Actin stress fibers (SFs) are mechanosensitive structural elements that respond to applied strain to regulate cell morphology, signal transduction, and cell function. The purpose of this dissertation is to elucidate the effects of mechanical stretch on cell mechanobiology via the following three aims. First, a sarcomeric model of SFs was developed to describe the role of actomyosin crossbridge cycling in SF tension regulation and reorientation in response to various modes of stretch. Using model parameters extracted from literature, this model described the dependence of cyclic stretch-induced SF alignment on a two-dimensional (2-D) surface on positive perturbations in SF tension caused by the rate of lengthening, which was consistent with experimental findings. Second, the sarcomeric model was used to predict how stretch-induced pro-inflammatory mechanotransduction depends on the mode of strain application. Together with experimental data, the results indicated that stretch-induced stress fiber alignment, MAPK activations and downstream pro-inflammatory gene expressions are dependent on SF strain rate (and related changes in SF tension) rather than SF turnover. Third, to produce biocompatible materials that are both mechanically resilient under (physiological) load and also mechanosensitive, a novel hybrid engineered tissue was developed that transmits strain stimuli to cells residing in three-dimensional (3-D) collagen microspheres. However, the macroscopic stress is largely borne by a more resilient acellular polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) hydrogel supporting the microspheres. Careful analysis indicated that cell alignment occurs prior to significant collagen fibril alignment.

Stretching is a widely prescribed technique that has been demonstrated to increase range of motion. Consequently it may enhance performance and aid in the prevention and treatment of injury. Few studies have investigated the frequency of stretching on a daily basis. The purpose of this study was to investigate the effect of stretching frequency on range of motion at the ankle joint. The detraining effect was also investigated after a period without stretching. Thirty-one female subjects participated in this study. They were randomly assigned to a control group who did not stretch a group who stretched two times per week (Stretch-2) or a group who stretched four times per week (Stretch-4). The stretching intervention was undertaken over four weeks and targeted the gastrocnemius and soleus muscles. Each stretch was held for duration of 30 seconds and repeated five times. Prior to the intervention (PRE), dorsiflexion was measured using a weights and pulley system that passively moved the ankle joint from a neutral position into dorsiflexion. After the four week stretching period (POST), dorsiflexion was measured once again to determine the change following the stretching programme. Following a further four week period where no stretching took place (FINAL), dorsiflexion was measured to determine the detraining effect. Electromyography was used to monitor the activity of the plantarflexors and dorsiflexors during the measuring procedure. The results of the study showed a significant increase in ankle joint range of motion for the Stretch-4 group (p<0.05) when comparing PRE and POST measurements. The Stretch-2 and control groups did not show significant differences (p>0.05) between PRE and POST measurements. When comparing the PRE and FINAL measurements of the Stretch-4 group, no significant differences were recorded (p>0.05). The POST and FINAL measurements were significantly different (p<0.05). After the detraining period the Stretch-4 group lost 99.8% of their range of motion gains. The present data provide some evidence that the viscoelastic properties of the muscle stretched were unchanged by the four week static stretching programme. The mechanism involved in the observed increase in range of motion for the Stretch-4 group is possibly that of enhanced stretch tolerance of the subject. Further research is required to support this conjecture.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Univ., 2004. / Härtill 4 uppsatser.

Thesis (M.S.)--School of Bioengineering, Georgia Institute of Technology, 2005. Directed by Thomas Burkholder. / Thomas Burkholder, Committee Chair ; Cheng Zhu, Committee Member ; Grace Pavlath, Committee Member. Includes bibliographical references.

Orientador: Antonio Maria Garcia Tommaselli / Banca: Aluir Porfírio Dal Poz / Banca: Edson Aparecido Mitishita / Resumo: As diferenças radiométricas entre áreas homólogas de imagens aéreas digitais são causadas por vários fatores e afetam os processos fotogramétricos, como a correspondência e a mosaicagem. Para que as imagens possam ser melhoradas, alguns procedimentos como correção geométrica e radiométrica são aplicados, sendo a correção radiométrica o tema de estudo deste trabalho. O processo de correção radiométrica em imagens aéreas digitais tem como principal objetivo tornar semelhantes os histogramas de imagens que possuam sobreposição, facilitando os processos posteriores de correspondência de pontos homólogos e a formação de mosaicos. O método proposto neste trabalho realiza em duas etapas a correção radiométrica para um bloco de imagens aéreas digitais. A primeira etapa é um processamento global, baseado nos dados dos histogramas. A segunda etapa é uma correção local, que pode ser realizada através de dois métodos estudados, sendo que o primeiro trata a interpolação dos valores de correção à partir de regiões homólogas, possibilitando a correção radiométrica da região de sobreposição das imagens; e o segundo método utiliza o ajuste de uma superfície parabolóide às diferenças radiométricas entre imagens, fornecendo, posteriormente, valores de correção para toda a imagem. Para realizar os processos descritos acima, foi implementado um programa em linguagem C, o qual realiza o ajuste local a partir de pontos correspondentes. Alguns experimentos foram realizados, utilizando três blocos de imagens aéreas obtidas com câmeras digitais Hasselblad de 22 e 39 megapixels, respectivamente, os quais apresentaram resultados satisfatórios. / Abstract: Radiometric differences between homologous areas in digital aerial imagens are caused by several factors and affect the photogrammetric processes like correspondence and mosaicking. In order to enhance those images, some procedures like geometric and radiometric corrections can be applied, the last being the aim of this work. The process of radiometric adjustment in digital aerial images aim at to make similar the histograms of overlapping images, favoring the processes of correspondence and mosaicking formation. The method proposed in this work is performed in two stages: firstly a global processing based on the histograms data and secondly a local strategy, for which two methods were studied. The first is an interpolation of correction values corresponding to the radiometric differences in the overlapping images. The second method for the local adjustment uses surface adjustment in order to correct the differences in the corresponding regions. In order to assess the proposed methodology, a program in C language was implemented to perform the local adjustment based on some corresponding points. Some experiments were accomplished, using three blocks of aerial images taken with 22 and 39 megapixels digital cameras, and good results were achieved. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-26Bitstream added on 2014-06-13T20:28:44Z : No. of bitstreams: 1 langhi_pjp_me_prud.pdf: 4558873 bytes, checksum: 6633a0b385f223c9200a10403ba4fa9b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As diferenças radiométricas entre áreas homólogas de imagens aéreas digitais são causadas por vários fatores e afetam os processos fotogramétricos, como a correspondência e a mosaicagem. Para que as imagens possam ser melhoradas, alguns procedimentos como correção geométrica e radiométrica são aplicados, sendo a correção radiométrica o tema de estudo deste trabalho. O processo de correção radiométrica em imagens aéreas digitais tem como principal objetivo tornar semelhantes os histogramas de imagens que possuam sobreposição, facilitando os processos posteriores de correspondência de pontos homólogos e a formação de mosaicos. O método proposto neste trabalho realiza em duas etapas a correção radiométrica para um bloco de imagens aéreas digitais. A primeira etapa é um processamento global, baseado nos dados dos histogramas. A segunda etapa é uma correção local, que pode ser realizada através de dois métodos estudados, sendo que o primeiro trata a interpolação dos valores de correção à partir de regiões homólogas, possibilitando a correção radiométrica da região de sobreposição das imagens; e o segundo método utiliza o ajuste de uma superfície parabolóide às diferenças radiométricas entre imagens, fornecendo, posteriormente, valores de correção para toda a imagem. Para realizar os processos descritos acima, foi implementado um programa em linguagem C, o qual realiza o ajuste local a partir de pontos correspondentes. Alguns experimentos foram realizados, utilizando três blocos de imagens aéreas obtidas com câmeras digitais Hasselblad de 22 e 39 megapixels, respectivamente, os quais apresentaram resultados satisfatórios. / Radiometric differences between homologous areas in digital aerial imagens are caused by several factors and affect the photogrammetric processes like correspondence and mosaicking. In order to enhance those images, some procedures like geometric and radiometric corrections can be applied, the last being the aim of this work. The process of radiometric adjustment in digital aerial images aim at to make similar the histograms of overlapping images, favoring the processes of correspondence and mosaicking formation. The method proposed in this work is performed in two stages: firstly a global processing based on the histograms data and secondly a local strategy, for which two methods were studied. The first is an interpolation of correction values corresponding to the radiometric differences in the overlapping images. The second method for the local adjustment uses surface adjustment in order to correct the differences in the corresponding regions. In order to assess the proposed methodology, a program in C language was implemented to perform the local adjustment based on some corresponding points. Some experiments were accomplished, using three blocks of aerial images taken with 22 and 39 megapixels digital cameras, and good results were achieved.

Orientador: Eduardo Kokubun / Banca: Alex Antonio Florindo / Banca: Sandra Lia do Amaral / Resumo: O objetivo desse estudo foi investigar associações entre nível, oferta de Atividade Física (AF) no trabalho e AF de lazer. Foi realizado um estudo transversal de base populacional. Participaram do estudo 864 trabalhadores com idade média e desviopadrão de 41 (± 13,4) anos, sendo 451 homens e 413 mulheres e eles responderam o Questionário Internacional de AF (versão longa- classificados em ativos e sedentários de acordo com o nível de AF de lazer), o Questionário baseado no modelo Transteorético (Estágios de Prontidão - classificados em fase de adoção e fase antecedentes), o Questionário sobre convênios e instalações para a prática de AF pela empresa e o Questionário sócio-demográfico. Para verificar as associações foi realizada a Regressão de Poisson no programa STATASE.10, obtendo a Razão de Prevalência (RP) com Intervalo de Confiança (IC - 95%). Como variáveis dependentes utilizamos o sedentarismo (nível de AF de lazer) e fase antecedentes (participação em AF de lazer). Para as variáveis independentes utilizamos: sexo, idade, índice de massa corporal (IMC), escolaridade, nível sócio-econômico, nível de AF no trabalho, oferta de ginástica laboral, participação na ginástica laboral e oferta de programas de condicionamento físico (PCF) através de convênios e instalações no local de trabalho. Os resultados indicam que os trabalhadores do sexo masculino são menos sedentários quando comparados com as trabalhadoras do sexo feminino. Para o sexo masculino, menor nível sócio-econômico está associado ao sedentarismo e a oferta de PCF oferecidos através de convênios está associada a níveis mais elevadosl de AF de lazer. Para o sexo feminino, maior IMC e menor nível sócio-econômico foram associados ao sedentarismo. Com relação a participação em AF de lazer o sexo feminino tem menos chances de estarem na fase de adoção... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this study was to investigate the associations between Physical Activity's (PA) level and PA's offer at worksite and Leisure time PA. The Population-based cross-sectional study was realized with 864 workers with average age and standard deviation 41 (± 13,4) years old, being 451 men and 413 women. They answered the International PA Questionnaire (long version - classified in activity and sedentary according to leisure time PA's level), the Questionnaire based on Transteorethic Model (Stages of change - classified in adoption and antecedents phases), the Questionnaire about facilities and installations PA's practice in the worksite and the demographic-status Questionnaire. The Poisson Regression in the STATASE.10 program, getting the Prevalence Ratio (PR) with Confident Interval (CI - 95%) was conducted to verify the associations between the variables. The dependents variables were the sedentarism (leisure time PA's level) and antecedents phase (leisure time PA's participation). For the independents variables were used: sex, age, body mass index (BMI), schooling level, social status, PA's level in work, stretchbreak's offer, stretch-break's participation and fitness program's (FP) through facilities and installations PA's practice in the worksite. The results indicated that the male workers are less sedentary than female. For men the lower social status was associated with sedentarism and the FP facilities was associated with bigger leisure time PA's level. For female, bigger IMC and lower social status were associates with sedentarism. About leisure time PA's participation, the female has less chance to be in the adoption phase than male. The variables associated to leisure time PA's participation for male are: bigger schooling and social status... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edson Rosa Pimentel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T17:20:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_FernandaMartinsde_M.pdf: 1290451 bytes, checksum: c386eaff7996cd60bd0cc59338f8718f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os tendões servem para realizar a transferência de força dos músculos para os ossos, sendo capazes de suportar altas forças de tensão. Muitos trabalhos descreveram alterações nas propriedades estruturais, bioquímicas e biomecânicas dos tendões de animais que foram submetidos a exercícios prolongados, porém pouco se sabe sobre o que ocorre no tendão que passa por um processo de alongamento, um procedimento bastante comum em academias e clínicas de Fisioterapia. Assim, nosso trabalho teve como objetivo avaliar os aspectos morfológicos e bioquímicos dos tendões de ratos submetidos ao alongamento três e cinco vezes por semana. Os ratos tiveram seus músculos alongados por um período de 30 segundos intercalados com 30 segundos de relaxamento, com 10 repetições, 3 e 5 vezes por semana durante 21 dias. Os tendões foram removidos e utilizados para os procedimentos de morfologia e de bioquímica. Os tendões também foram submetidos ao ensaio mecânico sob tração a fim de avaliar suas propriedades biomecânicas. Nos cortes corados com AT, na entese dos tendões dos grupos alongados, observou-se um aumento na quantidade de células com morfologia arredondada. Já na região próxima à entese pode ser observado metacromasia mais intensa nos grupos alongados. Observações feitas nos cortes corados com HE, nas regiões de tensão, mostraram que as células apresentaram-se mais alinhadas. Nos grupos alongados, em ambas regiões ocorreu aumento na quantidade de células. Nos cortes que foram submetidos à Reação de Von Kossa, observou-se uma região calcificada em todos os grupos, porém esta apresentou uma MEC mais densa nos tendões dos grupos alongados três e cinco vezes. Análise do gel de SDS-PAGE revelou uma maior quantidade de colágeno nos grupos alongados e a presença do componente de 65 kDa nas regiões de tensão e compressão em todos os grupos. A quantidade de proteínas, de glicosaminoglicanos e de hidroxiprolina também foi superior nos animais alongados. O gel de agarose revelou a presença de dermatam sulfato nas regiões de tensão e de compressão e de condroitim sulfato somente nesta última. Durante o ensaio mecânico, os tendões dos grupos alongados suportaram valores de tensão máxima superiores, com deslocamentos semelhantes, sugerindo que estes tendões são mais resistentes à ruptura. Esses resultados mostraram que o estímulo do alongamento acarretou modificações nas características estruturais, bioquímicas e biomecânicas, confirmando o caráter adaptativo do tendão em resposta à aplicação dos procedimentos de alongamento / Abstract: The tendons are structures that transmit forces from the muscles to the bone, and are capable of supporting high tensile strenghts. Many studies have shown alterations in tendons of animals submitted to strenuous exercises, however, just a little is known about what happens in tendons when they are under a stretching program, a common procedure in academies and phisiotherapy institutes. So our objective was to evaluate the morphological, biochemical and biomechanical aspects of tendons submitted to stretching exercises. Rats had their muscles stretched for a period of 30 seconds with 30 seconds of resting, with 10 repetitions, three and five times a week during 21 days. The tendons were used for morphological and biochemical procedures. They were also submitted to mechanical tensile strain test and their mechanical properties were evaluated. Analysis of AT stained sections of enthesis from stretched tendons, showed a high amount of rounded cells. In the region next to enthesis, which passes close to the calcaneous, the metachromasy was more intense in stretched groups. In the tension region, in the HE stained sections, it was found a larger alignment of the cells in the stretched group. In both regions occurred an increase on the amount of cells. In the sections submitted to Von Kossa reaction, was observed, a calcified region in all groups, but the extracellular matrix were denser in stretched ones. Analysis of SDS-Page showed a high amount of collagen and the presence of a polidisperse component of 65 kDa in the tension and compression regions in all groups. The amount of proteins, glycosaminoglycans and hydroxiproline was higher in the tendons of three and five times stretched groups. The agarose gel revealed the presence of dermatan sulfate in the tension and compression regions and chondroitin sulfate only in this last one. During the mechanical tensile strain test, the stretched tendon supported high values of maximum stress with the same strain, when compared to the control group, suggesting that the stretched tendons were more resistant to the failure. These results show that the stimulus of stretching leads to alterations in the structural, biochemical and biomechanical characteristics, confirming the adaptative character of tendons, in response to the application of stretching exercises / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Hernandes Faustino de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T18:51:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonioli_Eliane_D.pdf: 2188815 bytes, checksum: f2d0da35f06c89ebb912a05bcce1dc39 (MD5) Previous issue date: 2007 / resumo: As células musculares lisas (CML) são o principal componente do estroma prostático e desempenham um importante papel na manutenção da fisiologia do órgão, atuando na contração durante a ejaculação, na sua remodelação frente a neoplasias e/ou privação androgênica, na produção de fatores parácrinos e na síntese/degradação/reorganização da matriz extracelular, segundo um intrincado mecanismo de comunicação com as células epiteliais. Além disso, tem sido também proposto que a invasão tumoral depende de uma participação ativa das células estromais, inclusas as CML, na produção de metaloproteinases de matriz (MMPs) e/ou seus inibidores dentre outros fatores. O presente estudo investigou a expressão dos marcadores de músculo liso na próstata ventral de ratos após longo período de castração. Em outra frente de investigação foi analisado o efeito do estiramento mecânico no comportamento das CML in vitro. Os resultados obtidos demonstraram que as CML são afetadas pela privação androgênica. Embora demonstrem mudanças morfológicas, estas células expressam marcadores de músculo liso em nível de proteína (a-actina e cadeia pesada da miosina de músculo liso) e de RNAm (smoothelin, sm22 e calponina). Estes resultados suportam a idéia de que CML prostática pode modular o seu fenótipo (contrátil vs. sintético) sem alterar o estado de diferenciação. Sabe-se que a função primária das CML prostáticas está relacionada à contração do órgão e que isto impõe uma deformação mecânica sobre estas células. Por esta razão, resolveu-se investigar se haveria modulação do seu comportamento frente ao estiramento in vitro, sob condições controladas. Foi demonstrado que as CML diminuem a atividade proliferativa em resposta ao estiramento cíclico da mesma forma que ao estiramento estático. Em relação à expressão de proteínas relacionadas à atividade contrátil (a-actina e cadeia pesada da miosina de músculo liso), os resultados obtidos indicam que as CML respondem ao estiramento cíclico com um aumento na concentração destas proteínas o que poderia indicar hipertrofia celular, o que foi confirmado pela quantificação do conteúdo de F-actina por citometria de fluxo. Este efeito não foi observado frente ao estiramento estático. Os dois conjuntos de dados confirmam que as CML apresentam grande versatilidade fenotípica, respondendo de formas diferentes não somente a estímulos hormonais, mas também a variação na demanda funcional / Abstract: Smooth muscle cells (SMC) are the main component of the prostatic stroma and play important roles in the organ physiology, acting on the contraction associated with ejaculation and on the remodeling related to neoplasias or androgen deprivation, on the production of paracrine factors and the synthesis/degradation/reorganization of extracellular matrix components, after an intricate mechanism of intercommunication with epithelial cells. Besides, it has been proposed that tumor invasion depends on the active participation of stromal cells, including SMC, on the production of MMPs and/or their inhibitors among other factors. The present study investigated the expression of smooth muscle markers on the rat ventral prostate after long term androgen deprivation. Another set of experiments were designed to study the effect of mechanical stretching on SMC behavior in culture. The results demonstrated that SMC are affected by androgen deprivation. Even though the SMC exhibited morphological changes, they kept the expression of smooth muscle markers at the protein (SM a-actin and SM-MHC) and mRNA levels (smoothelin, sm22 and calponin). These results reinforce the idea that prostatic SMC modulate their phenotype (contractile vs. synthetic) without compromise the differentiation state. It is well known that the primary function of the SMC is the organ contraction and that it subjects the cells to mechanical deformation. For this reason, it was decided to test whether SMC modulate their behavior in response to mechanical stretching in vitro under controlled conditions. It was demonstrated that both cyclic and static mechanical stretches decrease SMC proliferation. On the other hand, cyclic stretching increased the concentration in SM-MHC and SM a-actin that could be associated with cell hypertrophy. To confirm this hypothesis, the F-actin content was measured through the intensity of FITC-phalloidin labeling by flow cytometry at the single cell level. The results confirmed that cyclic stretching caused a significant increase in cytoskeleton mass, what is compatible with cell hypertrophy. This effect was not observed after static stretching. The two sets of results confirm that SMC exhibit great phenotypical versatility, responding not only to hormonal stimuli, but also to functional demands / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / GraÃa et al. (2002) observou em ratos que a hipervolemia aumenta o tÃnus gÃstrico, enquanto a hipovolemia o diminuÃa. Resolvemos estudar o efeito do estiramento cardÃaco sobre o tÃnus gÃstrico e os mecanismos neurais envolvidos. Metodologia: Ratos albinos machos (n=82, ~320g), anestesiados, com vasos cervicais canulados para registros hemodinÃmicos e distensÃo do Ãtrio (DA). Um grupo separado de animais foi submetido à vagotomia subdiafragmÃtica (DAIV) ou esplancnotomia (DAV). Para registro do volume gÃstrico (VG), foi introduzido per os um cateter com um balÃo de lÃtex posicionado no estÃmago proximal e acoplado a um pletismÃmetro. ApÃs perÃodo basal (15min), os ratos foram submetidos aos protocolos: falso distendido (FDA) ou animais submetidos durante 5 min à DA com 30, 50 ou 70ÂL, respectivamente (DAI), (DAII) e (DAIII), ou (DAIV) e (DAV) submetidos a DA com 50ÂL. Em seguida, houve monitoraÃÃo nos 30min seguintes, divididos em intervalos de 10 min, designados de D10, D20 e D30. Os dados relativos ao VG estÃo representados em percentagem de seus respectivos valores basais. Sendo analisados por ANOVA seguida do teste de Bonferroni. Resultados: NÃo houve variaÃÃes do VG e PVC no grupo FDA, porÃm no grupo DAI houve uma diminuiÃÃo significativa do VG em D20 e D30 (9.9% e 14%, respectivamente), nÃo houve aumento da PVC durante a DA. Nos grupos DAII e DAIII o VG diminuiu a partir de D10 (5% e 5.8%, respectivamente, p<0,05) com persistÃncia em D20 (8,5 e 13%,respectivamente) e D30 (11,5 e 16,5%, respectivamente). AlÃm disso, a PVC aumentou em ambos os grupos durante a DA (p< 0,05). No grupo IV, a vagotomia preveniu a diminuiÃÃo do GV, permanecendo inalterado o VG durante o perÃodo experimental. No grupo V, a esplancnotomia aumentou tal efeito, o VG diminuiu a partir de D10 (10,5%, p<0,05) se intensificando em D20 e D30 (16 % e 23,4%, respectivamente). ConclusÃo: A distensÃo do balÃo atrial alÃm de desencadear ajuste hemodinÃmicos diminui o VG em ratos anestesiados, efeito abolido apÃs vagotomia subdiafragmÃtica, e permanecendo acentuado nos animais esplancnotomizados