O oxigênio molecular singlete (1O2) é formado em sistemas biológicos e reage com diferentes biomoléculas. Proteínas representam um dos principais alvos de oxidação, devido as suas altas concentrações em organismos. Em pH fisiológico 1O2 reage com His, Tyr, Met, Cys e Trp. Neste trabalho investigamos a oxidação causada pelo 1O2 e a formação de dimerização em uma proteína modelo, a lisozima. A identificação dos principais produtos de oxidação e dimerização foi realizada por sequenciamento de peptídeos através de nano cromatografia acoplada a espectrometria de massas (nLC-MS/MS). A geração de 1O2 foi realizada por fotossensibilização utilizando luz e rosa bengala como fotossensibilizador, e pela decomposição térmica de endoperóxidos derivado do naftaleno DHPN16O2 e DHPN18O2, uma fonte limpa de 1O2 no meio reacional. Os resultados demonstraram que a reação do oxigênio singlete com lisozima acarreta oxidação dos resíduos de Met, His e Trp. A caracterização da estrutura primária por nLC-MS/MS dos aminoácidos confirmou a adição de átomos de oxigênio marcado (18O). A lisozima é constituída apenas de um resíduo de histidina (His15) e as oxidações identificadas foram adições de massas de +14 Da (descrita como 2-oxo-histidina), +16 e +32 Da. Os resíduos de metionina (Met12 e Met105) foram identificados como sulfóxidos (MetSO - adição de massas de +16 Da). Para os resíduos de triptofano foram identificados a formação de quinurenina (adição de massas de +4 Da), +16 e +32 Da. As oxidações levaram a formação de dimerização na proteína caracterizada por eletroforese em gel e nLC-MS/MS. O objetivo principal do trabalho foi analisar a ligação cruzada entre o resíduo de histidina 2-oxohistidina na lisozima. Entretanto, foram identificadas ligações cruzadas entre 2- oxo-histidina e resíduos de lisina, além de ligações cruzadas com resíduos de triptofano oxidado. Em consequência dos resultados obtidos com a proteína modelo, avaliamos as oxidações e formação de dímeros em proteínas extraídas do cristalino do olho bovino. Diferentes tipos de modificações foram observados, além da formação de dímeros entre resíduos de histidina (2-oxoHis-His) caracterizados por nLC-MS/MS e bioinformática. Os dados obtidos neste trabalho, fornecem evidências da ocorrência simultânea de formação de ligações cruzadas entre diferentes proteicas após exposição a 1O2. O trabalho resultou na identificação e sequenciamento através de nLC-MS/MS de peptídeos oxidados por 1O2 a partir de uma proteína modelo. Esses resultados reiteram o importante papel do 1O2 em reações com proteínas além do seu envolvimento no desenvolvimento de condições patológicas. A dimerização formada na ligação cruzada em 2-oxo-His-His representa um possível novo biomarcador para o 1O2 em sistemas biológicos / Singlet molecular oxygen (1O2) can be generated in biological systems, reacting with different biomolecules. Proteins are major target for oxidants due to higher concentration in organisms. At physiological pH, 1O2 may react with the following aminoacids: His, Tyr, Met, Cys and Trp. Here, we investigated oxidation and dimerization reactions of proteins exposed to 1O2 using lysozyme as a model. Modifications of lysozyme by 1O2 were investigated using mass spectrometry approaches. Identification of the main oxidation and dimerization products were performed by peptide sequencing by nano-chromatography coupled to mass spectrometry (nLC-MS/MS). Singlet oxygen was generated using visible light and rose Bengal as photosensitizer, and from the decomposition of thermolabile endoperoxides DHPN16O2 e DHPN18O2, clean sources of 1O2. Experimental findings showed oxidation of Met, His, and Trp residuesin lysozyme. Structural characterization by nLC-MS/MS of the oxidative modifications in lysozyme tryptic peptides showed the addition of [18O]-labeled atoms in different amino acid residues. Lysozyme has in its structure a single histidine residue (His15). We identified shifts of +14 Da (described as oxohistidine), +16 and +32 Da in this residue. Methionine residues (Met12 and Met105) were oxidized to sulfoxides (MetSO mass shift of +16 Da). Modifications in tryptophan residues were identified as kynurenine (shift mass of +4 Da), +16 and + 32 Da. Oxidized lysozyme subjected to SDS-Page showed dimmers formation. The main aim was to analyze cross-linking formation between 2-oxo-histidine residues in lysozyme. However, cross-links between 2- oxo-histidine and lysine residues, and cross-links between oxidized tryptophan residues have been identified. Following results obtained with the protein model, we evaluated oxidation and the dimers formation in proteins extracted from the lens of the bovine eye. Analysis performed in nLC-MS/MS and bioinformatics identified different types of modifications, including formation of dimers with histidine residues (2-oxo-His-His). The data provided evidence for simultaneous occurrence of protein cross-linking on exposure 1O2. These results demonstrated the important role of 1O2 in protein reactions beyond its involvement in developing of pathological conditions. In conclusion, dimerization of proteins through 2-oxo-His residues may be a possible new biomarker for 1O2 in biological systems.

Os processos oxidativos avançados (POA) são uma alternativa para complementar os processos clássicos de tratamento de efluentes que podem não ser eficientes para remoção de alguns tipos de poluentes como, por exemplo, os poluentes emergentes. Os POA se baseiam na geração de espécies altamente reativas (radicais hidroxila), a partir de peróxido de hidrogênio (H2O2), que oxidam os poluentes. O H2O2 pode ser eletrogerado in situ pela reação de redução de oxigênio (RRO) no meio reacional. O uso de eletrodos de difusão gasosa (EDG) altamente porosos proporciona o suprimento de oxigênio na interface eletrodo/solução podendo aumentar a velocidade da RRO. O uso de modificadores como quinonas e azocompostos imobilizados à matriz de carbono dos EDG podem aumentar a geração de H2O2. Portanto, os modificadores orgânicos Sudan Red 7B (SR7B), metil-p-benzoquinona (MPB), ácido antraflávico (AA) e antraquinona-2-ácido carboxílico (A2CA) foram adicionados em diferentes teores ao carbono Printex L6 (CP) e microcamadas porosas destes materiais foram estudados por voltametria cíclica e de varredura linear em eletrodo de disco-anel rotatório (RRDE). Os materiais contendo 0,5% de SR7B e 5,0% de MPB levaram a aumento na eficiência de geração de H2O2 para 86,2 e 85,5%, respectivamente, em relação ao CP puro que levou a 82,8%. EDG de CP modificados com 0,5% de SR7B foram construídos com telas metálicas em sua faces externas e a aplicação de densidades de corrente de 75, 100 e 150 mA cm-2 levou a uma maior eletrogeração de H2O2. Em densidades de corrente de 75 mA cm-2, o EDG modificado gerou 1020,1 mg L-1 de H2O2 com consumo energético de 118,0 kWh kg-1 de H2O2, constante cinética aparente de 37,3 mg L-1 min-1 e eficiência de corrente de 17,9%, enquanto o EDG de CP puro gerou menor concentração de H2O2; 717, 3 mg L-1, com maior consumo energético; 168,5 kWh kg-1, menor constante cinética aparente; 21,4 mg L-1 min-1, e menor eficiência de corrente; 12,6%. Portanto, o EDG modificado poderia ser empregado em sistemas que precisem de altas gerações de H2O2. / The advanced oxidation processes (AOP) are an alternative to the classical processes of treatment of effluents that may not be effective for the removal of some types of pollutants such as emerging pollutants. The AOP are based on the highly reactive species (hydroxyl radicals) from hydrogen peroxide (H2O2), which oxidize pollutants. H2O2 can be electrogenerated in situ by the oxygen reduction reaction (ORR) in the reaction medium. The use of highly porous gas diffusion electrodes (GDE) provides the supply of oxygen at the electrode/solution interface, which can increase the RRO speed. The use of modifiers such as quinones and azocompounds immobilized on the carbon matrix of GDE may increase H2O2 generation. Therefore, the organic modifiers Sudan Red 7B (SR7B), methyl-p-benzoquinone (MPB), anthraflavic acid (AA) and anthraquinone-2-carboxylic acid (A2CA) were added in different contents to carbon Printex L6 (CP) and microporous layers of these materials were studied by cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry on a rotating ring- disc electrode (RRDE). Materials with 0.5% of SR7B and 5.0% of MPB increased the current efficiency for electrogeneration of H2O2 to 86.2 and 85.5%, respectively, in relation to pure CP that leaded to 82.8%. GDE of CP modified with 0.5% of SR7B were constructed with metallic screens on their outer faces and an application of current densities of 75, 100 and 150 mA cm-2 led to a greater electrogeneration of H2O2. At current densities of 75 mA cm-2, the modified GDE generated 1020.1 mg L-1 of H2O2 with energy consumption of 118.0 kWh kg-1 of H2O2, apparent kinetic constant of 37.3 mg L-1 min-1 and current efficiency of 17.9%, while GDE of pure CP generated lower H2O2 concentration; 717, 3 mg L-1, with higher energy consumption; 168.5 kWh kg-1, lower apparent kinetic constant; 21.4 mg L-1 min-1, and lower current efficiency; 12.6%. Therefore, the modified GDE could be applied in systems that require high generations of H2O2.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-15T20:29:02Z No. of bitstreams: 1 14c.pdf: 18447268 bytes, checksum: cb27bcfcdf1b467b658d2ece3ae7777b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-15T20:29:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 14c.pdf: 18447268 bytes, checksum: cb27bcfcdf1b467b658d2ece3ae7777b (MD5) Previous issue date: 2012-11-12 / Nenhuma / O presente estudo apresenta a taxonomia, bioestratigrafia e paleoecologia dos foraminíferos planctônicos e bentônicos recuperados no intervalo Aptiano superiorAlbiano da sucessão dominantemente carbonática do Deep Sea Drilling Project (DSDP) Site 364, localizado na bacia de Kwanza (costa afora de Angola). Foram identificadas 30 espécies de foraminíferos planctônicos e 42 espécies de foraminíferos bentônicos. Com base nas assembleias de foraminíferos planctônicos, a seção sedimentar estudada foi subdividida em diversas biozonas, abrangendo as idades Aptiano tardio ao Albiano, da Zona Hedbergella trocoidea a Zona Pseudothalmanninella ticinensis. Uma conspícua discordância foi identificada no core 31, compreendendo do topo do Albiano inferior à base do Albiano superior. A composição específica das assembleias de foraminíferos planctônicos as caracteriza como assembleias marinhas de águas rasas e permite a inferência do domínio de condições mesotróficas a eutróficas ao longo do intervalo estudado. As associações aptianas de foraminíferos planctônicos apresentam afinidade paleobiogeográfica tetiana, suportando um influxo de água superficial tetiana no setor restrito (ao norte da Cadeia de Walvis-Elevação do Rio Grande) do Oceano Atlântico Sul setentrional já no Aptiano tardio. Tendências nos valores isotópicos de 13C, que devem ser cuidadosamente interpretadas devido a uma possível alteração diagenética, sugerem uma idade aptiana tardia (Zona Globigerinelloides algerianus) para o intervalo estratigráfico do core 42 ao core 37, no qual fósseis-guia tetianos estão ausentes, além de sugerir que os folhelhos negros da base do testemunho estudado (cores 42-39) podem ser correlatos ao evento anóxico do Aptiano tardio. Entre os foraminíferos planctônicos ocorre uma profunda mudança faunística na passagem Aptiano-Albiano, caracterizada por altas taxas de extinção seguidas por elevadas taxas de surgimento de espécies, além de uma significativa mudança no padrão arquitetural das testas. Foram identificadas três associações de foraminíferos bentônicos, que parecem ser principalmente controladas por variações paleobatimétricas. A fauna de foraminíferos bentônicos pode ser classificada como uma Associação do tipo Marssonella, provavelmente relacionada a paleoprofundidades neríticas a batiais superiores, e também exibindo uma marcada afinidade paleobiogeográfica tetiana. / This work presents a taxonomic, biostratigraphic and paleoecologic study on the planktic and benthic foraminiferal faunas recovered from the late Aptian-late Albian carbonatedominated succession of Deep Sea Drilling Project (DSDP) Site 364, located in the Kwanza Basin (offshore Angola). Thirty planktic and 42 benthic foraminiferal species were identified herein. Based on planktic foraminiferal assemblages, the studied section was subdivided in a series of biozones, late Aptian to late Albian in age, from the Hedbergella trocoidea Zone to the Pseudothalmanninella ticinensis Zone. A remarkable unconformity was identified in core 31, spanning the latest early to earliest late Albian. The specific composition of the recovered planktic foraminiferal assemblages characterizes them as open marine epipelagic dwellers, and permits the suggestion of predominant mesotrophic to eutrophic environmental conditions throughout the studied stratigraphic succession. Aptian planktic foraminiferal assemblages present a significant Tethyan paleobiogeographic affinity, supporting a Tethyan surface-water influx into this restricted southeastern sector of the northern South Atlantic Ocean (north to the Walvis Ridge-Rio Grande Rise) back in the late Aptian. 13C trends, which have to be carefully interpreted due to possible diagenetic overprint, suggest a late Aptian age (Globigerinelloides algerianus Zone) for the stratigraphic interval from core 42 to about core 37, where Tethyan age-diagnostic foraminiferal species are missing, as well as that the black shale levels in cores 42-39 could be correlated to the “late Aptian anoxic event”. Among planktic foraminifera, a conspicuous faunal turnover occurs at the Aptian/Albian transition, characterized by high rates of extinctions followed by increasing rates of species originations and changes in tests’ architecture. Three benthic foraminiferal associations were identified, which seem to be mainly controlled by changes in paleobathymetry. Also, the studied benthic foraminiferal fauna could be classified as a Marssonella Association, probably related to neritic and upper bathyal paleodepths, also exhibiting a Tethyan paleobiogeographic affinity.

Apesar da incerteza a respeito dos efeitos de alguns marcadores fisiológicos e biomecânicos durante a corrida em plano inclinado (CPI), em comparação com a corrida em plano horizontal (CPH), variáveis fisiológicas tais como o consumo máximo de Oxigênio (VO2máx), a frequência cardíaca (FC) e a concentração de lactato sanguíneo apresentam maiores valores durante a CPI (aclive) em comparação com a CPH, implicando em uma maior carga mecânica nos músculos de membros inferiores. O presente estudo investigou o comportamento de variáveis fisiológicas e biomecânicas preditoras do desempenho da corrida de longa-distância realizada nos planos horizontal (0%) e inclinado (7%). Vinte corredores do sexo masculino (idade: 26,3 ± 6,7anos; massa corporal: 74,1 ± 9,2kg; estatura: 175 ± 0,05m; gordura corporal: 8,0 ± 2,8%) foram submetidos a dois testes incrementais e dois testes de Economia de Corrida a 10 km.h-1, todos em esteira rolante a 0% e 7% de inclinação, para a determinação do VO2máx, da velocidade máxima (pico) de corrida (vVO2máx), dos limiares ventilatórios (LVs), da FC submáxima, do consumo submáximo de oxigênio (ECO) e da magnitude de variáveis espaço-temporais da técnica de corrida, precedidos de um teste de força máxima (em leg press) e duas provas simuladas de 5.000 m em pista (0 %) e em plano inclinado (7%). Foi feita análise descritiva e aplicados os testes de Normalidade, Correlação Produto Momento de Pearson e Regressão Linear Múltipla, todos com α de 0,05. Verificaram-se fortes relações das variáveis fisiológicas vVO2máx (- 85,55%), 1o LV (- 7,42%), 2o LV (- 0,06%) e FC de ECO (6,92%) com o desempenho para a CPH, sendo o coeficiente de determinação do modelo de 80 %. Para a situação de CPI as variáveis fisiológicas 2o LV (16,70%), vVO2máx (72,30%) e FC de ECO (11,00%) foram as que apresentaram maiores relações com o desempenho, sendo o coeficiente de determinação do modelo correspondente a 69%. Para ambas as situações, as variáveis fisiológicas apresentaram maiores associações com o desempenho em comparação com as variáveis biomecânicas adotadas no presente estudo. Dessa maneira, conclui-se que o desempenho de corridas de longa-distância (i. e., 5.000 m), realizadas em plano horizontal e/ou inclinado, pode ser melhor predito considerando-se o comportamento de variáveis fisiológicas tais como a vVO2máx. / Despite the uncertainty about the effects of some physiological and biomechanical markers during the slope running (SR) compared with running in the horizontal plane (PR), physiological variables such as maximal oxygen uptake (VO2max), heart rate (HR) and blood lactate concentration have higher values for the SR (slope) compared to the PR, resulting in a greater mechanical load on the muscles of the lower limbs. The present study investigated the behavior of physiological and biomechanical performance predictors of long-distance race held in horizontal (0%) and inclined (7%) planes. Twenty male runners (age: 26.0 ± 6.7 years; body mass: 74.1 ± 0.0 kg; height: 175 ± 0.05 m, body fat: 8.0 ± 2.8%) performed two incremental maximal tests and two running economy tests at 10 km h-1, all on a treadmill at 0% and 7% gradient, for determining the VO2max, maximum speed (peak) race (vVO2max), ventilatory threshold (VTs), submaximal heart rate (HR), submaximal oxygen consumption (ECO), and spatiotemporal variables of running technique, preceded by a maximum force test (leg press) and two tests simulated 5,000 m on the track (0%) and slope (7%). We carried out descriptive analysis and applied the Normality tests, Correlation Product Moment of Pearson and Multiple Linear Regression, all with 0.05 α. There were strong relationships of physiological variables vVO2max (- 85.55%), 1 (LV - 7.42%), 2 (LV - 0.06%) and HR of ECO (6.92%) with the performance for PR and the coefficient of determination of 80% model. For the SR situation physiological variables second TV (16.70%), vVO2max (72.30%) and HR of ECO (11.00%) showed the highest ratios with the performance, and the determination of the corresponding model coefficient to 69%. For both situations, physiological variables showed stronger associations with the performance compared to the biomechanical variables used in this study. Thus, it is concluded that the performance of long-distance running (i. e., 5.000 m) held in horizontal and / or inclined plane, may be better predicted by considering the behavior of physiological variables such as vVO2max.

A produção intracelular e ativação do oxigênio molecular em suas espécies reativas é uma constante ameaça aos organismos fotossintéticos, uma vez que os cloroplastos, juntamente com as mitocôndrias, são compartimentos celulares altamente susceptíveis ao estresse oxidativo. Em condições normais, a geração das EROs nestas organelas é lenta e controlada, embora possa ser exacerbada pela exposição a agentes poluentes, tais como metais e poluentes orgânicos. A contaminação por metais é uma importante fonte de estresse oxidativo em sistemas biológicos, a resistência dos organismos fotossintéticos ao estresse metálico deve-se a adaptações bioquímicas que previnam o desequilíbrio oxidativo. Nesta dissertação investigamos os efeitos dos íons Cd2+ na microalga Minutocelluspolymorphus. A microalga mostrou-se sensível ao Cd2+ devido a um aumento significativo na mortalidade celular quando sob exposição. Através de várias exposições, o valor da IC50 do Cd2+ para a microalga foi de 0,14 mmol.L-1. As respostas dos principais sistemas antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos também foram avaliadas. Após 48 horas de exposição a Cd2+, as células apresentaram aumentos de atividade das enzimas SOD, CAT e GST em 3,5, 6,2 e 2 vezes respectivamente. Esta exposição também provocou a redução da atividade da enzima GR em 28 %. Neste sentido, os níveis de GSH também foram alterados, apresentando uma redução de 60 % quando sob exposição ao metal. Contudo, não houve alteração na atividade da enzima GPx. A partir das informações obtidas neste trabalho, conclui-se que Cd2+ é tóxico à M. polymorphus, sendo forte indutor do estresse oxidativo às suas estruturas celulares da microalga, causando alteração em seu perfil antioxidante, podendo ser utilizadas como biomarcadores para exposição de Cd2+ em condições controladas. O presente trabalho contribui, portanto, para uma maior elucidação dos componentes bioquímicos e moleculares de processos adaptativos em microalgas marinhas. / The intracellular production and activation of molecular oxygen to reactive species is a constantly threat to photosynthetic organisms once chloroplasts and mitochondria are cellular compartments highly liable to oxidative stress. In normal conditions the generation of ROS on this organelles is slow and controlled although can be exacerbated by the exposure to pollutants agents as metals and organic pollutants. Contamination by metals is an important source of oxidative stress in biological systems, the resistance of the photosynthetic organisms to this stress due to biochemical adaptations that prevent oxidative imbalance. In this work, we investigated the effects of Cd2+ ions on microalgae Minutocellus polymorphus. The microalge showed sensible to Cd2+ effects due to significant increase on cellular death when exposed. Through several exposures, the value of IC50 was determined as 0.14 mmol.L-1. The responses of major antioxidant systems both enzymatic and non-enzymatic were also evaluated. After 48 hours of exposition to Cd2+, the cells showed increases of antioxidant enzymes SOD, CAT and GST in 3.5, 6.2 and 2 times respectively. This exposure also significantly decreased enzyme GR activity by 28 %. In this way, GSH levels were also changed, with a reduction of 60% when under exposure to metal. However, there was no change in the activity of GPx enzyme. From the information obtained in this work, we conclude that Cd2+ is toxic to M. polymorphus, being strong inducer of oxidative stress to their cellular structures, causing the consequent change in antioxidant profile that can be used as biomarkers that can be used as biomarkers of Cd2+ exposure on controlled conditions. This study therefore contributes to a further elucidation of the biochemical and molecular components of adaptive processes in marine microalgae.

O trabalho visa o desenvolvimento do sistema para medidas de distribuição de corrente e ampliação de escala (50 cm²) buscando aperfeiçoar as condições de preparação do conjunto eletrodo membrana (MEA) quanto às condições de operação da célula e avaliar a melhor geometria. Foram realizados estudos de síntese de catalisadores de Pt-M e avaliação do desempenho desses materias e das rotas de síntese utilizadas com objetivo de aplicar estes materias em sistemas de maior escala. A insuficiência do desempenho e estabilidade dos catalisadores são fatores que ainda inviabilizam o uso em larga escala das células a combustível de eletrólito polimérico sólido, destacando-se as perdas associadas ao desempenho do cátodo. Os catalisadores preparados foram nanopartículas bimetálicas PtM/C (M = Fe, Co e Ni) suportadas em carbono de elevada área superficial, por duas rotas sintéticas. Foram utilizadas as rotas: ácido fórmico e etilenoglicol modificado (EG). Em ambas as rotas se buscou catalisadores com alto grau de incorporação do segundo metal, tamanho de partícula pequeno e bom desempenho catalítico do cátodo. Observou-se que pela rota do ácido fórmico com modificações no processo de síntese é possível obter a incorporação nominal do segundo metal no catalisador, porém há desvantagem de o tamanho de partícula ser elevado. Pela rota do EG obteve-se catalisadores com pequeno tamanho de partícula, porém a incorporação do segundo metal mostrou-se ineficiente. Os estudos de ampliação de escala foram realizados em células de 50 cm2 variando-se as condições de operação; i) diferentes placas de distribuição de gás, e ii) diferentes valores de fluxo dos gases reagentes. Foi observado que a baixos fluxos de gases a quantidade de reagente é insuficiente para ser difundida por todo eletrodo, o que ocasiona reação apenas na região de entrada de gases no sistema, ocasionando uma rápida limitação em obter-se densidades de corrente alta. Pode-se observar que a diferença de desempenho entre as placas é pequena, porém a placa serpentina 6 apresentou melhor desempenho. O desempenho dos cátodos preparados com catalisadores comerciais e os sintetizados no laboratório nas células de 50 cm² mostrou sofrer bastante influência das condições de operação comparada com as células de 4,6 cm². / The work aims at the development of the system for current distribution measurements and scale (50 cm²) seeking to improve the conditions of preparation of the membrane electrode assembly (MEA) as the cell operating conditions and evaluate the best geometry. We were performed catalyst synthesis studies of Pt-M and performance evaluation of these materials and the synthetic routes used in order to apply these materials in larger-scale systems. The failure of the performance and stability of the catalysts are factors that make yet infeasible the scale up use for solid polymer electrolyte fuel cells, highlighting the losses associated with the performance of the cathode. The nanoparticles of bimetallic catalysts Pt-M/C (M = Fe, Co and Ni) supported on high surface area carbon were prepared by two different synthetic routes. The synthesis route utilized were formic acid and modified ethylene glycol (EG). In both route search catalysts with a high degree of incorporation of the second metal, small particle size and good catalytic performance. It was observed that the route of formic acid with modifications in the synthesis process it is possible to obtain the average incorporation of the second metal in the catalyst, but there is a disadvantage of the particle size is high. The route of EG modified was obtained catalysts with small particle size, but incorporation of the second metal was inefficient. The scale-up studies were performed in 50 cm2 cell varying operating conditions: i) different gas distribution plates and ii) different values of flow of reactant gases. It was observed that at low gas flows the amount of reagent is insufficient to be spread throughout the electrode, causing reaction only in the region of entry of gases in the system, causing a fast limitation in obtain high current densities. It can be observed that the performance difference between the plates is small, but the plate serpentine 6 showed the best performance. The performance of the cathodes prepared with commercial catalysts and synthesized in the laboratory in 50 cm² cells showed considerable influence the operating conditions compared to cells 4,6 cm².

Na literatura existe um consenso que os herbicidas glifosato (Gli) e 2,4-D interagem antagonicamente quando aplicados em combinação. No entanto, as bases bioquímicas e fisiológicas destes antagonismos são desconhecidas. Utilizou-se espectrometria de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) para a caracterização de moléculas de Gli e 2,4-D em várias formulações analíticas, preparadas de maneira que os herbicidas fossem obtidos sem os ingredientes inertes das formulações comerciais. Não foram encontradas alterações significativas na conformação atômica do herbicida nos espectros de RMN entre as formulações analíticas de Gli isopropilamina, dimetilamina, potássio ou amônio; 2,4-D Dimetilamina ou colina, quando analisadas separadamente ou em mistura. Avaliando também formulações comerciais dos herbicidas, não foram encontradas diferenças significativas entre os espectros de RMN para a mistura entre Gli e 2,4-D. A formulação comercial de Gli amoníaco apresentou alterações na conformação molecular do Gli, principalmente na região P da molécula que mostrou maior deslocamento químico, mas isso foi atribuído aos maiores teores de Na encontrados nessa formulação. Aplicando-se as diferentes formulações comerciais na espécie modelo de tomate Micro-Tom (MT), foram estudados os padrões de absorção dos herbicidas. A absorção de Gli radiomarcado pelas plantas de MT foi reduzida somente para a formulação Gli sal de amônio, independentemente da presença de 2,4-D. Neste trabalho, não se observou efeito antagônico na absorção entre Gli e 2,4-D. Por meio de um ensaio fatorial para determinar o efeito antagônico dos herbicidas em plantas de MT, observou-se que a dose de maior antagonismo para 2,4-D foi: 35 g i.a. ha-1 - 0,65 mM e para Gli, 70 g g i.a. ha-1 - 1,7 mM. A translocação do Gli radiomarcado foi significativamente reduzida em MT, quando aplicado com 2,4-D. Experimentos utilizando o marcador molecular GUS no gene DR5 do MT, mostraram que o Gli reduz a resposta de expressão gênica pelas vias de sinalização do 2,4-D. Os ensaios de quantificação de espécies reativas de oxigênio (EROs) induzidas pela atuação do 2,4-D, apresentaram menor produção na presença do Gli. O acúmulo de ácido chiquímico causado pelo Gli no MT foi maior quando aplicado sem mistura com 2,4-D. A interferência do 2,4-D na atuação do Gli foi confirmada nos mutantes insensíveis à auxina diageotropica (dgt) e Never ripe (Nr), em que a produção de EROs foi menor e a translocação do Gli foi mantida independente da aplicação com o 2,4-D. O acúmulo de ácido chiquímico na aplicação de Gli e a mistura dos herbicidas, foram semelhantes. O mutante yellow-green2 (yg2), menos sensível ao Gli, apresentou menor translocação do herbicida. O acúmulo de ácido chiquímico para este mutante foi menor quando aplicado com Gli, mas na mistura de Gli + 2,4-D, a quantidade do ácido aumentou. A insensibilidade ao Gli proporcionou o reestabelecimento da produção de EROs pelo 2,4-D na aplicação da mistura dos herbicidas. Neste trabalho, em contraposição ao conhecimento atual, não se observou qualquer efeito antagônico entre Gli e 2,4-D a nível químico, mas o antagonismo ocorreu por fatores da inter-relação dos mecanismos que cada herbicida induz nos níveis fisiológicos, bioquímicos e genéticos na biologia do organismo vegetal. / A consensus exists in literature that the herbicides glyphosate and 2,4-D interact antagonistically when applied in combination. However, the biochemical and physiological basis of this antagonism are unknown. It was used Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectrometry to characterize the molecules of glyphosate and 2,4-D prepared with high purity analytical compounds without the commercial formulations inert ingredients. No changes in atomic herbicide conformation ware found in NMR spectra of glyphosate formulations isopropylamine, dimethylamine, potassium or ammonium and 2,4-D dimethylamine or choline, when evaluated separately or in mixture. Analysing also the commercial herbicides formulations, no differences in NMR spectra for the mixture between glyphosate and 2,4-D ware found in chemical shift. The ammonium salt glyphosate formulations, presented changes in molecular conformation in P region of glyphosate showing higher chemical shift, which was attributed to higher levels of Na found in its composition. It was applied different commercial formulations in tomato cultivar Micro-Tom (MT) to study the pattern of herbicide absorption. The absorption of radiolabeled glyphosate by MT was reduced in the ammonium salt formulation, regardless of the 2,4-D\'s presence. In this work, no antagonistic effect in plant absorption was observed between glyphosate and 2,4-D. Factor assay was conducted using different concentrations of 2,4-D and glyphosate to determine the antagonistic effect on tomato plants. It was observed that the dose of greater antagonism to 2,4-D form 35 g a.i. ha-1 - 0.65 mM and for glyphosate, 70 g a.i. ha-1 - 1.7 mM. Assays using molecular reporter GUS in MT`s DR5 gene, showed that the glyphosate reduces gene expression responses through signalling pathways of the 2,4-D. The absorption of radiolabeled glyphosate was significantly reduced in MT, when it was applied with 2,4-D. In trials that it was quantified production of reactive oxygen species (ROS) on MT induced by 2,4-D performance, lower production were found when 2,4-D ware applied with glyphosate. The shikimic acid accumulation affected by glyphosate action in MT was higher when applied without 2,4-D mixture. The interference of 2,4-D in glyphosate`s actions was confirmed in auxin insensitive mutants diageotropica (dgt) and Never ripe (Nr), which ROS production was lower. In those mutants, glyphosate translocation was maintained regardless 2,4-D application and shikimic acid accumulation between glyphosate treatment and herbicide mixture were similar. The yellow-green2 (yg2) mutant was less sensitive to glyphosate, presenting low translocation to the herbicide. The shikimic acid accumulation for yg2 mutant was lower when applied with glyphosate, but when it was treated with glyphosate + 2,4-D, the amount of acid was increased. The insensitivity of glyphosate provided reestablishment of ROS production by 2,4-D, when the mixture of herbicides were applied. In this paper it was show that, in contrast to current knowledge, there was no antagonistic effect between glyphosate and 2,4-D in chemical level, but the antagonism occurred by factors of the interrelationship of the mechanisms that each herbicide induces in the physiological, biochemical and genetic levels in the biology of the plant organism.

Glicose e oxigênio são moléculas essenciais para a maioria dos organismos vivos. Além de sua importância nos processos de produção de energia - glicose como fonte de carbono e energia e oxigênio como aceptor dos elétrons doados por NADH e FADH2 - estes dois compostos funcionam como efetuadores, modulando vários processos metabólicos e fisiológicos nas células. Visto que a mitocôndria é um dos alvos afetados pelas disponibilidades destas duas moléculas, nós isolamos e seqüenciamos o genoma mitocondrial de Trichoderma reesei, um fungo multicelular empregado neste trabalho como sistema modelo. Foi estudado o efeito da variação de concentração de glicose e oxigênio sobre a expressão de transcritos do genoma mitocondrial, bem como sua implicação no metabolismo de glicose. São apresentadas análises da expressão gênica de aproximadamente 2000 transcritos de T. reesei submetido a concentrações limitantes de oxigênio dissolvido, realizadas com o emprego da técnica de microarrays de cDNA. Pelo menos 330 transcritos foram diferencialmente expressos em função da disponibilidade de oxigênio. Aqueles envolvidos nos processos de síntese protéica e divisão celular foram regulados negativamente, enquanto transcritos relacionados com funções de defesa celular e síntese de RNA foram positivamente regulados. Uma fração substancial de outros genes afetados pela baixa disponibilidade de oxigênio não possui, atualmente, funções celulares conhecidas. Esta observação deve contribuir para a posterior anotação funcional do genoma de T. reesei. Também foram identificados reguladores transcricionais diferencialmente expressos em baixas tensões de oxigênio. O perfil de expressão destes reguladores aponta-os como potenciais candidatos ao envolvimento com a expressão de genes afetados pela disponibilidade de oxigênio. / Glucose and oxygen are essential molecules in most of living organisms. In addition to their importance in production of energy - glucose as a carbon and energy source and oxygen as an acceptor of electrons donated by NADH and FADH2 - both molecules function as effectors modulating various metabolic and physiological processes in the cell. Because one of the targets affected by both molecules is the mitochondrion, we isolated and sequenced the mitochondrial genome of Trichoderma reesei, a multicellular fungus that is used in this study as a model system. The effect of varying the concentration of glucose and oxygen on the expression of the transcripts of the mitochondrial genome, and its implication on the metabolism of glucose, was studied. Gene-wide expression analyses of nearly 2000 transcripts of T. reesei under limited concentration of dissolved oxygen, using cDNA microarry technique, are presented. At least 330 transcripts were differentially expressed with respect to oxygen availability. Those involved in protein synthesis and cell division processes were downregulated, while transcripts involved in cell defense and RNA synthesis were upregulated. A substantive fraction of other anaerobically affected genes have currently unknown cellular roles, and these results should therefore contribute to further functional annotation of the genome. ln addition, we have identified transcriptional regulators that are differentially expressed at a low oxygen tensions. The expression profile of these regulators points them out as potential candidates involved in the expression of genes affected by oxygen availability.

INTRODUÇÃO: O Transtorno depressivo maior (TDM) acarreta malefícios na saúde física e na vida social do paciente levando-os ao isolamento, reduzindo sua capacidade física e profissional e aumentando o risco de morte. Sabe-se também da importância do exercício físico na manutenção da qualidade de vida e, mais recentemente sugerido como terapêutica adjuntiva na depressão. A maioria dos indivíduos deprimidos pode ser beneficiada com a prática de exercícios físicos, uma vez que sob o ponto de vista fisiológico, estes indivíduos apresentam uma capacidade aeróbica debilitada e alta propensão para a síndrome metabólica. Neste sentido, evidências apontam para o papel do exercício físico aeróbio como regulador dos níveis de monoaminas, cortisol e fatores neurotróficos, mecanismos semelhantes aos dos antidepressivos. Também são conhecidos seus efeitos na melhora de parâmetros cardiopulmonares, funções cognitivas, promoção da autoestima, interação social, entre outros benefícios na promoção do estado de saúde desses indivíduos. Entretanto, a maioria dos estudos realizados com objetivo de entender a real condição do exercício físico frente à melhora dos sintomas de depressão é criticada por falhas metodológicas e limitações, além de serem imprecisos quanto ao período e intensidade necessária de treino para que ocorram adaptações positivas. Portanto, este estudo propôs-se a minimizar estas críticas recorrentes avaliando uma amostra homogênea de pacientes com TDM e observando eventuais modificações em parâmetros biológicos, após treinamento físico aeróbio sistematizado associado à farmacoterapia. OBJETIVO: Avaliar a eficácia clínica do exercício físico supervisionado associado à farmacoterapia no tratamento da depressão maior. MÉTODOS: 40 pacientes de ambos os sexos (31 mulheres), idades entre 18 e 55 anos (38,65±9,96) iniciaram monoterapia com sertralina e foram avaliados por quatro semanas. A amostra foi dividida em grupo intervenção (GI- n=20) que foram medicados e participaram do treinamento físico aeróbio, e grupo controle (GC- n=20) que utilizou apenas a farmacoterapia. Os pacientes foram avaliados no início e fim do programa por meio da escala de Hamilton-17 itens (HAM-D-17), Inventário de Depressão de Beck (BDI), escala de Impressão Clínica Global (CGI) e parâmetros de aptidão cardiorrespiratória. Para se obter a melhor expressão dos índices de avaliação funcional dos pacientes de ambos os grupos usamos a ergoespirometria, teste que determinou as variáveis respiratórias, metabólicas e cardiovasculares de cada paciente. RESULTADOS: Após 4 semanas de exercício aeróbio supervisionado houve redução significativa (p < 0,05) nas escalas de HAM-D-17 e BDI, entre os momentos inicial e final, tanto no GI como no GC. Não foi encontrada diferença significante entre os grupos quanto à resposta ao tratamento (p > 0,99) ou remissão do episódio depressivo (p = 0,695). Entretanto, a redução dos sintomas de depressão foi mais acentuada no GI (- 43,2%) mesmo este grupo tendo utilizado uma dose de antidepressivo menor que o GC (p = 0,004). Houve alteração significativa dos parâmetros cardiopulmonares no GI [ (VO2máx- p < 0,001, PO2- p= 0,008, LV2 (VO2) - p=0,010) ]. Não foi encontrado correlação entre o delta HAM-D-17 e o delta VO2máx. (r = -0,179; p = 0, 270; n = 40), mas, uma correlação significativa (p < 0,05) foi observada entre as variáveis delta LV2 (VO2) e delta BDI, no GI (r = -0,458; p= 0,042). Quanto à predição de resposta, o índice de massa corpórea (IMC) inicial apresentou relação linear com o delta HAM-D-17 (p=0,01). CONCLUSÃO: Embora não tenha havido uma associação significativa entre o programa regular de exercício supervisionado e a melhora dos escores de depressão, estes dados preliminares mostraram efeitos diretos do exercício físico na aptidão cardiorrespiratória dos pacientes com TDM. Entretanto, cabe ressaltar que a diferença encontrada na dose de antidepressivo utilizada nos grupos (p=0,04) pode significar uma interferência positiva do exercício físico / INTRODUCTION: Major depressive disorder (MDD) causes harmful effects on physical health and social life of the patient taking them to isolation, reducing their physical and professional capacity and increasing the risk of death. It is also known the importance of supervised exercise in maintaining quality of life and, most recently as adjunctive therapy in depression. Most depressed individuals could have benefits with physical exercises training, once under the physiological point of view, these individuals have an impaired aerobic capacity and high propensity for metabolic syndrome. In this sense, evidences links the role of aerobic exercise as a factor regulating the levels of monoamines, cortisol and neurotrophic factors, mechanisms similar to those of antidepressants. It is also known its effects on improvement of cardiopulmonary parameters, cognitive functions, promoting self-esteem, social interaction, among other benefits in promoting health state of these individuals. However, most studies conducted in order to understand the underlying mechanisms of physical exercise to improve symptoms of depression is criticized for methodological flaws and limitations, in addition to inaccuracy about the period and intensity needed for training leading to positive adaptations. Therefore, this study proposed to minimize these criticisms by assessing a homogeneous sample of patients with MDD and evaluating changes in biological parameters, after systematized aerobic physical training associated with antidepressant pharmacotherapy. OBJECTIVE: To evaluate the clinical efficacy of physical exercise associated with pharmacotherapy in the treatment of MDD. METHODS: 40 patients of both genders (31 women), aged between 18 and 55 years (38, 65 ± 9, 96), in monotherapy treatement with sertraline were evaluated for four weeks. The sample was divided into intervention group (IG n = 20) that receive exercise training and antidepressant pharmacotherapy, and control group (CG n = 20) only with pharmacotherapy. Patients were evaluated at the beginning and at the end of the program by the Hamilton Depression Rating Scale - 17 items (HAM-D-17), Beck Depression Inventory (BDI) Global Clinical impression (CGI) and scale parameters of cardiorespiratory fitness. To obtain the best expression of functional evaluation indexes we used ergospirometry to determine respiratory, metabolic and cardiovascular each patient. RESULTS: After 4 weeks of supervised aerobic exercise, there was a significant reduction (p < 0.05) in the scale of HAM-D-17 and BDI between the initial and final evaluations. There was no significant difference between groups regarding response to antidepressant pharmacotherapy (p > 0.99) and episode remission (p = 0.695). The reduction of symptoms of depression was more marked in the IG (-43.2 percent) even though this group having used a dose of antidepressant less than the CG (p = 0.004). There was a significant change of cardiopulmonary parameters in IG [(VO2max- p < 0.001, PO2- p = 0.008, LV2 (VO2) - p = 0.010)]. No correlation was found between the delta HAM-D-17 and delta VO2max. (r = -0.179; p = 0.270; n = 40), but a significant correlation (p < 0.05) was observed between variables delta LV2 (VO2) and delta BDI, in IG (r = -0.458 p=0.042). As for the prediction of response, initial body mass index presented linear relationship with the Delta HAM-D-17 (p = 0.01). CONCLUSION: Although there has not been a significant association between regular supervised exercise program and improvement of depression scores, our results shows a direct effects of supervised physical exercise on cardiorespiratory fitness of patients with MDD. However, it is noteworthy that the difference found in the dose of an antidepressant used in the groups (p= 0.04) can be due to a positive interference of supervised physical exercise

A calorimetria indireta para análise do metabolismo humano tem se mostrado um método não invasivo de crescente importância no estudo mais preciso das respostas metabólicas e cardio-respiratórias. Entretanto, o alto custo dos equipamentos aliado à falta de conhecimento das técnicas tem impedido a disseminação do uso de analisadores metabólicos no Brasil. Este trabalho foi desenvolvido com o intuito de oferecer uma visão global dos procedimentos de calorimetria indireta aplicados à avaliação do metabolismo humano sob a abordagem de Engenharia Biomédica. Foram avaliados três transdutores tipicamente utilizados em equipamentos de calorimetria indireta para análise metabólica humana: um transdutor eletroquímico de oxigênio, um transdutor de dióxido de carbono por radiação infravermelha e um transdutor de fluxo em volume tipo turbina. O transdutor de oxigênio mostrou-se bastante confiável, mas com um tempo de resposta bastante elevado para aplicações em análises de respiração a respiração. A principal deficiência do transdutor de dióxido de carbono está no fato de sua configuração proporcionar um aumento significativo na resistência à respiração do indivíduo. Verificou-se que o transdutor de fluxo em volume apresenta um melhor comportamento para um fluxo em torno de 20 litros/minuto. Apesar das limitações apresentadas pelos transdutores, os resultados dos ensaios foram úteis e representativos para a compreensão do funcionamento de um analisador metabólico humano porcalorimetria indireta, evidenciando quais deficiências devem ser sanadas em pesquisas futuras e os cuidados a serem considerados na implantação do laboratório para análise metabólica/respiratória sendo instalado no Laboratório de Engenharia Biomédica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. / The indirect calorimetry for analysis of the human metabolism has been a no invasive method of increasing importance in the study of metabolic and cardiorespiratory responses. However, the high cost of the equipment ally to the lack of knowledge of the techniques have been obstacles to the use of metabolic analysers in Brazil. This research was developed with the intention to offer a global vision of the applied procedures of indirect calorimetry to the evaluation of the human metabolism under the prism of the Biomedical Engineering. Three transducers typically used in equipment of indirect calorimetry for metabolic analysis had been evaluated: an electrochemical transducer of oxygen, a carbon dioxide transducer by infrared absorption and a turbine flowmeter. The oxygen transducer revealed sufficiently trustworthy, but a too high response time for applications in breath by breath analyses. The main deficiency of the transducer of carbon dioxide is to provide a significant increase in the flow resistance. It was verified that the flowmeter presents one better behavior for a stream around 20 litres/minute. Despite the limitations presented for the transducers, the results of the assays had been useful and representative for the understanding of the functioning of a human metabolic analyser for indirect calorimetry, evidencing which points have to be improved in future researches and to be considered in the implantation of the laboratory for metabolic and respiratory analysis being installed in the Laboratório de Engenharia Biomédica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.