Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2018-02-08T18:24:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) karine_beatriz_costa.pdf: 1519823 bytes, checksum: a9100527a90f32a6eb92e5f97960ea08 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-03-09T19:22:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) karine_beatriz_costa.pdf: 1519823 bytes, checksum: a9100527a90f32a6eb92e5f97960ea08 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T19:22:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) karine_beatriz_costa.pdf: 1519823 bytes, checksum: a9100527a90f32a6eb92e5f97960ea08 (MD5) Previous issue date: 2017 / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O desbalan?o entre a produ??o de esp?cies reativas de oxig?nio e nitrog?nio e a a??o dos sistemas de defesa antioxidante ? uma condi??o conhecida como desequil?brio redox. O exerc?cio f?sico m?ximo ? associado ao aumento da produ??o de esp?cies reativas e pode ser utilizado como modelo fisiol?gico para o estudo do desequil?brio redox. Condi??es pr?-anal?ticas de manejo de amostras biol?gicas, como o tempo de congelamento, podem interferir na integridade de analitos. Assim, esse estudo avaliou o efeito do tempo de congelamento da amostra na quantifica??o de biomarcadores de estado redox no gastrocn?mio, cora??o e c?rebro de camundongos swiss submetidos a uma sess?o de exerc?cio m?ximo. Vinte e seis camundongos foram divididos em grupo controle, que n?o realizou exerc?cio, e grupo exerc?cio, submetido a uma sess?o de exerc?cio em piscina, com aumento progressivo de carga, at? a exaust?o. Os tecidos foram coletados imediatamente ap?s o protocolo experimental e seccionados para avalia??o a fresco e ap?s 1, 3 e 6 meses de congelamento a -80 ?C. O exerc?cio m?ximo modificou o estado redox de tecidos frescos, demonstrado pelo aumento da peroxida??o lip?dica, da atividade das enzimas antioxidantes catalase e super?xido dismutase e diminui??o da capacidade antioxidante total em todos os tecidos analisados e pelo aumento de derivados carbon?licos em prote?nas no gastrocn?mio e c?rebro. O efeito do exerc?cio sobre a peroxida??o lip?dica foi reduzido no gastrocn?mio congelado por 6 meses e no c?rebro e cora??o isso ocorreu j? com um m?s de congelamento da amostra. Por outro lado, o tempo de congelamento n?o alterou o efeito do exerc?cio sobre os derivados carbon?licos em prote?nas e a capacidade antioxidante total n?o enzim?tica. A resposta ao exerc?cio da catalase, em todos os tecidos, e da super?xido dismutase no gastrocn?mio foi reduzida ap?s um m?s de congelamento. J? no c?rebro e cora??o a resposta da super?xido dismutase ao exerc?cio foi reduzida apenas ap?s tr?s meses de congelamento. De maneira geral, os resultados desse estudo mostram que o tempo de congelamento afeta, de maneira dependente do tecido e do marcador em an?lise, a resposta de biomarcadores do estado redox a uma sess?o de exerc?cio m?ximo. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa Multic?ntrico de P?s-gradua??o em Ci?ncias Fisiol?gicas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / The imbalance between the production of oxygen and nitrogen species and the antioxidant system function is known as redox imbalance. Maximum physical exercise is associated with increased production of reactive species and can be used as a physiological model for the study of redox imbalance. Pre-analytical conditions, such as sample freezing duration, may interfere with analyte integrity. Thus, this study evaluated the effect of sample freezing duration on the quantification of redox biomarkers in the gastrocnemius, heart and brain of Swiss mice submitted to a maximal exercise session. Twenty-six mice were divided into control group, who did not exercise, and exercise group, who performed a maximal swim test. The tissues were collected immediately after the experimental protocol and sectioned for fresh evaluation and after 1, 3 and 6 months of freezing at -80 ? C. The maximal exercise modified the redox status of fresh tissues, demonstrated bythe increase on levels of lipid peroxidation, activity of the antioxidant enzymes catalase and superoxide dismutase and reduction of the total antioxidant capacity, in all the analyzed tissues, and by the increase of protein carbonyl content in the gastrocnemius and brain. The effect of exercise on lipid peroxidation was reduced in gastrocnemius frozen for 6 months and in the brain and heart this occurred in samples after one month of freezing. On the other hand, the freezing duration did not alter the exercise effect on proteins carbonyl content and the total non-enzymatic antioxidant capacity. The catalase response to exercise in all tissues and the superoxide dismutase response in the gastrocnemius were reduced after one month of freezing. However in the brain and heart the response of superoxide dismutase to exercise was reduced only after three months of freezing. This study shows that freezing duration, depending on the tissue and marker under analysis, affects the evaluation of the redox state response to a maximal exercise session.

Fundação Instituto de Pesquisas Econômicas / The pressure on the natural resources has being shown more intense in the last decades, increasing degradation of air, soil and water around the world. Among the substances related to the environmental impacts that containing phosphate is one of great importance, being original from industrial discharges, domestic uses, and agricultural. The last one contributes mainly through the excessive application of phosphate fertilizers. The soil use out of its capacity generates great amount of sediments that goes to rivers, lakes and seas. When that sediment carries with it great content of phosphorus, it can unchain the eutrophication process, that is characterized by the increase of nutrients in the aquatic system, leading to the decrease in the amount of dissolved oxygen in the water, what causes the death of several species. The present work was divided in two studies that aimed to determine the relationship of phosphorus from sediments dynamics in the process of water contamination in function of soil management and vegetable cover in a small watershed at city of Agudo Rio Grande do Sul State, Brazil. Were collected samples in three periods with different predominant soil uses. The sediment concentration was obtained by drying at 105ºC. The phosphorus dessorption was made by extraction with anion exchange resin on special recipients that allow control the redox conditions. Also, was realized the chemical fractionation of phosphorus from different sites of watershed. The concentration of suspended sediments on water curses is related with characteristics of rain and soil use, and the submission of the sediments to oxygen poor atmosphere favored the phosphorus dessorption. The bioavailable phosphorus and potential bioavailable phosphorus desorbed from sediments were incremented by antropic action. The phosphorus chemical fractionation is a good index of human action on aquatic source, being possible to determine the sediments origin from sub-basins under different antropization degrees. / A pressão sobre os recursos naturais vem mostrando-se mais intensa nas últimas décadas, gerando degradação do ar, do solo e da água em todo o mundo. Dentre as substâncias relacionadas aos impactos ambientais aquelas contendo fosfatos são de grande importância, sendo originário de descargas industriais, domésticas, e agrícola. Esta última contribui principalmente através da aplicação excessiva de fertilizantes fosfatados e resíduos enriquecidos. O uso do solo fora da sua capacidade gera grande quantidade de sedimentos que vão para rios, lagos e mares. Quando esse sedimento carrega consigo alto teor de fósforo, pode desencadear o processo de eutrofização, que se caracteriza pelo aumento de nutrientes no sistema aquático, levando a diminuição na quantidade de oxigênio na água, o que causa a morte de várias espécies. Dessa forma, o presente trabalho foi dividido em dois estudos que objetivaram determinar a relação da dinâmica do fósforo dos sedimentos no processo de contaminação hidrográfica em função do manejo do solo e da cobertura vegetal da pequena bacia hidrográfica rural no município de Agudo RS. Foram coletadas amostras em três épocas com diferentes usos predominantes do solo. A concentração de sedimento foi obtida por secagem a 105ºC. A dessorção de fósforo foi realizada através da extração com resina trocadora de ânions em recipientes especiais que permitiram controlar as condições redox. Também, foi realizado o fracionamento químico do fósforo do sedimento oriundo de diferentes locais da pequena bacia. A concentração de sedimento em suspensão nos cursos de água está relacionada com as características da chuva e com o uso do solo, e a submissão dos sedimentos em ambiente pobre em oxigênio favoreceu a dessorção do fósforo. Os teores de fósforo particulado biodisponível e de fósforo particulado potencialmente biodisponível dessorvidos de sedimentos são incrementados pela ação antrópica. O fracionamento químico do fósforo é um bom indicador da ação humana sobre os mananciais aquáticos, sendo possível discriminar a origem dos sedimentos das sub-bacias com diferentes graus de antropização.

O diabetes gestacional (DG) é uma condição definida como intolerância a carboidratos e hiperglicemia, com início no segundo trimestre da gravidez. Trabalhos desenvolvidos por nosso grupo mostraram que a progesterona (PG) é capaz de causar a morte de células pancreáticas, por um mecanismo dependente da geração de radicais livres, o que poderia contribuir para o desenvolvimento do DG. O objetivo desse trabalho foi estudar o efeito da PG, na presença ou não de antioxidantes, na expressão de genes relacionados ao estresse oxidativo e na defesa oxidante em células pancreáticas da linhagem RINm5F. As células foram incubadas com PG 0,1, 1,0 e 100 &#181M por 6 ou 24 h, na presença ou não dos antioxidantes vitamina E e C. Após a incubação, foram realizados ensaios de viabilidade celular e fragmentação do DNA. A PG, não causou perda da integridade da membrana das células RINm5F, porém, ela promoveu fragmentação do DNA em, aproximadamente, 40% das células RINm5F e MCF-7 (controle positivo), enquanto que os antioxidantes vitamina E e C reduziram tal fragmentação. A partir da extração do RNA e síntese de cDNA foi investigada a expressão de 84 genes envolvidos no estresse oxidativo e defesa antioxidante. Dos 84 genes, cinco deles tiveram sua expressão aumentada em no mínimo, duas vezes em, pelo menos, duas concentrações diferentes, independentemente do tempo de incubação, ou nas mesmas concentrações em tempos diferentes, como os que codificam para a proteína de choque térmico a1a (Hspa1a), glutationa peroxidase 6 (Gpx6), dual oxidase 1 (Duox1), heme oxigenase 1(Hmox1) e estearoil-CoA desaturase 1 (Scd1). Esses genes, juntamente com a peroxirredoxina 4 (Prdx4), desempenham importante papel na fisiologia da célula pancreática e/ou DG. A expressão desses genes também foi estudada na pré-incubação das células RINm5F com as vitaminas E e C. Tais antioxidantes, de forma geral, foram capazes de aumentar a expressão de Hmox1 e Prdx4, genes com funções antioxidantes, e de diminuir de Scd1, um gene com função pró- oxidante. Ao nível citoplasmático, verificou-se que as quantidades das proteínas Hmox1 e Prdx4 também foram moduladas pela da PG e/ou vitamina E e C. Os resultados sugerem que esses antioxidantes apresentam importante papel na proteção da células RINm5F contra o dano oxidativo induzido pela PG. Desta forma, os resultados obtidos nesse projeto, em conjunto, devem colaborar para melhor compreensão da patogênese do DG, abrindo novas perspectivas não só para elucidação do mecanismo molecular envolvido na ação da PG sobre células pancreáticas e sua relação com o DG, mas para o desenvolvimento de estratégias de prevenção e tratamento dessa doença baseadas na terapia com antioxidantes / Gestational diabetes (GD) is a condition defined as carbohydrate intolerance and hyperglycemia, beginning in the second trimester of pregnancy. Studies developed by our group have shown that progesterone (PG) is able to cause pancreatic cells death, by a mechanism dependent on the generation of free radicals, which could contribute to the development of GD. The aim of this work was to study the effect of PG, in the presence or absence of antioxidants, on the expression of genes related to oxidative stress and oxidant defense in pancreatic cells of the RINm5F lineage. Cells were incubated with 0.1, 1.0 and 100 µM PG for 6 or 24 h, in the presence or absence of vitamin E and C antioxidants. PG did not cause loss of membrane integrity of RINm5F cells, however, it promoted DNA fragmentation in approximately 40% of the RINm5F and MCF-7 cells (positive control), whereas vitamin E and C antioxidants reduced such fragmentation. From the RNA extraction and cDNA synthesis was investigated the expression of 84 genes involved in oxidative stress and antioxidant defense. Among of 84 investigated genes, five of them had their expression increased, in the minimum 2-fold in, at least, two different concentrations independent of incubation time (6 or 24 h), or at the same concentrations at different times, such as those that encoding for heat shock protein a1a (Hspa1a), glutathione peroxidase 6 (Gpx6), dual oxidase 1 (Duox1), heme oxygenase 1 (Hmox1) and stearoyl-CoA denaturase 1 (Scd1). These genes, together with the peroxiredoxin 4 (Prdx4), play an important role in pancreatic cell physiology and/or DG. The gene expression was also studied in the preincubation of RINm5F cells with vitamin E and C. These antioxidants were generally able to increase the Hmox1 and Prdx4 expression, genes with antioxidant functions, and decrease the Scd1 expression, a gene with pro-oxidant function. At the cytoplasmic level, it was found that the amounts of Hmox1 and Prdx4 proteins were also modulated by PG and / or vitamin E and C. The results suggest that these antioxidants play an important role in the RINm5F protection cells against the oxidative damage induced by PG. Thus, the results obtained in this project, together, should contribute to a better understanding of the pathogenesis of DG, opening new perspectives not only to elucidate the molecular mechanism involved in the action of PG on pancreatic cells and its relationship with DG, but for the development of strategies for the prevention and treatment of this disease based on antioxidant therapy

L'utilisation de nanoparticules semi-conductrices colloïdales, appelées quantum dots, est nouvelle pour des applications en photocatalyse redox. Ces nano-objets possèdent une forte absorption dans le visible modulable avec leur taille. De plus, la présence d'une couche de ligands peut rendre ces nanostructures éco-compatibles. Dans ce manuscrit de thèse, une étude de la photocatalyse redox avec des nanoparticules cœur CdSe et cœur-coquille CdSe/ZnS a été réalisée dans le visible en solvant aqueux. Les quantum-dots hydrosolubles sont tout d'abord fonctionnalisés par des ligands de type acide aminé. Trois systèmes photochimiques ont ensuite été testés avec les substrats suivants : dérivés d'acides aminés, vanilline et 8oxodG. L'activité photochimique des nanoparticules semi-conductrices a pu être démontrée et évaluée par la détection de produits de réaction. Le mécanisme de transfert de charge photoinduit a par ailleurs été élucidé par des techniques spectroscopiques durant l'irradiation. / The use of colloidal semiconductor nanoparticles, called quantum dots, is recent in redox photocatalysis. Those nanostructures exhibit strong and size depending visible absorption properties. The ligand shell on the nanoparticle surface can be furthermore managed to realize green applications. Thus the study of redox photocatalysis with core CdSe nanoparticles and core-shell CdSe/ZnS was carried out with visible light in aqueous solvent. Firstly, we synthetized hydrophilic quantum-dots stabilized by amino acids ligands. Secondly, we perform three different studies of photocatalytic systems with the following substrates : modified amino acids, vanillin and 8oxodG. The nanoparticle's photochemical activity was first demonstrated and evaluated by the detection of photochemical products. The photoinduced charge transfer mechanism was elucidated during irradiation by spectroscopic techniques.

Bacillus cereus est une bactérie aéro-anaérobie facultative à Gram positif ubiquiste pouvant s’adapter à de nombreux environnements et s’y développer. C’est un agent pathogène de l’homme capable de produire tout un éventail de protéines extracellulaires et de toxines jouant un rôle majeur dans la pathogénicité de ce micro-organisme. B. cereus croit suivant un métabolisme de type respiratoire en aérobiose et fermentaire en anaérobiose en l’absence d’accepteur final d’électrons. En aérobiose, la chaine respiratoire est une source majeure des dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) endogènes. En anaérobiose, les ROS endogènes sont générés en réponse au stress oxydant secondaire au stress nutritionnel et au stress réducteur, lorsque les cultures sont réalisées à bas potentiel d’oxydo-réduction (POR). Les résidus méthionines (Met) sont particulièrement sensibles à l’oxydation par les ROS. L’oxydation des Met conduit à la formation de méthionine sulfoxyde (Met(O)), un dérivé oxydé stable détectable par spectrométrie de masse (MS). L'oxydation des résidus Met est réversible : leur réduction est catalysée par des méthionines sulfoxyde réductases (Msr). Pour déterminer le rôle de l’oxydation des résidus Met, nous avons réalisé une étude exhaustive par MS de la dynamique de l’exoprotéome de la souche ATCC 14579 (pBClin 15) de B. cereus en aérobiose (pO2 = 100%) et en anaérobiose (pO2 = 0%) à haut (POR initial = +140 mV) et bas potentiel redox (PORi= -350 mV). Les résultats ont montré que la dynamique des toxines était représentative de la dynamique de l’exoprotéome à la fois en termes d’abondance relative de protéines et d’oxydation des Met dans les trois conditions testées. L’analyse des résultats suggèrent que (i) l’abondance des toxines et leur taux de méthionines oxydés reflètent le niveau d’oxydation cellulaire et (ii) la sécrétion de toxines au cours de la croissance cellulaire contribue au maintien de l'homéostasie redox intracellulaire en piégeant les ROS endogènes, en particulier en phase active de croissance en aérobiose et en fin de croissance en anaérobiose. Pour étayer l’hypothèse selon laquelle, les Met des protéines extracellulaires, et des toxines en particuliers sont des composants de la machinerie cellulaire antioxydante, nous avons construit une souche mutante ne synthétisant plus MsrAB et comparer le protéome et l’exoprotéome de cette souche mutante avec celle de la souche parentale en aérobiose et anaérobiose à haut POR. Cette étude a mis en évidence l’implication de MsrAB mais également du plasmide cryptique pBClin15 dans la sécrétion des toxines et le maintien de l'homéostasie redox intracellulaire / Bacillus cereus is a Gram-positive aerobic or facultative anaerobic worldwide-distributed bacterium. In addition, B. cereus is a human pathogen able to produce a range of extracellular enzymes and toxins playing a major role in the virulence of the bacteria. In presence of oxygen, B. cereus performs respiration. Without oxygen or other electron acceptors, it performs mixed-acid fermentation. Under aerobiosis, the respiratory electron transport chain is a major source of endogenous reactive oxygen species (ROS). Under anaerobiosis, endogenous ROS are generated in response to reductive stress (mainly under high-reductive anaerobiosis) and to starvation (nutrient stress), i.e. in response to secondary oxidative stresses. Methionine residues (Met) of proteins are vulnerable to oxidation by free radicals. Oxidation of Met leads to the formation of methionine sulfoxide (Met (O)), a stable by-product detectable by mass spectrometry (MS). Met(O) can be reduced back to Met by the action of methionine sulfoxide reductase (Msr). To determine the role of oxidation of Met residues, B. cereus exoproteome time courses were monitored by MS under low oxidation-reduction potential (ORP) anaerobiosis (initial ORP = +140 mV and pO2 = 0%), high-ORP anaerobiosis (iORP = -350 mV and pO2 = 0%), and aerobiosis (pO2 = 100%). The results indicated that toxin-related proteins were the most representative of the exoproteome changes, both in terms of protein abundance and their Met(O) content in the presence and in the absence of oxygen. The analysis results suggest that (i) the abundance of toxins and their oxidized methionines rates reflect the cellular oxidation level and (ii) the secretion of toxins during growth helps to maintain redox homeostasis by keeping endogenous ROS at bay, during the exponential growth phase under aerobic conditions and at the end of growth under anaerobiosis. To support our hypothesis that Met residues of extracellular proteins, particulars of toxins are components of the cellular machinery antioxidant, we constructed a mutant strain by deleting the gene of MsrAB and compare the cellular proteome and exoproteome of this mutant strain with the wild-type strain under aerobiosis and high-ORP anaerobiosis. This study highlighted the involvement of MsrAB but also pBClin15 plasmid in the secretion of toxins and maintain of the intracellular redox homeostasis.

Neste trabalho foi estudado o comportamento eletroquímico de materiais à base de carbono Printex 6L, sem e com a adição de compostos orgânicos da classe das quinonas (2-terc-butil-9,10-antraquinona (TBA) e 2-etil-9,10-antraquinona (EA)) para a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) a partir da reação de redução do oxigênio gasoso (O2). Na primeira etapa, foi utilizada a técnica de microcamada porosa depositada sobre um eletrodo de disco/anel rotatório, sendo que a partir dos resultados obtidos foram confeccionados eletrodos de difusão gasosa (EDG) para a eletrogeração de H2O2. Os melhores resultados utilizando a microcamada porosa foram para os materiais com a adição dos modificadores, sendo que o material com 1,0% (m/m) de TBA na demonstrou ser o mais eficiente na geração de peróxido de hidrogênio, apresentando eficiência 20% maior comparado ao Printex 6L sem modificador. Com o eletrodo de difusão gasosa confeccionado com o composto orgânico escolhido, na melhor porcentagem de adição mássica de modificador, obteve-se a concentração de 301 mg L-1, sendo que com o eletrodo confeccionado com Printex 6L sem modificador obteve-se a concentração de 175 mg L-1, sob as mesmas condições experimentais. A eficiência cinética também apresentou os mesmos resultados quanto à eficiência dos materiais escolhidos, sendo de 5,94 mg L-1 min-1 para o material com 1,0% de TBA, no potencial de -1,0 V (vs. ECS), e de 3,05 mg L-1 min-1 para o eletrodo de difusão gasosa sem modificador, no potencial de -0,8 V (vs. ECS). / In this work, the electrochemistry behavior of the materials prepared with Printex 6L, with and without addition of organic compounds of the class of quinones, being the compounds: 2-tert-butyl-9,10-anthraquinone (TBA) and 2-ethyl-9,10-anthraquinone (EA). These materials were used to promote the electrogeneration of hydrogen peroxide through the oxygen reduction reaction. In the first phase, it was used the technique of porous microlayer deposited on the rotating ring/disk electrode, and after has been confectioned gas diffusion electrodes (GDE). The best results using the porous microlayer were for the materials with addition of modifiers, and the material with 1.0% (m/m) of 2-terc-butyl-9,10-anthraquinone was demonstrated to be the most efficient in generating hydrogen peroxide, presenting an efficiency 20% higher when compared to Printex 6L without the modifier. The gas diffusion electrode made with the chosen organic compound, in the best massic percentage of modifier, obtained the concentration of 301 mg L-1, and the electrode made with Printex 6L without the modifier obtained the maximum concentration of 175 mg L-1, under the same experimental conditions. The kinect efficiency also demonstrated the same results regarding the efficiency of the chosen materials, which means 5.94 mg L-1 min-1 for the material with 1.0% of 2-terc-butyl-9,10-anthraquinone, in the potential of -1.0 V(vs. SCE), and 3.05 mg L-1 min-1 for the gas diffusion electrode without the modifier, in the potential of -0.8 V (vs. SCE).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Exercise can represent a physical stress that disrupts the homeostasis. Elevated muscle oxygen consumption increases reactive oxygen species (ROS) and inflammatory proteins production, leading to oxidative stress and systemic inflammation. Nowadays, both caffeine, a commonly compound present in many commercial beverages and medicines, and the non-steroidalanti-inflammatory drugs (NSAIDs), including diclofenac, have been used in sports competitions events. Considering that athletes intent to improve their sports performance, mainly on high intensity competitions and short duration that can lead to inflammation and pain, a great number of athletes consume caffeine and NSAIDs due they ergogenic effects or avoid inflammation and loss of performance. However, little is known about the physical exercise and concomitant use of caffeine/diclofenac. Considering the sport specificity, most authors have focused exercise in skeletal muscle studies. In view of the important role of liver during physical activities, one of the goals of this work was to analyze the effect of caffeine and diclofenac on cell damage, hepatic inflammation and oxidative stress markers in exercised rats. In two papers, we highlight the effect of caffeine on the oxidative damage, inflammation and tissue adaptation in liver, muscle and plasma of training rats. The experimental protocol included four groups: sedentary-saline, sedentary-diclofenac, exercise-saline, and exercise-diclofenac. The exercised groups performed a 4-week aerobic swimming training protocol and were treated with saline or caffeine (6 mg/kg). We found significant changes on citrate synthase (CS), superoxide desmutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and acetylcholinesterase (AChE) enzyme activities and aspartate aminotransferase (AST) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) levels after training. These modifications were reverted by caffeine treatment. In the manuscript, we highlight the effects of diclofenac (10 mg/kg) on the inflammation induced by an acute exercise. Rats were divided in 4 groups: control-saline (CS), control-diclofenac (CD), exercise-saline (ES) and exercise-diclofenac (ED). The animals from the C and E groups received saline, while the groups CD and ED received diclofenac treatment during seven days previous to the exercise bout, which consisted in an acute bout of eccentric exercise lasting 90 min. We identified an increase in both gene expression and levels of proteins TLR4, MyD88, TRIF, NFκB, p65, IL-6, TNF-α and iNOS in the exercised groups. Diclofenac treatment blunted these responses exercised-induced. Taken together, the data indicate that diclofenac and caffeine interfere on oxidative and inflammation responses induced by physical exercise, altering the adaptive mechanisms of tissues under exercise. / O exercício físico pode representar um tipo de estresse por alterar a homeostase corporal. O elevado consumo de oxigênio pelo músculo esquelético durante o exercício físico aumenta a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) e proteínas inflamatórias, desencadeando estresse oxidativo e inflamação sistêmica. Atualmente, a cafeína, um composto presente em diversas bebidas e medicamentos, e os anti-inflamatórios não-esteroidais (AINEs), incluindo o diclofenaco, têm sido amplamente usados em competições esportivas. Considerando que os atletas treinam com o objetivo de melhorar o seu desempenho esportivo, principalmente em provas de alta intensidade e curta duração e que essas podem levar à sensação de dor e processo inflamatório, um grande número desses atletas usa tanto cafeína e AINEs como recursos ergogênicos ou até mesmo para evitar perdas de performance em suas provas. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos da associação entre treinamento físico e o uso concomitante de cafeína/diclofenaco nos tecidos. Levando em consideração a especificidade esporte, a maioria dos estudos são referentes a associação exercício físico e músculo esquelético. Entretanto, as respostas adaptativas ao exercício físico não são restritas ao tecido muscular. Considerando o importante papel do fígado durante a atividade física, um objetivo desta tese foi analisar os efeitos da cafeína e, em um segundo momento, do diclofenaco, sobre marcadores hepáticos de estresse oxidativo, dano tecidual e inflamação em ratos treinados. Nos artigos destacamos o papel da cafeína em modular as respostas de dano, estresse oxidativo, inflamação e adaptação causadas pelo treinamento físico em fígado, músculo e plasma. O protocolo experimental foi realizado com 4 grupos distintos: sedentário-salina, sedentário-cafeína, exercício-salina e exercício-cafeína. Os grupos exercício foram submetidos a 4 semanas de treinamento aeróbio de natação e os grupos tratados foram suplementados com cafeína (6 mg/kg), durante o treinamento. Identificamos mudanças significativas na atividade das enzimas citrato sintase (CS), superóxido desmutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx) e acetilcolinesterase (AChE), e nos níveis da aspartato aminotransferase (AST) e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) após treinamento. Todas essas alterações foram revertidas pelo tratamento com cafeína. No manuscrito destacamos o papel modulador do diclofenaco sobre a inflamação gerada por exercício agudo. O protocolo consistiu em uma sessão de 90 mim de exercício excêntrico agudo em esteira em ratos tratados previamente com salina ou diclofenaco (10mg/kg) (grupos: controle-salina, exercício-salina, controle-diclofenaco, exercício-diclofenaco). Após o exercício, foi identificado um aumento na expressão gênica e níveis da proteínas TLR4, MyD88, TRIF, NFκB p65, IL-6, TNF-α e iNOS. Essas respostas geradas pelo exercício excêntrico foram bloqueadas pelo tratamento com diclofenaco. Os dados obtidos nos permitem concluir que o diclofenaco e a cafeína interferem nas respostas adaptativas de cunho oxidativo/inflamatório geradas pelo exercício físico, podendo assim alterar os mecanismos de hormesis dos tecidos ao exercício físico.

No Brasil, a contaminação do solo por derramamentos de combustíveis representa um dos mais graves problemas ambientais e o impacto da introdução de novas misturas como diesel/biodiesel na matriz energética requer investigação quanto a tecnologias apropriadas de remediação. O presente estudo teve por objetivo avaliar diferentes estratégias de biorremediação no tratamento de solo contaminado experimentalmente com óleo diesel B5. Foram conduzidos três experimentos. No primeiro, quatro microcosmos em duplicata, contendo 500 g de solo e 5% (p/p) de óleo diesel B5, todos suplementados com oxigênio através de revolvimento manual e com ajuste de umidade, tiveram como tratamentos: bioestímulo com ajuste de pH (BE1); bioestímulo com ajuste de pH e nutrientes (BE2); bioaumento com ajuste de pH, nutrientes e adição de consórcio microbiano comercial KMA (BAM) e; controle abiótico, com ajuste de pH e solo esterilizado em autoclave (PA). Paralelamente, foi conduzido tratamento por bioaumento com ajuste de pH e nutrientes, suplementação de oxigênio e consórcio KMA, em solo contaminado apenas por diesel a 5% (BAD). A população microbiana foi monitorada através da contagem de UFC e os tratamentos, avaliados pela remoção de carbono orgânico e de hidrocarbonetos de petróleo (n-alcanos C10-C36). No segundo experimento, o metabolismo microbiano aeróbio foi avaliado através da produção de CO2 em respirômetros de Bartha (triplicatas), em solo contaminado com 5% (p/p) de óleo diesel B5, ajustado para pH e umidade, nas seguintes condições: solo com adição do consórcio KMA; solo com adição de cultura microbiana obtida a partir de outro solo proveniente de um posto de combustível com histórico de vazamento de tanques (RES) e; solo esterilizado por adição de azida de sódio a 0,3% (p/p). Como controle, solo sem contaminação, com sua população microbiana autóctone. No terceiro experimento, a capacidade da microbiota autóctone (EX), assim como do consórcio KMA e da cultura RES, em biodegradar óleo diesel B5, diesel e biodiesel de soja foi testada através do uso de indicadores de oxirredução DCPIP e TTC. Os experimentos em microcosmos indicam que houve uma complementaridade metabólica entre a população nativa e o consórcio comercial de microorganismos KMA, cuja presença promoveu um decaimento mais rápido de n-alcanos nas primeiras semanas do experimento. No entanto, após 63 dias de experimento, os tratamentos BAM, BAD e BE2 apresentaram, respectivamente, em média, 92,7%, 89,4% e 81,7% de remoção dos hidrocarbonetos n-alcanos C10-C36, sendo tais diferenças, sem significância estatística. Nos respirômetros, o bioaumento com cultura microbiana RES apresentou a maior produção de CO2 e a maior remoção de hidrocarbonetos (46,2%) após 29 dias. Tanto nos ensaios em microcosmos quanto nos respirométricos, não foi possível estimar a contribuição dos processos abióticos, tendo em vista evidências da existência de atividade microbiana no solo esterilizado térmica ou quimicamente. Os ensaios com os dois indicadores redox mostraram que apenas a microbiota nativa do solo em estudo e a cultura microbiana RES apresentaram potencial para degradar óleo diesel B5, biodiesel de soja ou diesel, quando colocadas em meio mineral contendo tais combustíveis como única fonte de carbono. / In Brazil, the contamination of soils due to spill of fuels is one of the most serious environmental problems. The impact of introducing new fuel mixtures in the energy matrix, such as diesel/biodiesel requires investigation regarding appropriate remediation technologies. The objective of this study was to assess different bioremediation strategies for treatment of soil spiked with diesel B5 (diesel plus 5% of biodiesel w/w). Three experiments were carried out. In the first, four microcosms (in duplicate), with 500g of soil and 5% (w/w) of diesel B5 each, being all of them supplied with oxygen by manual stirring and with moisture, performed the following treatments: bio-stimulation with pH adjustment (BE1); bio-stimulation with pH and nutrients (N, P) adjustment (BE2); bio-augmentation with pH and nutrients adjustment and addition of a commercial consortium of microorganisms KMA (BAM); abiotic processes control with pH adjustment and soil that underwent thermal sterilization (PA). As a control of the effect of biodiesel, a bio-augmentation treatment was carried out with pH and nutrients adjustment, oxygen supply and addition of KMA consortium, in soil contaminated only with diesel at 5% (w/w) (BAD). The microorganisms populations were monitored through colony-forming units CFU, and the treatment efficiency was estimated based on removal of total organic carbon (TOC) and petroleum hydrocarbon (n-alkanes C10-C36). In the second experiment, the microorganisms aerobic metabolism was assessed through measurement of the CO2 production in Barthas respirometers in triplicates, pH and moisture adjustment, under the following conditions: Contaminated soil inoculated with KMA consortium; contaminated soil inoculated with a microorganisms culture obtained from another soil excavated from a gas station with leaking from the tanks (RES); contaminated soil sterilized with sodium azide 0.3% (w/w) (PA). As a control, soil with no contamination and its indigenous microbiota was monitored. In the third experiment, the capacity of the indigenous microbiota (EX), as well as the consortia KMA and RES in biodegrading diesel B5 and pure biodiesel from soil-beans were assessed by using the oxi-reduction indicators DCPIP and TTC. The experiments in microcosms showed a higher percentage of decay in n-alkanes C10-C36 during the first weeks, in those microcosms where commercial consortium KMA was added, suggesting metabolic complementation between the indigenous and the KMA microbiota. However, after 63 days, the treatments BAM, BAD and BE2 showed respectively the average removal of 92.7%, 89.4% and 81.7% of n-alkanes C10-C36, been the differences statistically not significant. In both experiments (microcosms and Bartha respirometers) it was not possible to estimate the contribution of the abiotic processes alone, due to clear indication of microbiological activity in the soils that underwent thermal or chemical sterilization. In the Bartha respirometers, bio-augmentation with the RES culture presented higher CO2 production and the highest hydrocarbons removal (46.2%) after 29 days. The assays with the redox indicators showed that both the native microbiota of the soil and the RES microbial culture presented potential to degrade diesel B5, biodiesel and diesel, when placed in mineral media with these fuels as the only carbon source.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Colletotrichum gloeosporioides à um importante patÃgeno hemibiotrÃfico com uma ampla gama de hospedeiros que causa perdas substanciais de colheitas. Dados recentes mostraram que a resposta hipersensitiva (HR) à um evento envolvido na resistÃncia do feijÃo-de-corda (V.unguiculata) genÃtipo BR-3 contra C.gloeosporioides (isolado LPVD-1). VÃrios estudos tÃm sido realizados sobre os mecanismos de defesa de plantas a patÃgenos hemibiotrÃficos, mas em geral eles continuam a ser mal compreendidos. Anteriormente, comparamos mudanÃas na expressÃo de proteÃnas induzidas em genÃtipos resistentes de feijÃo-de-corda apÃs a infecÃÃo com C. gloeosporioides utilizando uma abordagem proteÃmica. Com base nesses resultados, no presente estudo, avaliamos as respostas de defesa induzidas por C.gloeosporioides em V.unguiculata associadas com a explosÃo oxidativa, o acÃmulo de espÃcies reativas de oxigÃnio (EROs), como o Ãnion superÃxido (O2â-), e o perÃxido de hidrogÃnio (H2O2), bem como a expressÃo de genes antioxidantes, utilizando anÃlise por RT-qPCR. Ao mesmo tempo foi analisada a cinÃtica de infecÃÃo de C.gloeosporioides por microscopia Ãptica (MO) e microscopia eletrÃnica de varredura (MEV). O aumento de O2â- e H2O2 foi detectado em feijÃo-de-corda, 2 horas apÃs a inoculaÃÃo (hai) utilizando coloraÃÃo por NBT e DAB, respectivamente. A quantificaÃÃo espectrofotomÃtrica demonstrou dois picos de produÃÃo de H2O2, 2 e 12 hai, mostrando uma cinÃtica bifÃsica. O aumento de H2O2 foi acompanhado por peroxidaÃÃo lipÃdica 2 e 48 hai. As anÃlises de MO e MEV mostraram que C.gloeosporioides foi capaz de gerar estruturas tais como tubos germinativos e apressÃrios e se desenvolver sob a superfÃcie das folhas. No entanto, apesar do desenvolvimento e tentativa de infecÃÃo, alteraÃÃes ultra-estruturais foram observadas na superfÃcie de conÃdios e hifas 8 hai levando a nÃo infecÃÃo de cÃlulas hospedeiras. AnÃlise por RT-qPCR demonstrou que os genes VuFeSODI e VuCuZnSODII apresentaram aumento de expressÃo 4 hai, enquanto que o gene VuCuZnSODI foi bem expresso 12 hai. Em relaÃÃo aos genes associados à regulaÃÃo de H2O2, VuPrxIIBCD mostrou uma forte aumento de transcristos em 2 hai enquanto que, VuAPXI mostrou aumento de expressÃo apenas 12 hai. VuCATI e VuCATII mostram aumento de expressÃo quantitativa dos transcritos 12 hai, indicando que eles sÃo associados a manutenÃÃo de H2O2 em peroxissomos. Contrariamente, a expressÃo dos transcritos de VuPrxIIE foi reprimida nas primeiras horas apÃs a inoculaÃÃo, contudo, apresentaram nÃveis aumentados de expressÃo em 48 hai, sugerindo participar na regulaÃÃo de H2O2 nos cloroplastos. O presente estudo indica que H2O2 tem um papel importante nas estratÃgias de defesa iniciais de feijÃo-de-corda, agindo contra C.gloeosporioides e funcionando como uma molÃcula sinalizadora. AlÃm disso, os genes associados com defesas antioxidantes estudados parecem estar envolvidos, em combinaÃÃo com outras molÃculas, na regulaÃÃo dos nÃveis de H2O2 para prevenir a morte celular e regular a homeostase redox, eventos importantes nos mecanismos de resistÃncia de plantas a patÃgenos. / Colletotrichum gloeosporioides is an important hemibiotrophic pathogen with a broad host range that causes substantial crop losses. Recent data have shown that the hypersensitive response (HR) is one event involved in the resistance of cowpea (V.unguiculata) genotype BR-3 against C.gloeosporioides (LPVD-1 isolate). Several studies have been undertaken on the defense mechanism of plant to hemibiotrophic pathogen, but overall they remain poorly understood. Previously, we have compared changes in protein expression induced in resistant cowpea genotype after infection with C.gloeosporioides using a proteomic approach. Based on these results, in the present study, we evaluated the defense responses induced by C.gloeosporioides in V.unguiculata associated with oxidative burst, accumulation of reactive oxygen species (ROS) such as superoxide anion (O2â-), hydrogen peroxide (H2O2) as well expression of antioxidant genes using RT-qPCR analysis. At the same time, we analyzed the C.gloeosporioides infection kinetics by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). Increased O2â- and H2O2 was detected in cowpea 2 hours after inoculation (hai) using NBT and DAB staining, respectively. Spectrophotometric measurements showed two peaks H2O2 production, 2 and 12 hai, showing a biphasic kinetics. The increase of H2O2 was accompanied by lipid peroxidation 2 and 48 hai. OM and SEM analyzes showed that C.gloeosporioides was able to generate germ tubes and structures such as apressoria and develop under the surface of the leaves. However, despite of the development and attempt to infection, ultra-structural changes were observed on the surface of conidia and hyphae, 8 hai led to no infection of host cells. Analysis by RT-qPCR demonstrated that the genes VuFeSODI and VuCuZnSODII are up- regulated in chloroplasts at 4 hai, while the gene VuCuZnSODI was well up-regulated 12 hai. In relation to genes associated to scavenging of H2O2, VuPrxIIBCD showed a strong up-regulated of transcript at 2 hai while that VuAPXI showed up-regulated only 12 hai. VuCATI and VuCATII showed that the quantitative level of transcript expression was up- regulated 12 hai, indicating that they are important in the maintenance of H2O2 in peroxisomes. Contrarily, VuPrxIIE transcript was down-regulated in the early hours after inoculation, but showed increased expression levels at 48 hai suggesting participate in the regulation of H2O2 in chloroplasts. The present study indicates that H2O2 has an important role in the initial defense strategies of cowpea acting against C.gloeosporioides and functioning as a signaling molecule. Furthermore, genes associated with antioxidant defenses studied here seem to be involved, in combination with other molecules, in the regulation of H2O2 levels toward preventing cell death and regulating the cell redox homeostasis, important events in the resistance mechanisms of plants to pathogens.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-07-21T16:17:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ATUALIZADA DISSERTAÇÃO_ARTHUR_UFPE_.pdf: 6640779 bytes, checksum: 54162674f1fcaee2b4fef8836f21cd72 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T16:17:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ATUALIZADA DISSERTAÇÃO_ARTHUR_UFPE_.pdf: 6640779 bytes, checksum: 54162674f1fcaee2b4fef8836f21cd72 (MD5) Previous issue date: 2016-03-30 / CNPQ / O estudo das propriedades de materiais orgânicos tem chamado atenção devido sua versatilidade estrutural e de composição que podem moldar suas propriedades físicas e químicas. Neste trabalho preparamos seis cromóforos rígidos contendo o heterociclo tiazolo[5,4-d]tiazol (Thz) como espaçador aromático, e grupos terminais piridínicos ou carboxílicos. Desta forma trabalhamos com duas linhas de pesquisa: foto-eletroquímica para os derivados piridínicos e síntese e caracterização de cristais líquidos (CLs). Investigamos as propriedades fotoquímicas e processos redox das bipiridinas X,X'-(tiazolo[5,4-d]tiazol-2,5- dil)bis(piridil) (X,X’ = 2,2’; 3,3’ ou 4,4’). Em solução, apresentaram propriedades acidocrômica via foto- e eletrodissociação de solventes clorados. A seguir, preparamos sais de trifluoracetato dos bipiridínio (viologens), que apresentaram propriedades fotocromáticas via transferência de elétron quando expostos à radiação UVB. Utilizamos os derivados carboxílicos como centros rígidos para a preparação de cristais líquidos. Escolhemos o grupo carboxilato como precursor sintético dos conectores orgânicos: éster, amida e 1,3,4-oxadiazol. Planejamos os cristais líquidos contendo tais conectores e cadeias alquílicas dodeciloxi (-OC12H25), obtendo materiais com estrutura geral: centro rígido + conectores + cadeias alcóxi. De acordo com a estrutura dos centros rígidos, preparamos treze mesógenos calamíticos (ácido tiazolo[5,4- d]tiazol-2,5-dicarboxílico), das quais seis apresentaram mesofases calamítica (comportamento esperados) e três apresentaram mesofases discóticas. O fotocromismo apresentado pelos sais de bipiridinas frente à radiação UVB nos permite sugerir aplicações como dosimetria desta radiação, presente na luz solar. As propriedades mesomórficas ainda estão em estudo. No entanto, conseguimos obter CL’s discóticos a temperatura ambiente e uma mesofase discótica nemática, bastante rara. / The study properties of organic materials has drawn attention due to its structural versatility and composition versatility, which can shape their physical and chemical properties. In this work, we prepared six rigid chromophores containing the heterocycle thiazolo[5,4-d] thiazole (Thz) as aromatic spacers, and pyridyl or carboxylic terminal groups. Hence, we have worked with two research lines: photo-electrochemistry for the pyridine derivatives and synthesis and characterization of liquid crystals (LCs). We investigated the photochemical properties and redox processes of the bipyridines X,X'-(thiazolo[5,4-d] thiazole-2,5-diyl)bis(pyridyl) (X,X' = 2,2 '; 3,3' or 4,4 '). In solution, these compounds showed acidochromic properties via photonand electrodissociantion of chlorinated solvents. Next, we prepare bipyridinium trifluoroacetate salts (viologens), which exhibited photochromic properties through electron transfer when exposed to UVB radiation. We used the carboxylic derivatives as rigid centers for the preparation of liquid crystals. We chose the carboxylate group as a synthetic precursor of organic connectors: esther, amide, and 1,3,5-oxadiazole. We plannned the liquid crystal containing these connectors and the alkoxy chains dodecyloxy (-OC12H25), obtaining materials with general structure: rigid center + connectors + alkoxy chains. According to the rigid center structure, we obtained thirteen calamitic (acid thiazolo [5,4-d] thiazole-2,5-dicarboxylic acid), six of which had mesophases calamítica (expected behavior) and three had discóticas mesophases. The photochromic presented by bipyridinium salts when exposed of UVB radiation allows suggest applications such as dosimetry of sunlight radiation. The mesomorphic properties are still under study. However, we obtained room temperatures discóticos LCs, as well as a nematic discótica mesophase which are quite rare.