentrações semelhantes de platina na suspensão mitocondrial renal, indicando que o mecanismo de proteção do carvedilol provavelmente não envolve a formação de complexos e a subseqüente inativação da cisplatina. Os resultados do presente estudo são promissores, pois o carvedilol é um fármaco de uso seguro e já estabelecido na clínica e a comprovação do seu efeito protetor contribuirá para o desenvolvimento de novas estratégias de prevenção dos danos nefrotóxicos da cisplatina. / Cisplatin (cis-diamminedichloridoplatinum II) is an affective anticancer agent; however its clinical use is highly limited, predominantly due to its nephrotoxicity. Many studies have shown that cisplatin cause mitochondrial dysfunction in renal epithelial cells due to the generation of reactive oxygen species, such as superoxide anions and hydroxyl radicals. The selective protection of the renal mitochondria against the reactive oxygen species generated by cisplatin is of critical importance in the chemotherapy of cancer patients. Some studies have suggested that carvedilol can protect against the cardiac mitochondrial toxicity induced by the chemotherapeutic agent doxorubicin. Therefore, in the present study we investigated the protective effect of carvedilol against renal mitochondrial toxicity, as well as the molecular mechanisms involved in this protection. We studied 4 groups (n=6, each) of male Wistar rats treated as follows: (i) Control group: one injection of DMSO (0,2 mL/200g body weight, i.p.), intraperitoneal injection (i.p.), immediately before the injection of isotonic saline solution (2mL/200g body weight) followed by one injection of DMSO (0,2 mL/200g body weight, i.p.) in the two following days; (ii) Cisplatin group (CISP): one injection of cisplatin (10 mg/kg body weight, i.p.); (iii) Carvedilol group (CV): one injection of carvedilol (CV) (1mg/kg body weight, i.p.) in three consecutive days and (iv) Carvedilol + Cisplatin group (CV+CISP): one injection of carvedilol (1mg/kg, body weight, i.p.) immediately before the injection of cisplatin (10mg/kg, body weight, i.p.), followed by one injection of carvedilol (1mg/kg, body weight, i.p.) in the two following days. Animals were killed 72h after the beginning of the treatment. CV+CISP group presented a significantly reduced renal injury, marked by the decrease of urea and creatinine plasmatic levels, as compared to the CISP group. The evaluation of the mitochondrial function showed the protective effect of carvedilol against the renal mitochondria toxicity induced by cisplatin, as demonstrated by the improvement in the values of (i) RCR; (ii) the oxygen consumption on state 3 respiration and ADP/O ratio. Besides that, in the CV+CISP group the mitochondrial membrane potential and the mitochondrial calcium uptake were preserved. Additionally, the lower oxidation of NADPH, cardiolipin, glutathione and sulfhydryl proteins, as well as the lower values of MDA in the CV+CISP group, suggests a protective effect of carvedilol against the mitochondrial oxidative stress. CV+CISP group also presented lower values of caspase 3, which suggests lower induction of apoptosis. The groups CISP and CV+CISP presented a similar platinum concentration in the mitochondrial suspension, which indicates that the protective mechanism of carvedilol probably does not involve complex formation with cisplatin and its ensuing inactivation. The present results are promising, since carvedilol is a safe drug, which is currently used in the clinical practice and the evidence of its protective effect will contribute to the development of new strategies to prevent the nephrotoxic damage of cisplatin.
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Avaliação dos efeitos tóxicos de novas substâncias bioativas: detecção de estresse oxidativo e mutagenicidade / Evaluation of the toxic effects of new bioactive substances: oxidative stress detection and mutagenicityRocha, Camila de Melo Romero 22 March 2018 (has links)
A produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nos sistemas biológicos é contrabalanceada pelos sistemas antioxidantes enzimáticos e não-enzimáticos. Quando há um desequilíbrio entre a geração de ROS e esses sistemas, ocorre um aumento dessas espécies reativas causando estresse oxidativo, que pode levar a danos a macromoléculas, como lipídios, proteínas e o DNA. Os fármacos doxorrubicina (antineoplásico) e benzonidazol (antiparasitário) são conhecidos por induzir efeitos colaterais que podem estar relacionados ao aumento de ROS. Além disso, ensaios de mutagenicidade demonstram que esses fármacos apresentam atividade mutagênica por danos oxidativos. O Grupo NEQUIMED desenvolve substâncias com potencial atividade antineoplásica e antiparasitária, as quais ainda não foram avaliadas em relação às propriedades tóxicas e genotóxicas. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi analisar as propriedades mutagênicas e de estresse oxidativo dessas novas substâncias, comparando aos fármacos benzonidazol e doxorrubicina. Para detecção de ROS foi realizado o ensaio fluorimétrico utilizando o marcador 2,7-diacetato de diclorofluoresceína (DCFH-DA) em linhagens celulares de hepatocarcinoma humano (HepG2) e fibroblasto de camundongo (Balb/C 3T3 clone A31). O estado redox destas células foi avaliado através da quantificação da expressão gênica e do conteúdo proteico das enzimas antioxidantes através das técnicas de qRT-PCR e Western blot, respectivamente. A atividade mutagênica foi analisada com o ensaio Ames miniaturizado Salmonella/microssoma utilizando a linhagem TA102 de Salmonella typhimurium que detecta agentes mutagênicos que causam danos por oxidação. Os resultados mostraram que as substâncias estudadas pelo Grupo não induzem aumento na produção de ROS ou induzem em menores níveis do que doxorrubicina e benzonidazol, além de levar a alterações menos proeminentes que os fármacos para a expressão das proteínas antioxidantes. No ensaio mutagênico, o benzonidazol apresentou o pior perfil, doxorrubicina e Neq0438 somente foram mutagênicos com ativação enzimática, enquanto Neq0551 foi inativo. Assim, as novas substâncias (Neq0438 e Neq0551) apresentaram um perfil melhor do que os fármacos de referência, tornando-os candidatos promissores para estudos in vitro e in vivo subsequentes. / The production of reactive oxygen species (ROS) in biological systems is compensated by the enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems. The excessive ROS production causes oxidative stress, which can damage important cellular macromolecules such as lipids, proteins and DNA. The drugs doxorubicin (antineoplastic) and benzonidazole (antiparasitic) are both known for their side effects, which can be related to the increase of ROS. Besides, mutagenicity assays show that these drugs have a mutagenic activity via oxidative damages. The research group NEQUIMED studies new substances with potential antineoplastic and antiparasitic activities, but their toxic and genotoxic properties have not been fully evaluated yet. Thus, the aim of this work is to assess the mutagenic potential and the oxidative stress generated by these substances, comparing them to benzonidazole and doxorubicin. The fluorimetric assay using the probe dichloro-dihydro-fluorescein diacetate (DCFH-DA) was used for ROS detection in human hepatocarcinoma (HepG2) and mouse fibroblast (Balb/C 3T3 clone A31) cell lines. The redox state of these cells was evaluate by qRT-PCR and Western blot methods to quantifying gene expression and protein content of the antioxidant enzymes. The mutagenic potential was assessed by the miniaturized Ames text with the Salmonella/microssome mutagenicity assay, using the TA102 strain of Salmonella typhimurium, which detects oxidation damages to the DNA. The new substances did not induce an increase on ROS production, or did in lower levels when compared to doxorubicin and benzonidazole. Moreover, reference drugs also induced greater changes on the expression of the antioxidant enzymes. Benznidazole had a higher mutagenic activity, while Neq0438 and doxorubicin were mutagenic only when incubated with enzymatic activation. Neq0551 was inactive for Ames assay. Therefore, these new substances (Neq0438 and Neq0551) had a better overall profile than the reference drugs, turning out to be promising candidates for further in vitro and in vivo studies.
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