O monossialogangliosídeo (GM1) é um glicoesfingolipídio presente na maioria das membranas celulares que possui propriedades antioxidantes e neuroprotetoras. O GM1 protege o sistema nervoso central de vários agentes ou condições neurotóxicas, como exposição ao ácido aspártico, MPTP, ácido glutâmico, metilmalônico e glutárico, anóxia e isquemia, doença de Parkinson e Alzheimer. Os mecanismos neuroquímicos envolvidos na neuroproteção induzida pelo GM1 não são completamente conhecidos, mas a variedade de situações em que ele tem efeito neuroprotetor sugere que o GM1 interage com uma via comum, envolvida no desenvolvimento de dano celular, como o estresse oxidativo. A catalase (EC 1.11.1.6) é uma enzima antioxidante intracelular que catalisa a reação do peróxido de hidrogênio à água e oxigênio molecular, e é particularmente abundante nos eritrócitos, onde metaboliza cerca de 90% do peróxido de hidrogênio. Devido à sua baixa expressão no cérebro, ela tem sido considerada uma enzima secundária no controle dos radicais livres neste órgão. Contudo, alguns autores argumentam que, devido à sua baixa atividade ela seria um ponto de vulnerabilidade no metabolismo das espécies reativas no sistema nervoso central. Neste estudo, investigamos o efeito do GM1 sobre a atividade da catalase ex vivo e in vitro. Além disso, avaliamos o efeito da remoção dos eritrócitos dos vasos sanguíneos cerebrais, sobre a atividade da catalase, com a finalidade de estimar a contribuição da catalase eritrocitária para o aumento da catalase cerebral induzida por GM1. Nós também avaliamos se o GM1 altera o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais e a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais. Os animais receberam duas injeções de GM1 (50 mg/kg, i.p.) ou salina (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), em 24 h. Trinta minutos após a segunda injeção, eles foram sacrificados por decapitação e seus cérebros foram removidos e usados nos ensaios bioquímicos. A atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina foram analisados no hipocampo, córtex e estriado de ratos. A administração de GM1 aumentou a atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais, mas não teve efeito sobre a catalase sanguínea. Esses efeitos foram abolidos pela perfusão transcardíaca com solução salina heparinizada. Calculamos a atividade da catalase cerebral na ausência de eritrócitos por regressão linear, utilizando os dados dos animais perfundidos e não-perfundidos, e não foi observada alteração pelo tratamento com GM1. Além disso, a adição de GM1 (100 – 1000 μM) não aumentou a atividade da catalase em fatias de córtex cerebral in vitro, sugerindo que a integridade do sistema vascular é requerida para o efeito facilitatório sobre a atividade da catalase pelo GM1. O efeito vasodilatador do GM1 foi confirmado in vivo, pois a injeção sistêmica de GM1 (50 mg/kg, i.p.) aumentou (1.5-2.5 vezes) a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais de pequeno diâmetro. Neste estudo, nós mostramos que a vasodilatação está envolvida no aumento da atividade da catalase cerebral induzida pelo GM1. Nós sugerimos que a atividade da catalase eritrocitária tem papel antioxidante no sistema nervoso central, e que uma terapia adjunta com GM1 é válida em condições clínicas onde o aumento do fluxo sanguíneo é associado a um melhor prognóstico, como doenças vasculares obstrutivas e doenças neurodegenerativas. / Monosialoganglioside (GM1) is a glycosphingolipid present in most cell membranes that has antioxidant and neuroprotective properties. GM1 protects the central nervous system against various neurotoxic agents or conditions, such as aspartic acid, MPTP, glutamic acid, methylmalonic acid and glutaric acid exposure, anoxia and ischemia, Parkinson’s and Alzheimer’s diseases. The neurochemical mechanisms underlying GM1-induced neuroprotection are not completely known, but the wide range of situations in which GM1 is neuroprotective suggests that it may interact with common pathways involved in the development of cell injury, such as oxidative stress. Catalase (EC 1.11.1.6) is an intracellular antioxidant enzyme that catalyzes the reaction of hydrogen peroxide to water and molecular oxygen, and is particularly enriched in erythrocytes, where it metabolizes 90% of the hydrogen peroxide. Due to its poor expression in the brain, catalase has been considered a secondary enzyme in controlling free radical-induced damage in this organ. In the present study we evaluated the effect of GM1 on cerebral catalase activity ex vivo and in vitro. Moreover, the effect of erythrocyte removal on cerebral catalase activity of control and GM1-treated animals was also evaluated, in order to estimate the contribution of erythrocyte-derived catalase for the increase of catalase activity in the brain induced by the systemic injection of GM1. In addition, we investigated whether GM1 alters the content of hemoglobin in cerebral samples and the width of pial vessels of rats. Animals received two injections of GM1 (50 mg/kg, i.p.) or saline (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), spaced 24 h apart. Thirty minutes after the second GM1 or saline injection, they were sacrificed by decapitation and their brains were rapidly removed and used for biochemical assays. Catalase activity and content of hemoglobin were analyzed in hippocampus, cortex and striatum and blood of rats. GM1 administration increased catalase activity and hemoglobin content in brain samples, but had no effect on blood catalase activity. GM1-induced increase of catalase activity and the content of hemoglobin were abolished by transcardiac perfusion with heparinized ice-cold saline. Brain catalase activity in the absence of erythrocytes, estimated by regression analysis of data from perfused and non-perfused animals, was not altered by the systemic injection of GM1. Moreover, the addition of GM1 (100 – 1000 μM) did not increase catalase activity in slices of cerebral cortex in vitro, further suggesting that an intact vascular system is required for the facilitatory effect of GM1 on brain catalase activity. The vasodilatory effect of GM1 was confirmed in vivo, since the systemic injection of GM1 (50 mg/kg, i.p.) increased (1.5-2.5 times) the width of pial vessels. In summary, in this study we showed that vasodilation underlies the GM1- induced increase of catalase activity in brain homogenates. We suggest that erythrocyte catalase activity may play an important antioxidant role in the central nervous system, and that the adjunct therapy with GM1 may be of value in clinical conditions in which increased blood flow is associated to a better prognosis, such as obstructive vascular and neurodegenerative diseases.

A fenilcetonúria é um erro inato do metabolismo dos aminoácidos, bioquimicamente caracterizado pela deficiência da atividade da fenilalanina hidroxilase, enzima que catalisa a hidroxilação da fenilalanina em tirosina, na presença do cofator tetraidrobiopterina. A deficiência desta enzima leva ao acúmulo de fenilalanina no plasma e tecidos dos pacientes fenilcetonúricos. A principal característica clínica desses pacientes é retardo mental e outros achados neurológicos, cuja base bioquímica ainda é um enigma. No presente trabalho, investigamos o papel do estresse oxidativo na fisiopatologia da fenilcetonúria. Primeiramente, avaliamos diversos parâmetros de estresse oxidativo em plasma e eritrócitos de pacientes fenilcetonúricos no momento do diagnóstico (pacientes com idade entre 2 e 20 anos). Observamos que as espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico estavam marcadamente aumentadas, enquanto a medida da reatividade antioxidante total estava significantemente diminuída em plasma e a atividade da enzima antioxidante glutationa peroxidase estava reduzida em eritrócitos de pacientes fenilcetonúricos ao diagnóstico. Em seguida, avaliamos alguns parâmetros de estresse oxidativo em amostras de pacientes submetidos ao tratamento para a fenilcetonúria, que consistiu em uma dieta pobre em fenilalanina, através da eliminação de alimentos com alto conteúdo protéico, associada à administração de uma fórmula especial contendo outros aminoácidos essenciais. Investigamos dois grupos de pacientes tratados, um grupo com boa resposta bioquímica ao tratamento dietético e outro com altos níveis plasmáticos de fenilalanina, com o intuito de avaliar se as concentrações sanguíneas deste aminoácido estão correlacionadas com o estresse oxidativo. Encontramos um aumento significativo das espécies reativas do ácido tiobarbitúrico no plasma, assim como uma diminuição significativa da medida da reatividade antioxidante total em ambos os grupos de pacientes estudados. Além disso, encontramos uma diminuição significativa da atividade da glutationa peroxidase em eritrócitos dos dois grupos estudados. Não observamos correlação significativa entre os níveis sangüíneos de fenilalanina e os parâmetros de estresse oxidativo estudados. Nossos resultados nos permitem concluir que o estresse oxidativo ocorre em pacientes fenilcetonúricos e, possivelmente, esteja relacionado com a fisiopatologia do dano neurológico encontrado na doença. Além disso, nossos resultados indicam que o estresse oxidativo na fenilcetonúria pode não estar diretamente relacionado com os níveis sangüíneos da fenilalanina. / Phenylketonuria is an inborn error of amino acid metabolism, biochemically characterized by phenylalanine hydroxylase activity deficiency, enzyme that catalyzes the hydroxylation of phenylalanine to tyrosine, in the presence of the cofactor, tetrahydrobiopterin. The deficiency of this enzyme leads to the accumulation of phenylalanine in plasma and tissues of phenylketonuric patients. The main clinical characterization of these patients is mental retardation and other neurological features, whose biochemical basis is an enigma. In the present work we investigated the role of oxidative stress in the pathophysiology of phenylketonuria. First, we evaluated various oxidative stress parameters in plasma and erythrocytes of phenylketonuric patients at diagnosis (patients aged between 2 and 20 years). We observed that thiobarbituric acid-reactive species was markedly increased, whereas total antioxidant activity measurement was significantly decreased in plasma and the activity of antioxidant enzyme glutathione peroxidase was reduced in erythrocytes from phenylketonuric patients at diagnosis. Next, we evaluated some parameters of oxidative stress in samples of patients under treatment for phenylketonuria, that was based on a low-phenylalanine diet by eliminating high-protein foods, associated with a special formula containing others essentials amino acids. We investigated two groups of treated patients, one with a good biochemical response to dietary treatment and the other with high phenylalanine blood levels, in order to evaluate if phenylalanine blood concentration is correlated to oxidative stress. We found a significant increase of plasma thiobarbituric acid-reactive species and a significant decrease of total antioxidant reactivity measurement in both groups of studied patients. Moreover, we found a decrease of glutathione peroxidase activity in erythrocytes of two groups studied. No correlation was observed between phenylalanine blood levels and the oxidative stress parameters studied. Our results allow to conclude that oxidative stress is induced in phenylketonuric patients, and possibly is related to pathophysiology of neurological damage in phenylketonuria. Moreover, our results indicate that oxidative stress in phenylketonuria may not be directly related to phenylalanine blood levels.

O monossialogangliosídeo (GM1) é um glicoesfingolipídio presente na maioria das membranas celulares que possui propriedades antioxidantes e neuroprotetoras. O GM1 protege o sistema nervoso central de vários agentes ou condições neurotóxicas, como exposição ao ácido aspártico, MPTP, ácido glutâmico, metilmalônico e glutárico, anóxia e isquemia, doença de Parkinson e Alzheimer. Os mecanismos neuroquímicos envolvidos na neuroproteção induzida pelo GM1 não são completamente conhecidos, mas a variedade de situações em que ele tem efeito neuroprotetor sugere que o GM1 interage com uma via comum, envolvida no desenvolvimento de dano celular, como o estresse oxidativo. A catalase (EC 1.11.1.6) é uma enzima antioxidante intracelular que catalisa a reação do peróxido de hidrogênio à água e oxigênio molecular, e é particularmente abundante nos eritrócitos, onde metaboliza cerca de 90% do peróxido de hidrogênio. Devido à sua baixa expressão no cérebro, ela tem sido considerada uma enzima secundária no controle dos radicais livres neste órgão. Contudo, alguns autores argumentam que, devido à sua baixa atividade ela seria um ponto de vulnerabilidade no metabolismo das espécies reativas no sistema nervoso central. Neste estudo, investigamos o efeito do GM1 sobre a atividade da catalase ex vivo e in vitro. Além disso, avaliamos o efeito da remoção dos eritrócitos dos vasos sanguíneos cerebrais, sobre a atividade da catalase, com a finalidade de estimar a contribuição da catalase eritrocitária para o aumento da catalase cerebral induzida por GM1. Nós também avaliamos se o GM1 altera o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais e a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais. Os animais receberam duas injeções de GM1 (50 mg/kg, i.p.) ou salina (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), em 24 h. Trinta minutos após a segunda injeção, eles foram sacrificados por decapitação e seus cérebros foram removidos e usados nos ensaios bioquímicos. A atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina foram analisados no hipocampo, córtex e estriado de ratos. A administração de GM1 aumentou a atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais, mas não teve efeito sobre a catalase sanguínea. Esses efeitos foram abolidos pela perfusão transcardíaca com solução salina heparinizada. Calculamos a atividade da catalase cerebral na ausência de eritrócitos por regressão linear, utilizando os dados dos animais perfundidos e não-perfundidos, e não foi observada alteração pelo tratamento com GM1. Além disso, a adição de GM1 (100 – 1000 μM) não aumentou a atividade da catalase em fatias de córtex cerebral in vitro, sugerindo que a integridade do sistema vascular é requerida para o efeito facilitatório sobre a atividade da catalase pelo GM1. O efeito vasodilatador do GM1 foi confirmado in vivo, pois a injeção sistêmica de GM1 (50 mg/kg, i.p.) aumentou (1.5-2.5 vezes) a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais de pequeno diâmetro. Neste estudo, nós mostramos que a vasodilatação está envolvida no aumento da atividade da catalase cerebral induzida pelo GM1. Nós sugerimos que a atividade da catalase eritrocitária tem papel antioxidante no sistema nervoso central, e que uma terapia adjunta com GM1 é válida em condições clínicas onde o aumento do fluxo sanguíneo é associado a um melhor prognóstico, como doenças vasculares obstrutivas e doenças neurodegenerativas. / Monosialoganglioside (GM1) is a glycosphingolipid present in most cell membranes that has antioxidant and neuroprotective properties. GM1 protects the central nervous system against various neurotoxic agents or conditions, such as aspartic acid, MPTP, glutamic acid, methylmalonic acid and glutaric acid exposure, anoxia and ischemia, Parkinson’s and Alzheimer’s diseases. The neurochemical mechanisms underlying GM1-induced neuroprotection are not completely known, but the wide range of situations in which GM1 is neuroprotective suggests that it may interact with common pathways involved in the development of cell injury, such as oxidative stress. Catalase (EC 1.11.1.6) is an intracellular antioxidant enzyme that catalyzes the reaction of hydrogen peroxide to water and molecular oxygen, and is particularly enriched in erythrocytes, where it metabolizes 90% of the hydrogen peroxide. Due to its poor expression in the brain, catalase has been considered a secondary enzyme in controlling free radical-induced damage in this organ. In the present study we evaluated the effect of GM1 on cerebral catalase activity ex vivo and in vitro. Moreover, the effect of erythrocyte removal on cerebral catalase activity of control and GM1-treated animals was also evaluated, in order to estimate the contribution of erythrocyte-derived catalase for the increase of catalase activity in the brain induced by the systemic injection of GM1. In addition, we investigated whether GM1 alters the content of hemoglobin in cerebral samples and the width of pial vessels of rats. Animals received two injections of GM1 (50 mg/kg, i.p.) or saline (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), spaced 24 h apart. Thirty minutes after the second GM1 or saline injection, they were sacrificed by decapitation and their brains were rapidly removed and used for biochemical assays. Catalase activity and content of hemoglobin were analyzed in hippocampus, cortex and striatum and blood of rats. GM1 administration increased catalase activity and hemoglobin content in brain samples, but had no effect on blood catalase activity. GM1-induced increase of catalase activity and the content of hemoglobin were abolished by transcardiac perfusion with heparinized ice-cold saline. Brain catalase activity in the absence of erythrocytes, estimated by regression analysis of data from perfused and non-perfused animals, was not altered by the systemic injection of GM1. Moreover, the addition of GM1 (100 – 1000 μM) did not increase catalase activity in slices of cerebral cortex in vitro, further suggesting that an intact vascular system is required for the facilitatory effect of GM1 on brain catalase activity. The vasodilatory effect of GM1 was confirmed in vivo, since the systemic injection of GM1 (50 mg/kg, i.p.) increased (1.5-2.5 times) the width of pial vessels. In summary, in this study we showed that vasodilation underlies the GM1- induced increase of catalase activity in brain homogenates. We suggest that erythrocyte catalase activity may play an important antioxidant role in the central nervous system, and that the adjunct therapy with GM1 may be of value in clinical conditions in which increased blood flow is associated to a better prognosis, such as obstructive vascular and neurodegenerative diseases.

A fenilcetonúria é um erro inato do metabolismo dos aminoácidos, bioquimicamente caracterizado pela deficiência da atividade da fenilalanina hidroxilase, enzima que catalisa a hidroxilação da fenilalanina em tirosina, na presença do cofator tetraidrobiopterina. A deficiência desta enzima leva ao acúmulo de fenilalanina no plasma e tecidos dos pacientes fenilcetonúricos. A principal característica clínica desses pacientes é retardo mental e outros achados neurológicos, cuja base bioquímica ainda é um enigma. No presente trabalho, investigamos o papel do estresse oxidativo na fisiopatologia da fenilcetonúria. Primeiramente, avaliamos diversos parâmetros de estresse oxidativo em plasma e eritrócitos de pacientes fenilcetonúricos no momento do diagnóstico (pacientes com idade entre 2 e 20 anos). Observamos que as espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico estavam marcadamente aumentadas, enquanto a medida da reatividade antioxidante total estava significantemente diminuída em plasma e a atividade da enzima antioxidante glutationa peroxidase estava reduzida em eritrócitos de pacientes fenilcetonúricos ao diagnóstico. Em seguida, avaliamos alguns parâmetros de estresse oxidativo em amostras de pacientes submetidos ao tratamento para a fenilcetonúria, que consistiu em uma dieta pobre em fenilalanina, através da eliminação de alimentos com alto conteúdo protéico, associada à administração de uma fórmula especial contendo outros aminoácidos essenciais. Investigamos dois grupos de pacientes tratados, um grupo com boa resposta bioquímica ao tratamento dietético e outro com altos níveis plasmáticos de fenilalanina, com o intuito de avaliar se as concentrações sanguíneas deste aminoácido estão correlacionadas com o estresse oxidativo. Encontramos um aumento significativo das espécies reativas do ácido tiobarbitúrico no plasma, assim como uma diminuição significativa da medida da reatividade antioxidante total em ambos os grupos de pacientes estudados. Além disso, encontramos uma diminuição significativa da atividade da glutationa peroxidase em eritrócitos dos dois grupos estudados. Não observamos correlação significativa entre os níveis sangüíneos de fenilalanina e os parâmetros de estresse oxidativo estudados. Nossos resultados nos permitem concluir que o estresse oxidativo ocorre em pacientes fenilcetonúricos e, possivelmente, esteja relacionado com a fisiopatologia do dano neurológico encontrado na doença. Além disso, nossos resultados indicam que o estresse oxidativo na fenilcetonúria pode não estar diretamente relacionado com os níveis sangüíneos da fenilalanina. / Phenylketonuria is an inborn error of amino acid metabolism, biochemically characterized by phenylalanine hydroxylase activity deficiency, enzyme that catalyzes the hydroxylation of phenylalanine to tyrosine, in the presence of the cofactor, tetrahydrobiopterin. The deficiency of this enzyme leads to the accumulation of phenylalanine in plasma and tissues of phenylketonuric patients. The main clinical characterization of these patients is mental retardation and other neurological features, whose biochemical basis is an enigma. In the present work we investigated the role of oxidative stress in the pathophysiology of phenylketonuria. First, we evaluated various oxidative stress parameters in plasma and erythrocytes of phenylketonuric patients at diagnosis (patients aged between 2 and 20 years). We observed that thiobarbituric acid-reactive species was markedly increased, whereas total antioxidant activity measurement was significantly decreased in plasma and the activity of antioxidant enzyme glutathione peroxidase was reduced in erythrocytes from phenylketonuric patients at diagnosis. Next, we evaluated some parameters of oxidative stress in samples of patients under treatment for phenylketonuria, that was based on a low-phenylalanine diet by eliminating high-protein foods, associated with a special formula containing others essentials amino acids. We investigated two groups of treated patients, one with a good biochemical response to dietary treatment and the other with high phenylalanine blood levels, in order to evaluate if phenylalanine blood concentration is correlated to oxidative stress. We found a significant increase of plasma thiobarbituric acid-reactive species and a significant decrease of total antioxidant reactivity measurement in both groups of studied patients. Moreover, we found a decrease of glutathione peroxidase activity in erythrocytes of two groups studied. No correlation was observed between phenylalanine blood levels and the oxidative stress parameters studied. Our results allow to conclude that oxidative stress is induced in phenylketonuric patients, and possibly is related to pathophysiology of neurological damage in phenylketonuria. Moreover, our results indicate that oxidative stress in phenylketonuria may not be directly related to phenylalanine blood levels.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-05-02T17:23:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_11_2015.pdf: 2729973 bytes, checksum: 7ec2ee5f1f6947508d51688ffc00658a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T17:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_11_2015.pdf: 2729973 bytes, checksum: 7ec2ee5f1f6947508d51688ffc00658a (MD5) Previous issue date: 2015-09-21 / PRH-ANP/MCT / A hidroquinona (HQ) e o catecol (CT) são classificados como poluentes emergentes encontrados sendo encontrados em efluentes de várias indústrias entre as quais as farmacêuticas, químicas e petroquímicas. Diversos processos são empregados no tratamento destes tipos de compostos fenólicos orgânicos altamente tóxicos. Dentre estes processos, os processos oxidativos avançados (POAs) destacam-se pelos seus excelentes resultados na degradação e mineralização de poluentes recalcitrantes como a HQ e o CT. No presente trabalho foi estudado em um reator batelada laboratorial a otimização do processo de degradação (DEG) e conversão do carbono orgânico total (CCOT) da hidroquinona e do catecol por processo oxidativo avançado utilizando o peróxido de hidrogênio como fonte geradora de radicais livres (hidroxila, •OH). A técnica estatística de delineamento de experimento foi utilizada para otimização do processo e na avaliação dos efeitos das variáveis operacionais, potencial hidrogeniônico inicial do meio reacional (pH), temperatura do efluente líquido (T), vazão do ar de alimentação (QAR) e razão estequiométrica molar orgânico tóxico/peróxido de hidrogênio (RH2O2), sobre o processo de degradação e mineralização (CCOT) do orgânico tóxico. As as variáveis operacionais que se mostraram mais importantes tanto para a degradação da hidroquinona como para a Conversão do Carbono Orgânico Total foram a temperatura do efluente líquido (T), o pH inicial do meio reacional e a razão estequiométrica molar hidroquinona/peróxido de hidrogênio (RH2O2) onde as taxas alcançadas ao final da pesquisa foram de aproximadamente 100% e 80 % para a degradação (DEG) e para a mineralização (CCOT), respectivamente. As condições ótimas encontradas (pH = 9,3, T = 90ºC, RH2O2 = 110 % e QAR = 50 Lh-1) para o processo de tratamento da hidroquinona foram aplicadas ao catecol alcançando valores de degradação de 100% e de mineralização 89,5% para este orgânico tóxico. O modelo cinético adotado para descrever o perfil da conversão do carbono orgânico total, residual, para os dois orgânicos tóxicos (HQ e CT), foi o LKM (Lumped Kinetic Model, em inglês), o qual dividiu as espécies químicas em dois grupos (refratários e não refratários), sendo determinadas as constantes cinéticas da reação e obtendo-se uma boa representação do perfil da fração residual dos compostos orgânicos analisados. Na etapa final desta pesquisa, foi utilizada a modelagem via Redes Neurais Artificiais (RNAs) para predizer os resultados experimentais da conversão do carbono orgânico total em função do tempo, onde foram obtidos bons resultados. / Hydroquinone (HQ) and catechol (CT) are emerging pHenolic pollutants found in the liquid effluents from many pHarmaceutical, chemical and petrochemical industries. A number of processes are used to treat these types of highly toxic organic pHenolic compounds. Among these processes, advanced oxidation processes (AOPs) attract attention because of their excellent results in the degradation and mineralization of recalcitrant pollutants such as HQ and CT. The present work reports on the use of a laboratory batch reactor to optimize the degradation process (DEG) and the conversion of total organic carbon (CCOT) from hydroquinone and catechol by an advanced oxidation process using hydrogen peroxide as a source of free radicals (hydroxyl, •OH). A statistical technique for designing the experiment was used to optimize the process and to assess the effects of the operating variables: initial hydrogenionic potential of the reaction medium (pH), temperature of the liquid effluent (T), air flow supply (QAR) and stoichiometric molar ratio of organic toxic / hydrogen peroxide (RH2O2) on the process of degradation and mineralization (CCOT) of toxic organic compounds. Among the operating variables that were more important for the degradation of hydroquinone were the initial pH of the reaction medium, the stoichiometric molar ratio of organic toxic / hydrogen peroxide (RH2O2) and the temperature of the liquid effluent (T) where the degradation rates achieved at the end of the study were 100%. For conversion of the total organic carbon - CCOT rates were achieved of about 80% for hydroquinone mineralization, the most important operating variables being temperature, the initial pH of the reaction medium and the stoichiometric molar ratio (RH2O2). The optimum conditions for the hydroquinone treatment process (pH =9.3, T = 90 °C, RH2O2= 110% and QAR = 50L h-1) were applied to catechol reaching values of 100% for degradation and 89.5% for mineralization, for this toxic organic. The kinetic model used to describe the profile of the conversion of the total organic carbon remaining for the two-toxic organic compounds (HQ and CT) was LKM (Lumped Kinetic Model in English), which divides the chemical species into two groups (refractory and non-refractory), to determine the kinetic constants of the reaction and provide an accurate representation of the profile of the residual fraction of the organic compounds examined. In the final step of this research, modeling by means of Artificial Neural Networks (ANNs) was used to predict the experimental results of total organic carbon conversion in function of time.

Orientador: Frab Norberto Boscolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-07-27T22:48:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manzi_FlavioRicardo_M.pdf: 31342209 bytes, checksum: d3c74f322522919375b6d94fb644e9c4 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Sendo já descrito na literatura, o efeito deletério da radiação ionizante nos tecidos vivo, propõe-se com este trabalho avaliar a ação da vitamina E como radioprotetor no processo de reparação tecidual em ratos, que sofreram um procedimento cirúrgico, onde foi realizada uma ferida na região dorsal anterior. Os animais foram divididos em 8 grupos: grupo C (controle) - realização da ferida, grupo VE60 - pré-tratamento com vitamina E (60 UI) e realização da ferida, grupo VE90 - pré-tratamento com vitamina E (90 UI) por via intraperitonel e realização da ferida, grupo IRR - ferida e irradiação de suas bordas 3 dias após à cirurgia, grupo VE60lRR - pré tratamento com vitamina E (60 UI), realização da ferida e irradiação de suas bordas 3 dias após à cirurgia, grupo VE90lRR - pré tratamento com vitamina E (90 UI), realização da ferida e irradiação de suas bordas 3 dias após à cirurgia, grupo OOL - pré tratamento com óleo de oliva e realização da ferida e grupo OOLlRR - pré tratamento óleo de oliva, realização da ferida e irradiação das bordas 3 dias após à cirurgia. Os dias de obtenção das peças para análise foram 4, 7, 14 e 21 dias após à produção das feridas. A ação radioprotetora da vitamina E foi avaliada pelos seguintes métodos: coloração por hematoxilina-eosina para análise morfológica do tecido de granulação, coloração por picrosirius para avaliar, quantitativamente e quantitativamente a birrefringência dos feixes de colágeno e reação histoquímica do azul de toluidina para observação do dicroísmo linear apresentado pelos tecidos organizados. A análise dos resultados obtidos mostrou que 6 Gy de radiação de elétrons com um feixe de 6 MeV, causou um retardo no processo de reparação tecidual e a vitamina E foi efetiva como radioprotetora nas duas doses estudadas, apresentando resultados semelhantes aos animais do grupo controle / Abstract: The deleterious effect of the radiation in the normal tissues has been already described in the literature. The purpose of this work was to evaluate the action of the vitamin E as radioprotector in the process of tissue reparation in rats that were submitted to a surgical procedure, in which a wound was performed in the fore dorsal area. The animals were divided in 8 groups: group C (controls) performance of the wound, group VE60 ¿ previous treatment with vitamin E (60 UI) and performance of the wound, group VE90 ¿ previous treatment with vitamin E (90 UI) and performance of the wound, group IRR - wound and irradiation of its borders 3 days after the surgery, group VE60IRR- previous treatment with vitamin E (60 UI), performance of the wound and irradiation of its borders 3 days after the surgery, group VE90lRR - previous treatment with vitamin E (90 UI), performance of the wound and irradiation of its borders 3 days after the surgery, group OOL previous treatment with olive oil and performance of the wound and group OOLlRR - previous treatment with olive oil, performance of the wound and irradiation of the borders 3 days after the surgery. The pieces for analysis were obtaining at 4,7, 14 and 21 days after the surgical procedures. The radioprotection effect of the vitamin E was evaluated by the following methods: staining by hematoxylin-eosin in order to evaluating granulation tissue, staining by picrosirius to evaluate, quantity and quality the birefringence of the collagen bunches and staining by toluidin in order to observation of the linear dicroism presented by the organized tissues. The results showed that 6 Gy of electron irradiation with a beam of 6 MeV, caused a retard in the process of tissue repair and the vitamin E was effective as a radioprotector in the two studied doses, showing similar results in the animals of the group control / Mestrado / Radiologia Odontologica / Mestre em Radiologia Odontológica

Orientador: Frab Norberto Boscolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-02T19:55:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vizioli_PatriciaMariaUsberti_M.pdf: 3359581 bytes, checksum: 1009fea9c89bbcca51c921433fae245b (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Considerando os efeitos prejudiciais da radiação ionizante nos tecidos vivos, o presente trabalho propôs-se a avaliar o efeito radioprotetor da vitamina A na reparação tecidual em ratos, que foram submetidos a um procedimento cirúrgico, visando a realização de uma ferida na região dorsal. Os animais foram divididos em quatro grupos experimentais: Grupo Controle (GC), correspondente aos animais que receberam apenas o procedimento cirúrgico; Grupo Irradiado (GI), constituído por animais que receberam uma dose de 6 Gy de irradiação gama, corpo-total, setenta e duas horas após o procedimento cirúrgico; Grupo Vitamina A (GVA), composto por animais que receberam 15.000 UI de vitamina A quarenta e oito horas após o procedimento cirúrgico e Grupo Vitamina A Irradiado (GVAI), que além dos procedimentos do grupo anterior, foram irradiados setenta e duas horas após a cirurgia. A evolução do processo de reparação tecidual foi observada aos 4, 7, 14 e 21 dias após a produção da ferida, pelos seguintes métodos: coloração por hematoxilina e eosina para observações morfológicas do tecido de granulação e morfometria dos fibroblastos presentes neste tecido; coloração de Mallory para visualização da fibroglia; coloração pelo Picrosírius para avaliação qualitativa e quantitativa da birrefringência dos feixes de colágeno e reação histoquímica do azul de toluidina para exame do dicroísmo linear. A avaliação dos resultados permitiu concluir que a vitamina A foi efetiva como radioprotetor, apresentando resultados semelhantes ao Grupo Controle / Abstract: This research had the purpose to evaIuate the effectivity of vitamin A in the protection of the repair process against the damages caused by gamma radiation in rats. A wound was made in the dorsal region of all the rats, which were divided into four experimental groups as follows: Control Group (GC), corresponding to the animals which received only the surgical procedure; Irradiated Group (GI), formed by animals which received a dosage of 6 Gy of total-body gamma irradiation 72 hours after the surgical procedure; Vitamin A Group (GVA), where the animaIs were treated with 15,000 IU of vitamin A 48 hours after the infliction of the wound and the Vitamin A Irradiated Group (GVAI), whose animaIswere treated in the same way as GVA and were irradiated 72 hours after the surgery. The development of repair process was observed at 4, 7, 14 and 21 days after the wound infliction through the following microscopical methods: HE staining for morphologicaI examinations of granulation tissue and morphometricaI counting of fibroblasts proliferating in such a tissue; Mallory's staining for fibroglia; Picrosirius staining for the qualitative and quantitative evaluation of the biremngence of collagen pundles and the Toluidin blue histochemical method under polarized light for the detection of the linear dichroism of the tissues. The analysis of the results allowed to conclude that vitamin A was effective as a radioprotector, presenting results very similar to the Control Grou / Mestrado / Mestre em Radiologia Odontológica

Orientador: Clarice Weis Arns, Marvin J. Grubman / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:20:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caron_Luizinho_D.pdf: 1219328 bytes, checksum: a478f21f170a75258c560038bbb4da1e (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A febre aftosa é uma das doenças mais temidas nos rebanhos em todo o mundo. A vacinação tem sido uma arma eficiente no controle da doença, no entanto há preocupações com as vacinas atualmente utilizadas incluindo a necessidade de instalações de alta segurança para a produção dessas vacinas e a falta de um teste de diagnóstico aprovado que faça distinção precisa entre animais vacinados. Varias vacinas têm sido testadas contra a febre aftosa e uma dessas utiliza como vetor um vírus defectivo para replicação, derivado do adenovírus humano tipo 5 (Ad5), o qual contém as proteínas que compõe capsídeo do vírus da febre aftosa (P1-2A) e a protease 3C que protegeu suínos completamente contra o desafio de uma cepa homóloga (A12 e A24). Uma vacina com o Ad5-P1-2A+3C proveniente da cepa O1 Campos (Ad5-O1C), induziu um baixo título de anticorpos neutralizantes específicos em testes de potência vacinal em suínos. O fator estimulante de colônia de granulócitos e macrófagos (GM-CSF) tem sido utilizado com sucesso na formulação de vacinas para estimular a resposta imune contra inúmeras doenças, incluindo HIV, Hepatite C e B entre outros. Na tentativa de melhorar a resposta imune específica contra a febre aftosa induzida pelo Ad5-O1C, suínos foram vacinados com Ad5-O1C juntamente com Ad5-pGM-CSF. Entretanto, nas condições utilizadas nesse teste, o uso do Ad5 expressando o gene do pGM-CSF (fator estimulante de colônia de granulócitos e macrófagos de suíno) não melhorou a resposta imune do Ad5-O1C e adversamente afetou o nível de proteção de suínos desafiados com o vírus homólogo da febre aftosa / Abstract: Foot-and-mouth disease (FMD) is one of the most feared diseases of livestock worldwide. Vaccination has been a very effective weapon in controlling the disease, however a number of concerns with the current vaccine including the inability of approved diagnostic tests to reliably distinguish vaccinated from infected animals and the need for high containment facilities for vaccine production, have limited its use during outbreaks in countries previously free of the disease. A number of FMD vaccine candidates have been tested and a replication-defective human adenovirus type 5 (Ad5) vector containing the FMDV capsid (P1-2A) and 3C protease coding regions has been shown to completely protect pigs against challenge with the homologous virus (FMDV A12 and A24). An Ad5-P1-2A+3C vaccine for FMDV O1 Campos (Ad5-O1C), however, only induced a low FMDV-specific neutralizing antibody response in swine potency tests. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) has been successfully used to stimulate the immune response in vaccine formulations against a number of diseases, including HIV, hepatitis C and B etc. To attempt to improve the FMDV-specific immune response induced by Ad5-O1C, we inoculated swine with Ad5-O1C and an Ad5 vector containing the gene for porcine GM-CSF. However, in the conditions used in this trial, pGM-CSF did not improve the immune response to Ad5-O1C and adversely affected the level of protection of swine challenged with homologous FMDV / Doutorado / Microbiologia / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo169_1.pdf: 2176692 bytes, checksum: b1bf5479df7062b03657688a97ae4fea (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / Neste presente trabalho realizaram-se estudos de tratamento de efluentes tóxicos com uso da técnica original de Tratamento Térmico por Contato Direto (DiCTT - Direct Contact Thermal Treatment) numa planta piloto (segunda no mundo), disponível no Departamento de Engenharia Química da UFPE, visando a degradação de compostos orgânicos oriundos de processos industriais, particularmente das refinarias de petróleo, plantas petroquímicas e plataformas petrolíferas. O método DiCTT é baseado no contato direto entre a corrente do efluente líquido contaminado e a chama produzida por um combustor de gás natural contendo radicais livres tais como: HO●, H●, CH3● e CHO●. O contato entre a corrente líquida contaminada e a chama do gás de queima, se dá em um reator vertical possuindo uma ranhura helicoidal distribuída ao longo de sua superfície interna onde o efluente líquido escoa. A taxa de degradação do poluente orgânico, o fenol, foi estudada variando-se os parâmetros operacionais seguintes: vazão volumétrica do AR (excesso), vazão volumétrica do gás natural, razão molar fenol/peróxido e temperatura inicial do efluente. A técnica analítica adotada para acompanhamento da concentração residual do fenol, e identificação de intermediários formados durante a reação, foi a cromatografia líquida de alta resolução (CLAE) e para acompanhamento da redução da carga orgânica contida na fase líquida foi usado o analisador de carbono orgânico total (COT). A variação da acidez do efluente foi determinada através de medidas do potencial hidrogeniônico das amostras coletadas que indicaram a formação de ácidos durante o processo como foi registrado pela redução dos valores do pH ao longo do tempo operacional. Os resultados alcançados neste trabalho mostraram que a completa degradação do fenol e a conversão do COT, foi obtida em um menor tempo de processo para a vazão de 4m3/h e 40% de excesso de AR, confirmando os resultados encontrados por Benali e seus colaboradores (2000 e 2007). Em termos quantitativos a maior conversão do COT (35%) foi alcançada para um excesso de AR de 10% e vazão do efluente de 4m3/h. Procurando-se identificar as condições otimizadas de operação da planta piloto através da tecnologia DiCTT, pretende-se numa próxima etapa quantificar o efeito de outros parâmetros operacionais, tais como: concentração inicial de fenol, vazão volumétrica da fase líquida e composição de misturas de poluentes fenol/tolueno, fenol/isopropanol e fenol/tolueno/isopropanol (efeito sinergético)

Submitted by Heitor Rapela Medeiros (heitor.rapela@ufpe.br) on 2015-03-04T14:01:02Z No. of bitstreams: 2 tese THIAGO ARAÚJO eletronica.pdf: 2759871 bytes, checksum: dd1dfa95aba3b0623e02381ab94779ed (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T14:01:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tese THIAGO ARAÚJO eletronica.pdf: 2759871 bytes, checksum: dd1dfa95aba3b0623e02381ab94779ed (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-05-28 / FACEPE / A Caatinga e a Mata Atlântica são as principais fontes de plantas medicinais para povos que vivem no Nordeste do Brasil. Diversas plantas destes dos tipos vegetacionais são usados em doenças ou sintomas relacionados com o aumento do estresse oxidativo nas células. Com isso, nosso objetivo foi testar como dois diferentes tipos vegetacionais influenciam na seleção de plantas medicinais e de como amostras destas plantas se comportam em relação a atividade antioxidante, além de testar se a sazonalidade climática afeta tal atividade e os compostos fenólicos nas cascas de Anadenanthera colubrina e se esta mesma atividade e a concentração de taninos nas cascas de Spondias tuberosa variam de em relação ao local de coleta. Para tal, foram realizadas entrevistas semiestruturadas em duas comunidades em duas diferentes regiões do Nordeste do Brasil e selecionadas espécies medicinais relacionadas a doenças que envolvem estresse oxidativo para a avaliação da atividade antioxidante pelo método de DPPH e FIC. A identificação e quantificação de compostos fenólicos foram realizadas por meio de CLAE e a quantificação de taninos pelo método de difusão radial. Os dois tipos vegetacionais influenciam na seleção de plantas medicinais para doenças que envolvem doenças com estresse oxidativo, contudo não foram observadas diferenças na atividade antioxidante nas amostras selecionadas nas duas comunidades independente dos métodos antioxidantes. A atividade antioxidante e os principais compostos fenólicos das cascas de A. colubrina variaram pouco ao longo do ano, porém estas diferenças são, aparentemente, não relacionadas ao regime de chuva. Em relação aos dados de S. tuberosa, foi observado diferença na atividade antioxidante de amostras coletadas em diferentes locais de coleta, contudo não houve diferença em relação a concentração nos teores de taninos. Ambas as comunidades apesar de selecionarem plantas de modos diferentes, conhecem espécies com alta capacidade no sequestro de radicais livres e como quelantes do ion ferroso. Os efeitos ambientais que atuam nas duas áreas de coleta não afetam significativamente nas espécies analisadas, de modo conjunto, e os mecanismos de ação antioxidante agem de modo independente nestas espécies. O local de coleta, dentro de um mesmo tipo vegetacional, parece influenciar mais na atividade antioxidante do que a variação pluviométrica.