Relógios biológicos são marcapassos endógenos presentes tanto em eucariotos quanto em procariotos. Relógios diferentes possuem períodos distintos, e aqueles que se aproximam de 24h de oscilação são chamados circadianos. Em mamíferos, o primeiro relógio circadiano identificado situa-se no núcleo supraquiasmático, localizado no hipotálamo. O funcionamento do relógio circadiano envolve mecanismos de retroalimentação positiva e negativa, em geral tendo início com a ativação dos genes Per e Cry por CLOCK e BMAL1. Atualmente sabe-se que os relógios estão presentes em áreas do cérebro fora do núcleo supraquiasmático e em muitos tecidos periféricos. Em Drosophila e Danio rerio, os osciladores periféricos podem ser sincronizados diretamente por luz, enquanto em mamíferos o reinício de fase dos mesmos parece ser controlado por sinais regulados pelo marcapasso do núcleo supraquiasmático. Uma nova opsina, denominada melanopsina, foi recentemente descoberta na retina de todos os vertebrados estudados, em uma subpopulação de células ganglionares intrinsecamente fotossensíveis. Ela é responsável pela captura de luz e envio dessa informação para o núcleo supraquiasmático. A endotelina (ET) é um peptídeo vasoconstritor composto por 21 resíduos de aminoácidos. Existem três isoformas endógenas de ETs, designadas ET-1, ET-2 e ET-3. Três tipos de receptores para endotelinas já foram clonados, sendo eles designados ETA, ETB e ETC. Todos pertencem à família dos receptores acoplados à proteína G. Órgãos, tecidos e células de Danio rerio constituem um excelente modelo para o estudo dos genes de relógio e de ritmos in vitro. Em células embrionárias ZEM 2S deste teleósteo, constatamos a presença de melanopsina, do receptor ETA para endotelina, e dos seis genes Cry através de PCR. A presença de melanopsina também foi confirmada por imunocitoquímica. Foram realizadas curvas de crescimento em células ZEM 2S previamente mantidas por cinco dias em regime de 14C:10E (luz acesa às 9:00h). No 6º. dia, as células foram transferidas para as seguintes condições: escuro constante; 14C:10E; 10C:14E e luz constante. Houve inibição da proliferação celular por luz. O padrão de expressão temporal dos genes Per1, Cry1b, Clock e da melanopsina foi estudado, assim como sua modulação por ET-1. Células ZEM 2S foram mantidas em fotoperíodo 12C:12E (luz acesa às 9:00h) durante cinco dias, após o que foram tratadas com ET-1 nas concentrações 10-11M, 10-10M, 10-9M e 10-8M, durante 24h. O RNA extraído a cada 3h foi submetido a RT-PCR para posterior análise por PCR quantitativo. RNA ribossômico 18S foi utilizado como normalizador do experimento. Melanopsina não apresentou ritmicidade de expressão em fotoperíodo 12C:12E. ET-1 exerceu efeito bifásico, aumentando a expressão nas menores concentrações de hormônio utilizadas e diminuindo nas maiores. Na concentração 10-10M, ET-1 aparentemente estabeleceu uma oscilação ao longo das 24 horas, com crescente expressão na fase de escuro, atingindo um pico em ZT21 e decrescente durante o período de luz, com o mínimo em ZTs 6 e 9. A expressão do gene Clock é rítmica em regime fotoperíodo 12C:12E, com valores significativamente maiores em ZT12 a ZT21 do que em ZT0, ZT3 e ZT9, indicando um aumento de expressão coincidente com o período de escuro. Foi observado um pico de expressão em ZT6, durante a fase de luz. ET-1 nas concentrações de 10-11 e 10-10M aboliu o ritmo de expressão de Clock, e inibiu o pico de expressão em ZT6. Expressão de Clock permaneceu elevada somente em ZT18. Nas maiores concentrações (10-9M e 10-8M), a inibição ocorreu em todos os ZTs, abolindo completamente o ritmo e atenuando qualquer variação previamente observada entre os ZTs. A expressão do gene Per1 é rítmica em regime fotoperíodo 12C:12E, com valores significativamente maiores nos ZTs 21, 0, 3, 6 e 9 do que nos ZTs 12, 15 e 18, indicando um aumento de expressão na fase de claro. Vale mencionar que já em ZT21, há um aumento significativo antecipatório da fase de luz. Nas concentrações de 10-11 e 10-10M, ET-1 não alterou o período ou a amplitude desse ritmo. A ação evidente de ET-1 foi a inibição da expressão de Per1 na fase de luz (ZT0, ZT3, ZT6 e ZT9), e também em ZT21 (fase de escuro) nas maiores concentrações (10-9M e 10-8M) não afetando o período da oscilação, mas diminuindo marcadamente sua amplitude. A expressão de Cry1b foi rítmica durante o ciclo claro:escuro, com aumento na fase de claro e diminuição na fase de escuro. Novamente a ET-1 apresentou um efeito bifásico sobre a expressão deste gene, aumentando a mesma durante a fase de luz na concentração de 10-11M, e em ZT6 e ZT9 na concentração 10-10M. No entanto, não alterou o período ou a amplitude do ritmo. Por outro lado, durante toda a fase de luz houve inibição deste gene na presença de ET-1 10-9 e 10-8M, diminuindo a amplitude observada nas células controle. / Biological clocks are endogenous timekeepers that are present both in eukaryotic as in prokaryotic organisms. Different clocks have different periods, and those that have about 24h of oscillation are called circadian clocks. In mammals, the first identified circadian clock is located in the suprachiasmatic nucleus, in the hipothalamus. It is now well known that clocks are present in brain regions other than the suprachiasmatic nucleus and in many peripheral tissues. In Drosophila and Danio rerio, peripheral oscillators can be synchronized directly by light, while in mammals the reset of the phase seems to be controlled by signals regulated by the suprachiasmatic timekeepers. The maintenance of the circadian clock is governed by positive and negative feedback loops, in general starting with the activation of Per and Cry genes by CLOCK and BMAL1. A new opsin called melanopsin, was recently discovered in the retina of all studied vertebrates, in a subset of intrinsically photosensitive ganglion cells. This photopigment is responsible for capturing light and sending this information to the suprachiasmatic nucleus. Endothelin (ET) is a 21-amino acid residue vasoconstrictor peptide. There are three endogenous isoforms of ETs, ET1, ET2 and ET3. Three subtypes of endothelin receptors have already been cloned: ETA, ETB and ETC, all members of the family of G protein -coupled receptors. Organs, tissues and cells of Danio rerio constitute an excellent model for the study of clock genes and rhythms in vitro. In ZEM 2S embryonic cells of this teleost, we demonstrated the presence of melanopsin, the endothelin receptor ETA, and the six Cry genes by PCR. The presence of melanopsin was also confirmed by immunohistochemistry. ZEM 2S cells previously kept for five days in 14L:10D (lights on 9:00am) were transferred in the sixth day to the following conditions: constant darkness, 14L:10D, 10L:14D and constant light, and growth curves were determined. ZEM 2S showed inhibition of proliferation by light. The temporal expression pattern of the genes Per1, Cry1b, Clock and of melanopsin and their modulation by ET-1 were studied. ZEM 2S cells were kept in 12D:12L photoperiod (lights on 9:00am) for five days, and then treated with 10-11M, 10-10M, 10-9M and 10-8M ET-1, for 24h. RNA extracted every 3 hours was submitted to RT-PCR for subsequent analysis by Real Time-PCR. 18S ribosomal RNA was used to normalize the results. Melanopsin did not show rhythmicity of expression in 12D:12L photoperiod. ET-1 exhibited a biphasic effect, increasing the expression in the lower concentrations, and reducing at the higher concentrations. At 10-10M, ET-1 apparently established an oscillation along the 24h-period, with increasing expression in the dark phase, reaching a peak at ZT2, and decreasing during the light phase, with the minimum at ZT6 and 9. The expression of Clock gene was rhythmic in 12D:12L photoperiod, with significant higher values in ZT12 to ZT21 than ZT0, ZT3 e ZT9, indicating an increase of expression coincident with the dark period. A peak of expression was observed at ZT6, during the light phase. At 10-11 and 10-10M, ET-1 abolished the rhythm of expression of Clock, and inhibited the peak of expression at ZT6. Expression of Clock remained high only at ZT18. At the higher concentrations (10-9M e 10-8M), the inhibition occurred at all ZTs, completely abolishing the rhythm and attenuating any variation previously observed among ZTs. The expression of Per1 gene was rhythmic in 12D:12L photoperiod, with significant higher values at ZTs 21, 0, 3, 6 and 9 than at ZTs 12, 15 and 18, indicating an increase of expression in the light phase. It is important to mention that at ZT21 there was already a significant increase, anticipatory of the light phase. At 10-11 e 10-10M, ET-1 did not alter neither the period nor the amplitude of this rhythm. The evident action of ET-1 was the inhibition of Per1 expression in the light phase (ZT0, ZT3, ZT6 e ZT9), and also at ZT21 (dark phase), at the higher concentrations (10-9M e 10-8M), with no change in the oscillation period, but markedly reducing its amplitude. The expression of Cry1b was rhythimic during the light:dark cycle, with increase in the light phase and reduction in the dark phase. Again, ET-1 showed a biphasic effect on this gene expression, increasing it during the light phase at the concentration of 10-11M, and at ZT6 and 9 at 10-10M. However, the hormone did not affect either the period or the amplitude of the rhythm. On the other hand, along the light phase, there was inhibition of Cry1b in the presence of ET-1 10-9 and 10-8M, reducing the amplitude observed in the control cells.

Uma das características dos adolescentes é a fase atrasada dos ritmos biológicos circadianos. Esse atraso na expressão da ritmicidade circadiana pode gerar um atrito entre o tempo biológico e o tempo social (horário escolar). Assim, analisamos a expressão do atrito temporal entre o tempo biológico e o tempo social em adolescentes escolares. Todos os adolescentes atrasaram os horários do inicio e do final do sono na comparação entre os dias letivos e não letivos. Os adolescentes atrasam a acrofase da temperatura periférica, e a MFS na comparação entre os dias letivos e não letivos. Foi observada uma diminuição significativa para os vespertinos, na ritmicidade circadiana da temperatura na transição dos dias letivos para os dias não letivos. Dessa forma, o deslocamento da acrofase da temperatura e o deslocamento da MFS podem ser a expressão do atrito temporal. Esse cronicidade do atrito pode trazer conseqüências negativas para o bem estar dos adolescentes. / And one of the adolescents characteristics is the latest phase of circadian biological rhythms, compared with children and adults. This delay in the expression of circadian rhythmicity may generate friction between biological time and social time. Thus we analyzed the temporal friction between biological time and social time in scholar adolescents. All adolescents delay the time of beginning and the end of sleep in school days compared to non-school days. All adolescents had a delay in the peripheral temperature acrophase, and the MFS in the comparison between school days and non-school days. Therefore we understand the friction time between the biological and the social through changes in the CVS patterns, shift of peripheral temperature acrophase, and displacement of the MFS, in the transition from school days to non-school days. This chronicity of friction can have negative consequences for the well being of the adolescents.

Comunidades que vivem em regiões sem energia elétrica apresentam suas atividades sincronizadas pelo ciclo dia/noite e por compromissos sociais podendo haver uma diferença sazonal no comportamento. No ambiente urbano a energia elétrica cria a possibilidade de nos organizarmos temporalmente de acordo com os nossos interesses. Este comportamento tem sido apontado como uma das causas para a ausência de sazonalidade nos ritmos biológicos humanos. Este estudo fenomenológico naturalístico em índios Guarani que viviam em casas sem energia elétrica nos permitiu refletir sobre a presença de sazonalidade nos ritmos biológicos. O ritmo de temperatura do punho em 21 índios e o ciclo de atividade/repouso em 16 índios foram comparados entre o inverno e verão. O perfil temporal da temperatura não se alterou nas duas épocas, mas houve diferença nos valores de amplitude e MESOR que pode ser explicada pela variação sazonal do padrão de dissipação de calor através da pele. Não houve diferença entre o inverno e verão para os valores de acrofase, e os índios mais novos apresentaram horários de acrofase da temperatura mais tardios que os índios mais velhos. Do inverno para o verão observamos um atraso nos horários de repouso sem alteração significativa na duração. Não verificamos diferença nos horários e na duração do repouso entre os dias de semana e fins de semana. O padrão de atividade/repouso não apresentou relação com a duração/alocação da noite no inverno e verão e houve uma correlação negativa com os valores de temperatura do punho. Os índios adultos da Aldeia Boa Vista apresentam ritmos biológicos com características típicas de uma comunidade de transição. As atividades na aldeia são sincronizadas pelas diferentes relações sociais que se estabelecem em cada época do ano. / Communities living in areas without electricity present biological rhythms synchronized by the day/night cycle and social schedules; it seems possible to detect seasonal differences in their behaviour. In urban areas electricity allow us to organize our activities according to our interests. This behaviour has been pointed as a cause for the absence of seasonality in human biological rhythms. The present naturalistic phenomenological study of Guarani indians that living in no electricity houses allowed us to think about the presence of seasonality in biological rhythms. Wrist temperature and activity/rest rhythms of 21 indians were compared between winter and summer. The temperature profile did not change, but a seasonal difference was found for amplitude and MESOR values which may be related to metabolic-behavioral processes involved in thermoregulation. In summer the vasodilation is intense and the heat dissipation is maximum (with low variability), the opposite tends to occur in winter. We did not find seasonality in acrophase values between subjects, and we also found the same correlation described for urban populations: a phase advance of body temperature in the elderly. From winter to summer the onsets/offset of rest were delayed, with no change in rest duration. For the indians there was no difference in the schedules of rest/activity during the week. The activity/rest cycle was not determined by the day/night cycle but showed a significant correlation with wrist temperature. The adult indians of Boa Vista settlement showed typical characteristics in their biological rhythms of a transition community. The activities in the settlement are synchronized by singular relationships that take place in each season.

Tanto as evidências experimentais que demonstraram a geração endógena de ritmos com períodos circadianos, quanto as investigações sobre os diferentes mecanismos de sincronização dos ritmos circadianos aos marcadores temporais externos de períodos fixos de 24h forneceram material para a elaboração de proposições importantes sobre as características do sistema de temporização biológica circadiana. Dentro desse cenário, foi de muita ajuda a aplicação da modelagem matemática. O desenvolvimento desses modelos permitiu a investigação de conjecturas que tentam explicar as características subjacentes aos mecanismos que coordenam esse sistema. Nosso objetivo, neste trabalho, foi de explorar a hipótese de que o mecanismo de controle da ritmicidade circadiana é exercido pela ação de laços de retroalimentação negativa acionados após tempos de retardo característicos do sistema. Para alcançarmos esse objetivo, elaboramos um modelo no qual o controle e a manutenção da expressão rítmica circadiana fossem conseqüentes da ação de dois laços de retroalimentação negativa com tempos de retardo distintos. Adicionalmente, avaliamos a resposta do modelo à ação de oscilações externas. Por meio da dinâmica não-linear resultante do modelo, nós observamos sugestiva similaridade entre as respostas obtidas nas simulações e as descrições experimentais da expressão do sistema de temporização circadiana citadas na literatura. Esses resultados deram suporte a hipótese inicial como explicação do funcionamento do sistema. / Both the experimental evidences of generation of biological circadian rhythms and the results of investigation about the mechanisms of synchronization between the circadian rhythms with the external cycles of 24-hour period provided material for the development of important assumptions about the characteristics of the circadian timing system. Inside this scenery, it was helpful the application of mathematical models. The development of these models permited the inquiry of some hypotheses which try to explain the underlying characteristics of this system. Our aim, in this work, was to investigate the hypothesis that explain the controlling mechanism of the circadian system as a result of the action of negative feedback loops triggered after charateristic time delays. For reaching this goal, our porpouse was to build a mathematical model which simulated circadian rhythmic expressions controlled by two feedback loops with different time delays. Additionaly, we also simulated the response of the model under external oscillations. Through the non-linear dynamic resulting from the model we observed suggestive similarity between the simulations and the experimental descriptions of the circadian system expressions present in many works. These results gave support to the validation of the initial hypothesis.

Componente essencial do sistema de temporização circadiano, o núcleo supraquiasmático (NSQ) possui três aferências principais: o trato retinohipotalâmico (TRH), o trato geniculohipotalâmico (TGH) e as terminações serotonérgicas da rafe. Suas células possuem oscilação circadiana autônoma que resultam na expressão rítmica dos chamados genes do relógio. O presente estudo analisa as concentrações de 5-HT nos núcleos da rafe e NSQ de ratos em livre-curso e mostra que somente os núcleos obscuro e linear apresentam ritmos endógenos com ação determinante do ciclo claro-escuro na no ritmo diário; compara a organização intrínseca do NSQ de primatas e roedores, mostrando organização diferenciada dos terminais serotonérgicos e do TGH em relação aos do TRH sugerindo funções diferentes dessas aferências no NSQ de primatas. Além disso, o padrão de expressão dos genes do relógio no NSQ do primata ao longo do período de atividade mostrou que os genes BMAL1 e Per1 apresentam pico de expressão ao redor do ZT2 e o gene Per2 no ZT7. Os dados demonstram diferenças interespecíficas importantes nas características neuroquímicas e moleculares do NSQ. / Essential component of the circadian timing system, the suprachiasmatic nucleus (SCN) receives dense retinohypothalamic RHT, geniculohypothalamic tract GHT and serotonergic innervation arriving from the raphe nuclei. SCN has pacemaker cells that produce rhythmic expression of clock genes. This study investigates the levels of 5-HT in the raphe nuclei and SCN in free running rats and shows endogenous rhythms in the obscurus and linear raphe nuclei, which is regulated by the daily light: dark cycle rhythms. The comparative analysis of the intrinsic structure of the SCN of primates and rodents shows a different organizational pattern of serotonergic and GHT terminals and the RHT terminals, suggesting different actions of serotonin and neuropeptide Y in the control of circadian rhythmicity in primates. Moreover, the pattern of the clock genes SCN expression along the awaken period in the primates show that BMAL1 and Per1 RNAm peaks of expression occur around ZT2 and Per2 around ZT7. These data suggest that the neural organization of the circadian timing system in the studied primate differ from those of the most commonly studied rodents.

O dinoflagelado unicelular marinho fotossintetizante Gonyaulax polyedra tem sido utilizado como modelo para o estudo de relógios biológicos. Neste organismo já foram descritos os ritmos de: migração vertical, divisão celular, atividade de superóxido dismutase e nitrato redutase, bioluminescência e capacidade fotossintética. Investigamos a variação circadiana dos pigmentos carotenóides e de RuBisCo II e PCP, as quais estão intimamente ligadas ao processo fotossintético. Experimentos de supressão de espécies reativas de oxigênio (EROs) por carotenóides foram preparados e mostraram que extratos de carotenóides de G. polyedra são capazes de suprimir o O2(1Δg) (oxigênio singlete) in vitro confirmando o importante papel destes no controle das EROs nestas algas. Os extratos metanólicos apresentaram vários pigmentos, tais como clorofila a, β-caroteno e peridinina em diferentes concentrações. A peridinina representa 80 % do total de carotenóides enquanto que o β-caroteno somente 4%. As análises dos cromatogramas de HPLC mostraram que a razão peridinina/clorofila a não varia ao longo de 24 h porém, por outro lado, o β-caroteno apresenta uma variação significativa na sua quantidade, com níveis duas vezes maiores no meio do dia em comparação com os níveis no meio da noite. Esta variação é conservada mesmo quando as células são mantidas em condições de luz constante. A curva de dose-resposta para a síntese de β-caroteno induzida pela luz mostra uma resposta linear com 45 minutos de exposição a luz branca. A indução é máxima quando utilizamos as células do meio período da noite (CT 18) que após esta exposição apresentam níveis de β-caroteno semelhantes as células do meio do dia. Esta alteração de fase no CT 18 sugere que este pigmento pode ser um dos compostos-captadores de luz envolvidos no mecanismo de ajuste de fase por luz em G. polyedra. Culturas de G. polyedra do meio da noite foram expostas à diferentes irradiações (azul, vermelha e verde) e os seus pigmentos extraídos e analisados. Em outra série de experimentos, as células foram mantidas durante o período de claro (12: 12 h) sob diferentes irradiações (vermelha, verde e azul) por 36 horas e os seus pigmentos analisados. Os resultados sugerem que a síntese foto-induzida e a oscilação circadiana do β-caroteno estão ligadas a um fotorreceptor de luz azul/ verde. Nas condições utilizadas não foram observadas variações significativas no conteúdo protéico da RuBisCo II e da PCP ao longo do dia. As análises de RNA total da RuBisCo II mostram que não há variação nos seus níveis quando as células são coletadas no meio do dia e no meio da noite. Quando expostas a condições adversas, G. polyedra apresenta a capacidade de encistar. Embora se conheça bem este mecanismo de defesa, existem poucas informações sobre o estado fisiológico destas células. Células encistadas induzidas por dias curtos apresentam uma alteração na composição de pigmentos com diminuição nas quantidades de β-caroteno e de clorofila a e aumento da quantidade de peridinina, indicando um rearranjo do aparato fotossintético nesta situação, com a peridinina desempenhando um papel mais estrutural. Em consequência, embora o conteúdo protéico de RuBisCo permaneça inalterado, os níveis protéicos de PCP se encontram diminuídos nas células encistadas. / Gonyaulax polyedra, a marine dinoflagellate which has been used as a model to study the biological clock, displays numerous circadian processes, such as bioluminescence, cell aggregation, cell division, superoxide dismutase and nitrate reductase activities and photosynthesis. In this alga, the photosynthesis is maximal in the middle of the day and minimal in the middle of the night. We investigated the pigments content and the amounts of two proteins related to the photosynthesis: ribulose- 1,5- bisphosphate carboxylase/ oxygenase form II (RuBisCo II) and peridinin: chlorophyll a: protein (PCP) in a 24 h cycle. Using the thermal decomposition of 1,4-dimethylnaphtalene endoperoxide, it was shown that the carotenoids could act as effective quenchers of synglet oxygen in G. polyedra. G. polyedra pigments were extracted every three hours over 24 hours. The amounts of peridinin and chlorophyll a remain constant over the day while the levels of β-carotene oscillate, being two times higher at the day than at the night phase. This variation persists when the cells were kept under constant dim light. The dose-response curve for light-induced β-carotene synthesis showed a linear response up to 45 minutes of light exposure, after which night-phase cells contained the same levels of β-carotene as day-phase cells. Cells exposed to light pulses at different times displays the highest β-carotene induction in the middle of the night. This may suggest that β-carotene may be one of the light-harvesting compounds involved in the light induced phase-shift in Gonyaulax polyedra. To identify which was the photoreceptor involved in β-carotene synthesis, cell of the middle of the night-phase (CT 18) were exposed for 45 minutes to different irradiations (red, blue and green) and their pigments extracted and analysed. Also, cells were grown under red, blue and green light during the light phase (12 h light: 12 h dark ) for 36 hours and their pigments analysed. The results suggested that the circadian oscillation and the photoinduced response synthesis of β-carotene, are related to a blue light receptor. The amounts of RuBisCo II and PCP do not change over the circadian cycle when the cultures were grown under constant dim light. The levels of these proteins also remain constant when cells were kept under ither white light or different light qualities (red, blue and green ) in light: dark (12: 12 h) regime. The G. polyedra RuBisCo form II transcrits levels are the same in middle-day and middle-night cells, suggesting a post-translational control for this enzyme in this organism. Adverse environmental conditions elicit the encystment of G. polyedra. Our results showed an alteration in pigment composition of cysts. An increase in peridinin levels and a decrease in β-carotene and chlorophyll a content were observed. Although RuBisCo form II protein levels remained constant, there was a reduction in the amounts of PCP in cysts. This suggests an important role in thylakoids structure stabilizer for free peridinin.

Nos mamíferos os núcleos supraquiasmáticos regulam os ritmos circadianos do organismo. A melatonina, hormônio da glândula pineal, é um importante regulador dos ritmos de atividade motora (AM) e temperatura corporal (TC), sendo a sua produção influenciada pelo diabetes mellitus tipo I (DM1). Foram avaliados os efeitos do DM1 sobre os ritmos de TC e AM, seus parâmetros rítmicos, peso e glicemia, assim como as modificações pelos tratamentos tardios e precoces com insulina, melatonina ou ambos. O diabetes rompeu o ritmo de TC, alterou o ritmo de AM, e reduziu a TC e AM. Os tratamentos INS e INS+MEL reverteram o quadro. MEL restaurou apenas alguns parâmetros rítmicos, sendo mais eficiente sobre a AM. Esses resultados mostram que o DM1 altera os ritmos de TC e AM. Os tratamentos INS e INS+MEL revertem o quadro, sendo INS+MEL mais eficiente. A MEL atenua os efeitos deletérios, sendo mais evidente na AM. A insulina é mais rápida, mais duradoura e mais eficiente que a melatonina, que age melhor sobre a AM, e essas melhoras dependem da continuidade dos tratamentos. / In mammals the suprachiasmatic nuclei regulate the circadian rhythms of the body. Melatonin, the pineal gland hormone, is a major regulator of the body temperature (BT) and home cage activity (HCA) rhythms. Its production is influenced by type 1 diabetes mellitus (T1DM). The present work studied the effects of T1DM on BT and HCA rhythms, its rhythmic parameters, glycaemia and body weight and the modifications resulting from early and late treatment with insulin, melatonin or both, in rats. Diabetes disrupted the BT rhythm, altered HCA rhythm, and led to hypothermia and reduced HCA. Late INS and INS+MEL reverted to normal. MEL restored some rhythmic parameters, being more evident on HCA. Taken together, T1DM alters BT and HCA rhythms. INS and INS+MEL treatments revert to normal, being INS+MEL more efficient. MEL attenuates the diabetic state, being more evident on HCA. Insulin effects are faster, last longer and are more efficient than melatonins, which are more evident on HCA, and these beneficial effects depend on the maintenance of the treatments.

Os comportamentos coletivos observados em colônias de insetos eussociais muitas vezes podem ser explicados apenas pelo comportamento dos indivíduos que compõe a colônia. De fato, em muitas condições essa previsão se concretiza. Em outras condições o comportamento individual apenas não explica o comportamento coletivo. Atualmente sabe-se que vários fatores individuais, sociais e ambientais influenciam no comportamento que indivíduos, mesmo que de carga genética idêntica, irão apresentar. A divisão de tarefas observada nas colônias de insetos eussociais é um exemplo de como indivíduos semelhantes morfológica e geneticamente adotam comportamentos diferentes dependendo de inúmeros fatores inerentes à organização social. A relação entre o comportamento dos indivíduos e as condições ambientais é intima, principalmente em relação às condições cíclicas. Inclusive existe um sistema fisiológico nos organismos que marca essa relação entre o comportamento e o tempo. Espera-se que cada indivíduo de uma colônia de insetos eussociais esteja munido desse aparato e que eles sejam semelhantes. Entretanto, em saúvas essa relação entre comportamento e ritmos ambientais se apresenta de maneira confusa. A colônia é noturna, com a maior atividade de suas operárias ocorrendo à noite, entretanto, vários indivíduos são vistos na fase de claro. Ou as forrageadoras são arrítmicas e podem forragear em qualquer fase do dia, ou as formigas se dividem em turno de trabalhos. A presente dissertação tem por objetivo descrever a existência de divisão temporal de tarefas em formigas saúvas. Foram marcadas formigas em diferentes fases (claro e escuro) e turnos (horários específicos) e observou-se a distribuição do engajamento dessas formigas marcadas na tarefa de forrageamento ao longo de cinco dias nessas diferentes fases e turnos. Foi medido também o tamanho das formigas que foram observadas em claro e em escuro e a relação entre a atividade da colônia e a eficiência na coleta de alimento Os resultados indicam que as formigas de fato dividem temporalmente a tarefa de forrageamento. Formigas de claro e formigas de escuro constituem grupos distintos, que forrageiam preferencialmente no mesmo horário. Além disso, essa divisão apresenta forte correlato com a morfologia, formigas de claro são maiores que formigas de escuro. Aparentemente essa divisão temporal de tarefa acarreta em implicações para a eficiência de forrageamento. No claro, apesar de o número de formigas observadas ser menor, a eficiência na coleta de alimentos é maior do que no escuro. A relação observada entre a morfologia e a divisão temporal de tarefas pode ser explicada pela relação de resistência às condições ambientais. Formigas maiores tendem a ser mais resistentes a temperaturas mais elevadas. Como a incidência solar e a temperatura é maior no claro, faz sentido que exista essa divisão. Entretanto, resta saber quais mecanismos fisiológicos podem gerar indivíduos geneticamente semelhantes, mas que se relacionam de maneira diferente com as condições cíclicas do ambiente / The collective behavior observed in social colonies can be explained by the behavior of its individuals, most of the time. Thus, it is expected that all workers should display the same behavior. Indeed, this prediction is fulfilled in many cases. However, many collective behaviors cannot be explained only by individual behaviors. Nowadays it is known that many individual, social and environmental conditions modulate the individual, and consequently, the collective behavior. The division of labor observed in social colonies is an example of different behaviors displayed by similar individuals reared in different conditions. Behavior and environmental conditions are closely related, especially regarding the cyclic conditions. A physiological system whose function is modulate behavior concerning time was described. It is expected that each individual in a social colony bear this system and that they mark the same relationship. However, in leaf-cutting ants this system and the relationship between behavior and cyclic conditions appear to be more complex. The colony is nocturnal, because the main worker activity time happens at night; however, there is a significant amount of ants observed at day. Or the workers are arrhythmic and are able to forage at any time, or they divide the labor in work shifts. This dissertation aims to describe the process of temporal division of labor in leaf-cutting ants. Workers of leaf-cutting ants were marked in different phases (dark and light) and shifts (specific time windows). This marked ants engagement in foraging was observed along five days on the same phases and shifts. Light and dark ants body size was measured as well as the correlation between colony activity and the food retrieval efficiency. The results show that leaf-cutting ants indeed divide the labor in work shifts. Light ants and dark ants establish distinct groups. Additionally, there is difference in the ant body size of those groups: light ants are bigger than dark ants. It seems that the temporal division of labor implies in food retrieval efficiency differences. Although the fewer ants in the light phase, the food retrieval is bigger in light than in dark. The relationship between morphology and temporal division of labor can be explained by the difference in thermal tolerance of different ant body size. Bigger ants can withstand higher temperature than smaller ants. It makes sense, day temperature is higher than night\'s. Hence, the process and physiological mechanisms that generate genetically similar workers whose relation to light-dark cycles is different remains to be studied

INTRODUÇÃO Este é um estudo sobre os horários escolares e sua relação com o cotidiano dos professores e os possíveis impactos que a homogeneização de horários e a realização das atividades podem exercer sobre seus ritmos biológicos. Os horários escolares podem afetar as rotinas diárias dos professores, induzindo a dessincronização dos ritmos biológicos e consequentes problemas de saúde. Entre esses problemas, as alterações no ciclo vigília/sono são as mais conhecidas. HIPÓTESE Esses conflitos podem levá-los a privações de sono e uma dessincronização de seus ritmos biológicos, obrigando-os a uma espécie de enquadramento dentro do sistema imposto, mas com riscos à sua saúde. OBJETIVO Avaliar a adaptação dos professores aos horários escolares, associando suas preferências de tolerância à maturidade ao grau de satisfação com suas condições de trabalho. MÉTODOS Foram estudados 25 professores (4 homens e 21 mulheres) com idades entre 28 e 49 anos, que trabalham em duas escolas públicas da região metropolitana de São Paulo. Foram aplicados os seguintes instrumentos: diário de atividades diárias (23 dias consecutivos), Escala de Sonolência de Karolinska (dois pontos, início da tarde e início da noite), preferências de matutinidade-vespertinidade com questionário de Horne e Östberg, Questionário Satisfação no Trabalho e entrevistas com grupos focais. RESULTADOS: A análise dos dados da Escala de Karolinska mostrou que nos finais de semana houve uma variação da sonolência ao longo do dia [F(3,66) = 5,1; p < 0,01]. As comparações mostraram que a sonolência média dos professores avaliada às 13:33 ± 1,4 horas (KSS=4,2 ±1,95) e às 17:40 ± 1,25 horas (KSS=4,6±1,32) foi menor em relação às 21:35 ± 1,14 horas (KSS=5,9 ± 2). Nos dias de semana não foi observada nenhuma diferença [F(3,66) - 2,01; p>0,05]. Com os resultados do Questionário OSI, podemos perceber que o índice de insatisfação foi mais acentuado nos quesitos remuneração, participação nas decisões e quantidade de tarefas; e o de satisfação, os mais significativos foram relacionamento e conteúdo. Ficaram evidenciados ainda, má qualidade do sono nos professores caracterizados como vespertinos, devido ao horário de trabalho em relação com os matutinos. Ficou relatada alimentação inadequada devido aos deslocamentos e horários irregulares de trabalho, além da dificuldade em ajustar os horários de trabalho com suas relações sociais. CONCLUSÃO Os horários escolares influenciam na organização temporal dos professores, afetando seu sono, saúde e qualidade de vida / INTRODUCTION This is a study about the school schedules and their relationship with teachers\' daily life and the possible impacts that the homogenization of schedules and the accomplishment of activities can influence their biological rhythms. School schedules may affect daily routines of teachers, inducing desynchronization of biological rhythms and consequent health problems. Among these problems, changes in the sleep/wake cycle are the best known. HYPOTHESIS These conflicts can lead to sleep deprivation and a desynchronization of their biological rhythms, forcing an adaptation to the work schedule in turn may compromise their heal condition. OBJECTIVE Evaluate adaptation of teachers to school schedules linking their morningness-eveningness preferences to degree of satisfaction with their work conditions. METHODS We studied 25 teachers (4 males and 21 females) aged 28-49 years old, working at two public school in the metropolitan area of São Paulo. The following instruments were applied : daily activities diary (23 consecutive days), Karolinska Sleepiness Scale (at two ponts, early afternoon and early evening), Morningness-eveningness preferences with the Horne and Östbergs questionnaire, Satisfaction at work questionnaire and focal group interviews. RESULTS Data analysis of the Karolinska Scale showed that at weekends there was a variation of sleepiness throughout the day [F (3.66) = 5.1; p <0.01]. The Comparisons showed that the mean teacher drowsiness assessed at 13:33 ± 1,4 hours (KSS = 4,2 ± 1,95) and at 17:40 ± 1.25 hours (KSS = 4,6 ± 1,32 ) was lower in relation to 21:35 ± 1,14 hours (KSS = 5,9 ± 2). On weekdays no difference was observed [F (3,66) = 2,01; p> 0,05]. The OSI Questionnaire showed that the dissatisfaction was more pronounced in terms of remuneration, participation in decisions and quantity of tasks; and satisfaction, the most significant were relationship, content, poor quality of sleep was still evident in the teachers characterized as evening because of the morning work schedule in relation to the morning ones. Evening oriented teachers show worse sleep quality than their morning-oriented colleagues. Inadequate feeding routines linked to irregular working schedules as well as compromised social relations have been found in our sample. CONCLUSION: School schedules influence temporal organization of teachers affecting their sleep, health and quality of life

O metabolismo energético é dependente, dentre outros fatores, de uma temporização circadiana entre os tecidos participantes da regulação metabólica. O processo de sincronização parece depender da expressão dos genes relógio e de mediadores como a melatonina, que associam o oscilador central e os osciladores periféricos. Investigamos o papel da melatonina na expressão dos genes relógio em tecidos periféricos, onde ratos Wistar foram divididos em dois grupos: pinealectomizados e controle. Após 45 dias os animais foram sacrificados circadianamente e seus tecidos de interesse extraídos para análise através do PCR convencional. A pinealectomia ocasionou significativa desorganização temporal na expressão de quase todos os genes relógios dos tecidos muscular e do adiposo periepididimal. O tecido hepático foi o que menos sofreu alterações pela pinealectomia. Em conclusão, esses dados mostram que a melatonina é necessária para manutenção da ritmicidade dos genes relógio no tecido muscular estriado esquelético, no tecido adiposo periepididimal e no tecido hepático. / The energy metabolism is dependent, between other factors, of a circadian timing among the tissues participants of the metabolic regulation. The synchronization process appears to depend on the expression of clock genes and mediators such as melatonin, involving the central oscillator and peripheral oscillators. We have investigated the role of melatonin in the expression of clock genes in peripheral tissues. Rats have been divided into two groups: pinealectomized and control rats. After 45 days the animals were sacrificed and their tissues of interest have been extracted for analysis by conventional PCR. Pinealectomy caused a significant disruption in the temporal expression of almost all genes of muscle tissue and fat tissue. The liver tissue was the least affected by changes of pinealectomy. In conclusion, these data show that melatonin is necessary for maintaining the rhythmicity of clock genes in skeletal muscle, adipose tissue and liver tissue.