Resumo não disponível

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O tempo de simulação computacional em planejamento de radioterapia ainda é muito alto. Diversas técnicas de redução de variância têm sido desenvolvidas para o transporte de elétrons a fim de reduzir o tempo de simulação. Destacamos algumas delas: Macro Monte Carlo (MMC), Response History Monte Carlo (RHMC) e Macro Response Monte Carlo (MRMC). Todas es- sas técnicas utilizam base de dados onde as histórias dos elétrons foram previamente simuladas. Tais algoritmos, até o presente momento, foram somente avaliados através da dose absorvida. Neste trabalho, fazemos uma comparação dos espectros dos elétrons utilizando uma implemen- tação própria do MRMC. A base de dados do MRMC consiste de histórias pré-simuladas de elétrons em pequenas esferas de material homogêneo (chamadas de kugel) para diferentes ti- pos de energias e tamanhos de raios. O MRMC usa o kugel de maior raio para transportar o elétron, desde que o mesmo não cruze nenhuma interface entre materiais. Nesta implementa- ção, o transporte do elétron através de uma interface é aproximado por uma linha reta e, ao final, corrige-se sua energia pela perda contínua de energia. A base de dados kugel foi gerada pelo Geant4 versão 8.0 para água, tecido mole e osso compacto, para a faixa de energia de 31,63 MeV até 178 keV, com raios de 0,025 cm a 1,0 cm. Os testes consistem na simulação de um feixe estreito de elétrons em objetos simuladores homogêneos e heterogêneos de forma cilíndrica. Foram obtidos os espectros frontais e laterais pelo MRMC e comparados aos respec- tivos espectros simulados pelo Geant4. Foram simulados 106 histórias em ambos os sistemas, por este motivo não houve a necessidade de normalizar os histogramas. Os espectros avaliados mostram uma boa concordância para energias acima de 5 MeV. A diferença entre as energias dos picos foi menor que 1,7%, para energias acima de 5 MeV em objetos simuladores homo- gêneos. Para o osso compacto as diferenças entre os espectros frontais foram cerca de 5%, e para os laterais menor que 2% para energias acima de 5 MeV. Os tempos de simulação com o MRMC foram de até 15 vezes menores para objetos simuladores homogêneos e cerca de 5 vezes menores para objetos simuladores heterogêneos. / In radiotherapy the computer simulation elapsed time for treatment planning is still a prob- lem. Several techniques for electron transport variance reduction have been developed in order to speed up the calculations. Some of them are: Macro Monte Carlo (MMC), Response History Monte Carlo (RHMC) and Macro Response Monte Carlo (MRMC). All of them use a database where electrons histories were previously simulated. These algorithms have been evaluated only by absorbed dose. This work shows a comparison between electron spectra simulated by our implementation of MRMC. Such algorithm uses a database where electron histories were pre-simulated in small homogeneous spheres (called kugel) for several different initial ener- gies and some different radii. The MRMC transportation code uses the largest kugel size for electron transportation, since it does not cross any material boundary. In this implementation the electron transport through a boundary is done in a straight line and the energy correction is made by continuous slowing down approximation. The kugel database has been generated using Geant4 version 8.0 for water, soft tissue and compact bone, with energy range spanning from 31.63 MeV down to 178 keV and with radius range from 0.025 to 1.0 cm. The MRMC benchmarks consist of an electron pencil beam simulation in homogeneous and heterogeneous cylindrical phantoms. The forward and lateral electron output spectra are computed and com- pared against Geant4 simulations. We have simulated 106 histories in both systems, so the histograms are compared without any normalization factors. The agreement between spectra shapes have been evaluated and show to be good above 5 MeV. The results show an agreement better than 1.7% in the peak energy for energies above 5 MeV, for water and soft tissue homo- geneous phantoms. The agreement for compact bone homogeneous phantom between peaks of forward spectra were around 5% and for side spectra were better than 2% for energies above 5 MeV. The benchmarks have shown that our implementation of MRMC are up to 15 times faster than Geant4 for homogeneous phantoms and 5 times for heterogeneous ones.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-05-06T09:42:19Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5003683 bytes, checksum: cc5c4cd3562b6a93272625f64ae88764 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-06T09:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5003683 bytes, checksum: cc5c4cd3562b6a93272625f64ae88764 (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os rubrolídeos e os furanocembranolídeos são butenolídeos naturais que apresentam variadas atividades biológicas. Neste trabalho, foram sintetizados compostos análogos aos rubrolídeos, suas atividades de inibição do transporte de elétrons fotossintético foram avaliadas e seus mecanismos de inibição na cadeia transportadora de elétrons foram elucidados. Além disso, as melhores condições reacionais para obtenção de dois importantes intermediários sintéticos do furanocembranolídeo deoxipukalídeo foram avaliadas ((R,Z)-tert-butil(6-iodo-5-metilexa-1,5-dien-3- iloxi)dimetilsilano e (S)-2-(5-oxo-2-(prop-1-en-2-il)-6-(triisopropilsililoxi)hexil) furano-3-caboxilato de metila). Para a síntese dos compostos análogos aos rubrolídeos, o ácido mucobrômico foi utilizado como material de partida. A reação de redução do mesmo com NaBH4 e posterior acidificação gerou a lactona 3,4-dibromofuran-2(5H)-ona. Para obtenção dos compostos 3,4- dibromo-5-(arilideno)furan-2(5H)-ona, 3,4-dibromofuran-2(5H)-ona foi submetida a etapa de alquilidenação, utilizando DIPEA e TBDMSOTf para condensação aldólica e DBU, sob refluxo, para reação de eliminação. Para síntese dos compostos 3-bromo-4-aril-5-(arilideno)furan-2(5H)-ona, 3,4- dibromofuran-2(5H)-ona foi submetida primeiramente a reação de acoplamento cruzado de Suzuki-Miayura e posteriormente a reação de alquilidenação, sob as mesmas condições anteriores. Utilizando m- nitroaldeído na reação de alquilidenação, observou-se a formação de ciclopenteno-1,3-diona como produto majoritário. Os compostos hidroxilados foram obtidos após etapa de desproteção com BBr 3. De uma forma geral, os compostos que apresentaram as maiores atividades de inibição do transporte de elétrons fotossintético foram os que possuíam grupos retiradores de elétrons. Todos os compostos que inibiram a síntese de ATP xxx também inibiram o fluxo de elétrons sob as três condições avaliadas (basal, fosforilante e desacoplada) e foram considerados inibidores da reação de Hill. Os estudos de inibição do transporte de elétrons no FSI, FSII, reações parciais e estudos dos transientes de fluorescência da clorofila a revelaram que os compostos mais ativos agem em nível de Q B no FSII, de forma similar ao herbicida comercial DCMU. Para síntese do fragmento (R,Z)-tert- butil(6-iodo-5-metilexa-1,5-dien-3-iloxi)dimetilsilano, o álcool (S)-glicidol foi utilizado com material de partida. As etapas subsequentes foram reação de proteção com TBDMSCl, abertura do epóxido com o ânion trimetilsililetin-1- ido/desproteção, anti-carbometalação/iodação, sulfonilação regiosseletiva/formação do epóxido, formação do álcool alílico pela reação do epóxido com o ânion metilídeo de dimetilsufônio e proteção com TBDMSCl. Para síntese do fragmento (S)-2-(5-oxo-2-(prop-1-en-2-il)-6- (triisopropilsililoxi)hexil)furano-3-caboxilato de metila, o álcool (S)-perílico foi utilizado como material de partida. As etapas subsequentes foram reação de proteção com TIPSCl, vinilaluminação/adição ao reação aldeído, de ozonólise, transacetalização, reação de metátese de fechamento de anel e aromatização catalisada por ácido. Tanto a obtenção de (R,Z)-tert-butil(6-iodo-5-metilexa-1,5-dien-3-iloxi)dimetilsilano quanto de (S)-2-(5-oxo-2-(prop-1-en-2-il)-6-(triisopropilsililoxi)hexil)furano-3-caboxilato de metila só foram possíveis mediante modificações na metodologia proposta por Donohoe et al., 2008. Neste trabalho, também foram avaliadas rotas alternativas para síntese de ((R,Z)-tert-butil(6-iodo-5-metilexa-1,5-dien- 3-iloxi)dimetilsilano e (S)-2-(5-oxo-2-(prop-1-en-2-il)-6-(triisopropilsililoxi) hexil)furano-3-caboxilato de metila a partir dos mesmos precursores, entretanto apresentaram ineficiência logo na primeira etapa. / Rubrolides and furanocembranolides are natural butenolides that present various biological activities. In this study, analogues of rubrolídeos were synthesized, their inhibition activities of the photosynthetic electron transport were studied, and their mechanism of action in the electron transport chain were elucidated. Moreover, the best reaction conditions to obtain two important fragments of the furanocembranolide deoxypukalide were evaluated ((R,Z)-tert-butyl(6-iodo-5-methylhexa-1,5-dien-3-yloxy)dimethyl silane (S)-methyl and 2-(5-oxo-2-(prop-1-en-2-yl)-6-(triisopropylsilyloxy) hexyl)furan-3-carboxylate). Mucobromic acid was used as starting material for the synthesis of the analogues to rubrolides. After reduction with NaBH 4 and subsequent acidification, the compound 3,4-dibromofuran-2(5H)-one was obtained. The lactone 3,4-dibromofuran-2(5H)-one was subjected to alkylidenations steps using DIPEA, TBDMSOTf, and various aromatic aldehydes for aldol condensation, and DBU under reflux for elimination reaction, affording 3,4-dibromo-5-(arylidene)furan-2(5H)-one. For the synthesis of compounds 3-bromo-4-aryl-5-(arylidene)furan-2(5H)-one, 3,4- dibromofuran-2(5H)-one was first subjected to cross-coupling reaction of Suzuki-Miayura, followed by alkylidenations reactions under the same conditions described above. Interestingly cyclopentene-1,3-diones, instead of analogues of the rubrolides, were obtained as major products when m- nitroaldeído was used in the alkylidenations. The hydroxylated compounds were obtained after deprotection with BBr 3. In general, the compounds with the highest inhibitory activity of photosynthetic electron transport were those having electron withdrawing groups. All compounds that inhibited the synthesis of ATP also inhibited the electron flow measured under basal, phosphorylating and uncoupled conditions, thus being considered as Hill xxxii reaction inhibitors. The electron transport inhibition studies in PSI, PSII, partial reactions, and studies of fluorescence transient of the chlorophyll a, revealed that the most active compounds act at the QB level of PSII, similarly to the commercial herbicide DCMU. To the synthesis of (R,Z)-tert-butyl(6- iodo-5-methylhexa-1,5-dien-3-yloxy)dimethylsilane and (S)-methyl 2-(5-oxo- 2-(prop-1-en-2-yl)-6-(triisopropylsilyloxy)hexyl)furan-3-carboxylate), two fragments of the furanocembranolide deoxypukalide, the alcohols (S)-glycidol and (S)-perílico were used starting materials, respectively. (S)-glycidol were protected with TBDMSCl, followed by the opening of the epoxide ring with the anion trimethylsilyletin-1-ide/deprotection, anti-carbometalation/iodination, regioselective sulfonylation/formation of the epoxide, formation of the allyl alcohol by reaction with dimethylsulfonium methylide, and protection reaction with TBDMSCl. The alcohol (S)-perílico was was protected with TIPSCl, followed by ozonolysis, vinylalumination reaction/addition to the aldehyde, transacetalization, ring closing metathesis and aromatization catalysed by acid. The synthesis yloxy)dimethylsilane of and (R,Z)-tert-butyl(6-iodo-5-methylhexa-1,5-dien-3- (S)-methyl (triisopropylsilyloxy)hexyl)furan-3-carboxylate) 2-(5-oxo-2-(prop-1-en-2-yl)-6- were only possible with modifications in the methodology proposed by Donohoe et al. (2008). Also, alternative routes for the synthesis of (R,Z)-tert-butyl(6-iodo-5-methylhexa- 1,5-dien-3-yloxy)dimethylsilane and (S)-methyl 2-(5-oxo-2-(prop-1-en-2-yl)-6- (triisopropylsilyloxy)hexyl)furan-3-carboxylate) were investigated, but without success at the first synthetic step.

Made available in DSpace on 2015-11-18T13:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 rafael_piergiorge_ioc_mest_2013.pdf: 1065627 bytes, checksum: 76cbdb2a4d850d707ebf2b5a419be9ee (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015-04-14 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Xiphopenaeus kroyeri (Heller, 1862) é uma das espécies brasileiras mais importantes comercialmente, sendo explotada em toda a costa, principalmente nas regiões Sul e Sudeste. A partir da década de 60 sua explotação apresentou um grande crescimento, com oscilações até a década de 80. No entanto, após a década de 80 ocorreu um grande declínio na captura e, no período de 1990-1994, estão registrados os mais baixos valores das últimas décadas. Desde então o recurso encontra-se no limite de sustentabilidade. Em 2006, foram identificadas duas espécies crípticas em Xiphopenaeus no Atlântico. Entretanto, os órgãos responsáveis desconsideram essa informação, o que provavelmente acarretará consequências graves para uma ou ambas as espécies. O presente trabalho teve como objetivo: (1) ajustar as condições de amplificação de loci EPIC e caracterizar populações das duas espécies; (2) realizar análise populacional e demográfica histórica de Xiphopenaeus sp. I, em dez pontos ao longo da costa, através de polimorfismos do gene COI; e (3) ajustar as condições de amplificação de loci microssatélites e analisar quatro populações do Brasil. Apesar de resultarem em amplificações, os marcadores EPIC foram monofórmicos nas duas espécies. Em relação ao marcador COI, oito novos haplótipos foram observados para Xiphopenaeus sp. I e cinco para Xiphopenaeus sp. II, totalizando quinze e oito haplótipos descritos, respectivamente. Apesar da identificação de novos haplótipos, o sistema de identificação molecular descrito para a identificação das espécies, continua válido As análises de \0444 apontaram que a população de Caracas (Venezuela) é geneticamente diferenciada das localidades brasileiras, enquanto que, no Brasil, Poças é diferente de Ubatuba, Santos e Cananéia. Por meio de análises de variância, confirmou-se a existência de uma separação pela ressurgência próxima de Cabo Frio. Foi verificado também que Xiphopenaeus sp. I sofreu expansão há 99,57 mil anos, provavelmente na última glaciação. Com microssatélites, apenas as análises de variância resultaram em valores significativos. Ao fim do estudo, os dados obtidos foram agrupados com informações prévias e foi construída uma distribuição consensual para a espécie. Todos esses resultados trazem importantes contribuições para o manejo de Xiphopenaeus spp, pois, além da existência de duas espécies, Xiphopenaeus sp. I é constituída por pelo menos oito estoques geneticamente diferenciados. Este é o primeiro trabalho a realizar uma amostragem tão ampla em um estudo populacional da espécie. Além disso, os dados produzidos servirão como parâmetro de comparação para outros estudos de organismos marinhos da região / Xiphopenaeus kroyeri (Heller, 1862), is one of Brazil's most important c ommercial species being exploited across the coast mostly in the South and Southeast. From the 60's its exploitation showed large growth, with fluctuations up to the 80, but after the 80's there was a huge decline in the catch and in the period 1990-1994, are recorded the lowest values of decades. Since then t he resource is within the limits of sustainability. In 2006 were identified two cryptic species in Xiphopenaeus in the Atlantic. However, the agencies responsible disrega rd this information, which probably will result in consequences for one or bot h species. This study focus to: (1) optimize the amplification conditions of EPIC loci and characterize populations of the two species, (2) perform analysis of historical dem ographic and population Xiphopenaeus sp. I, in ten points along the coast, through COI gene polymorphisms, and (3) standardize the amplification conditions of microsatellite loci and analyze four populations of Brazil. Despite the amplifications, EPIC markers were monomorphic in both species. In COI marker, eight new haplotypes w ere observed for Xiphopenaeus sp. I and five Xiphopenaeus sp. II, totaling three eight haplotypes. Even with the identification of new haplotypes, the identificatio n system described for molecular identification of species remains valid. The Φ analysis showed that Venezuela is differentiated from Brazilian localities, while in Brazil Poças is different from Ubatuba, Santos and Cananéia. Through variance analysis was confirmed the existence of a separation next of the upwelling in Cabo Frio. We a lso noticed that Xiphopenaeus sp. I expanded on 99,570 years ago, probably in the las t glaciation. Using microsatellites markers, the variance analysis was the only with si gnificants values. At the end of this study, the data were clustered with previous i nformations and the consensus distribution was constructed for the species. All t hese results supply contributions to management of Xiphopenaeus spp., because beyond the existence of two species, Xiphopenaeus sp. I consists of at least eight genetically diffe rent stocks. This is the first work to perform as wide a sampling in a study population of the species. In addition, the data produced will serve as a point o f reference for other studies of marine organisms in the region.

O tempo de simulação computacional em planejamento de radioterapia ainda é muito alto. Diversas técnicas de redução de variância têm sido desenvolvidas para o transporte de elétrons a fim de reduzir o tempo de simulação. Destacamos algumas delas: Macro Monte Carlo (MMC), Response History Monte Carlo (RHMC) e Macro Response Monte Carlo (MRMC). Todas es- sas técnicas utilizam base de dados onde as histórias dos elétrons foram previamente simuladas. Tais algoritmos, até o presente momento, foram somente avaliados através da dose absorvida. Neste trabalho, fazemos uma comparação dos espectros dos elétrons utilizando uma implemen- tação própria do MRMC. A base de dados do MRMC consiste de histórias pré-simuladas de elétrons em pequenas esferas de material homogêneo (chamadas de kugel) para diferentes ti- pos de energias e tamanhos de raios. O MRMC usa o kugel de maior raio para transportar o elétron, desde que o mesmo não cruze nenhuma interface entre materiais. Nesta implementa- ção, o transporte do elétron através de uma interface é aproximado por uma linha reta e, ao final, corrige-se sua energia pela perda contínua de energia. A base de dados kugel foi gerada pelo Geant4 versão 8.0 para água, tecido mole e osso compacto, para a faixa de energia de 31,63 MeV até 178 keV, com raios de 0,025 cm a 1,0 cm. Os testes consistem na simulação de um feixe estreito de elétrons em objetos simuladores homogêneos e heterogêneos de forma cilíndrica. Foram obtidos os espectros frontais e laterais pelo MRMC e comparados aos respec- tivos espectros simulados pelo Geant4. Foram simulados 106 histórias em ambos os sistemas, por este motivo não houve a necessidade de normalizar os histogramas. Os espectros avaliados mostram uma boa concordância para energias acima de 5 MeV. A diferença entre as energias dos picos foi menor que 1,7%, para energias acima de 5 MeV em objetos simuladores homo- gêneos. Para o osso compacto as diferenças entre os espectros frontais foram cerca de 5%, e para os laterais menor que 2% para energias acima de 5 MeV. Os tempos de simulação com o MRMC foram de até 15 vezes menores para objetos simuladores homogêneos e cerca de 5 vezes menores para objetos simuladores heterogêneos. / In radiotherapy the computer simulation elapsed time for treatment planning is still a prob- lem. Several techniques for electron transport variance reduction have been developed in order to speed up the calculations. Some of them are: Macro Monte Carlo (MMC), Response History Monte Carlo (RHMC) and Macro Response Monte Carlo (MRMC). All of them use a database where electrons histories were previously simulated. These algorithms have been evaluated only by absorbed dose. This work shows a comparison between electron spectra simulated by our implementation of MRMC. Such algorithm uses a database where electron histories were pre-simulated in small homogeneous spheres (called kugel) for several different initial ener- gies and some different radii. The MRMC transportation code uses the largest kugel size for electron transportation, since it does not cross any material boundary. In this implementation the electron transport through a boundary is done in a straight line and the energy correction is made by continuous slowing down approximation. The kugel database has been generated using Geant4 version 8.0 for water, soft tissue and compact bone, with energy range spanning from 31.63 MeV down to 178 keV and with radius range from 0.025 to 1.0 cm. The MRMC benchmarks consist of an electron pencil beam simulation in homogeneous and heterogeneous cylindrical phantoms. The forward and lateral electron output spectra are computed and com- pared against Geant4 simulations. We have simulated 106 histories in both systems, so the histograms are compared without any normalization factors. The agreement between spectra shapes have been evaluated and show to be good above 5 MeV. The results show an agreement better than 1.7% in the peak energy for energies above 5 MeV, for water and soft tissue homo- geneous phantoms. The agreement for compact bone homogeneous phantom between peaks of forward spectra were around 5% and for side spectra were better than 2% for energies above 5 MeV. The benchmarks have shown that our implementation of MRMC are up to 15 times faster than Geant4 for homogeneous phantoms and 5 times for heterogeneous ones.

A falta de uma vacina eficaz e o problema da resistência aos fármacos têm dificultado o controle da malária. A busca de novos alvos biológicos para o desenvolvimento de antimaláricos eficazes tem se concentrado, em parte, na pesquisa e compreensão de vias metabólicas exclusivas do parasita. Nosso grupo vem investigando e caracterizando produtos da biossíntese de isoprenóides em P. falciparum. Resultados preliminares identificaram a biossíntese das duas formas da vitamina K: filoquinona (PhQ) e menaquinona (MQ), ambas provenientes das vias do chiquimato e da via 2-C-metil-D-eritritol-4-fosfato (MEP). Salienta-se, ainda, que as vias do chiquimato e MEP são exclusivas do parasita, portanto alvos interessantes para o estudo e desenvolvimento de drogas alternativas contra a malária. Ensaios enzimáticos demonstraram a participação da MQ-4 na cadeia respiratória como transportadora de elétrons. Resultados indicaram que o parasita controla a concentração de ubiquinona e menaquinona (UQ/MQ) de acordo com as condições de aeração a qual é submetido, assim como descrito em E. coli e Ascaris suum. A biossíntese de MQ em P. falciparum é bloqueada pelo composto Ro 48-8071, inibidor da enzima 1,4-dihidroxi-2-naftoato preniltransferase da via de biossíntese de MQ. Em relação a PhQ, dados preliminares mostram uma provável participação na proteção antioxidante no ciclo intraeritrocítico de P. falciparum. Finalmente, por meio de ensaios de Real Time-PCR, investigou-se o padrão de transcrição de prováveis genes que supostamente codificariam algumas enzimas da via de biossíntese de MQ, PhQ, e UQ (esse último previamente caracterizado). Os resultados demonstraram que não há alterações na transcrição desses genes prováveis nos parasitas mantidos em diferentes condições de pressão de O2. / The lack of an effective vaccine and the problem of drug resistance haves hampered the control of malaria. The search for new biological targets for the development of effective antimalarials in part has focused on research and understanding of metabolic pathways unique to the parasite. Our group has investigated and characterized the products of the isoprenoids biosynthesis in P. falciparum. Preliminary results have identified the biosynthesis of two forms of vitamin K: phylloquinone (PhQ) and menaquinone (MQ), both derived from the Shikimate pathway and 2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate pathway (MEP). The shikimate and MEP pathways are unique to the parasite therefore are interesting targets for study and development of alternative drugs against the malaria. The enzimatic assay showed the participation of MQ-4 in the respiratory chain as electron carrier. Results indicated that the parasite controls the concentration of ubiquinone and menaquinone (UQ / MQ) according to the aeration conditions which is submitted, as described in E. coli and Ascaris suum. The MQ biosynthesis in P. falciparum is blocked by the compound Ro 48-8071, an inhibitor of the enzyme 1,4-dihydroxy-2-naftoato prenyltransferase. Also was described in the parasite, the biosynthesis of another form of vitamin K (PhQ) , and preliminary results showed probably participation of PhQ in the antioxidant protection in the cycle of P. falciparum. Finally, by the Real Time-PCR, we investigated the pattern of transcription of putative genes some enzymes of MQ, PhQ and UQ biosynthesis (the last was previously characterized). The results showed no changes in the transcription profile in the parasites kept in different conditions of O2 pressure.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Fundo de Auxílio aos Docentes e Alunos (FADA) / Programa de Apoio a Núcleos de Excelência (PRONEX) / A mitocondria e importante no processo de manutencao da homeostase do calcio, na manutencao do potencial de membrana do neuronio, no processo de apoptose e na formacao de radicais livres (RL). Essas caracteristicas relacionam a mitocondria com a excitotoxicidade vista na epilepsia .Lesoes do DNA mitocondrial (DNAmt) via lesao oxidativa sao vistas em varias doencas sendo presumivel seu) aparecimento na epilepsia pela presenca de RL, ja largamente documentada nessa patologia. Nosso objetivo, no presente estudo, foi avaliar o possivel envolvimento da mitocondria no processo de epileptogenese, no modelo de epilepsia do lobo temporal induzido por pilocarpina. Para tanto, nos propusemos al avaliar o aparecimento de alteracoes do DNAmt, bem como o ocorrencia del disfuncoes de proteinas da cadeia respiratoria. Delecoes ou alteracoes da quantidade das moleculas de DNAmt e disfuncoes da citocromo c oxidade e na succinato desidrogenase foram estudadas em hipocampos de ratos submetidos ao modelo de epilepsia induzida por pilocarpina, com as tecnicas de Southern Blot ,I PCR, histoquimica, Western Blot e Imunohistoquimica. Foram utilizados animais) durante a fase cronica do modelo, quando inicia-se o aparecimento de crises) espontaneas e recorrentes. A analise do DNAmt nao mostrou deplecao ou um aumento de delecoes dos DNAmt nos animais experimentais. Esses dados sugerem que danos do DNAmt nao estejam envolvidos na patogenese da epilepsiaa(au) / Mitochondria have important fuctions in intracellular calcium homeostases, maintenance of neuronal membrane potential, apoptotic signalling and in free radicals production. These features may link mitochondria to a possible role on epilepsy excitotoxicity. Mitochondrial DNA (mtDNA) damage by oxidative lesions are observed in many diseases and it is supposed to occur in epilepsy due to the well stabilished presence of free radicals in this disease. Our aim in this study was to evaluate the possible role of mitochondria in epilepy. The study was performed in the pilocarpine model of temporal lobe epilepsy by studying mtDNA and respiratory chain proteins abnormalities. Deletions or quantitative alterations of mtDNA and dysfuntion of cytocrome c oxidase and succinate dehydrogenase were studied with Southern Blot, polymerase chain reaction (PCR), histochemistry, imunohistochemistry and Western Blot techniques. The animals were in chronic phase of the PILO model of epilepsy when spontaneous and recurrent seizures begin to occur. No mtDNA depletion was observed and increased frequency of mtDNA damage was not detected in epileptic animals. These data do not support the involvement of mtDNA damage in the pathogenesis epilepsy. The expression and distribution of the respiratory chain proteins (COX I, COX IV, SDH) enzymes studied were similar in both groups (control and epileptic animals) in the hippocampus. Furthermore, no difference in COX activity was observed by hystochemistry. The preservation of mtDNA and respiratory chain proteins show a relative maintenance of basal metabolism in epileptic hippocampus. Such data is reinforced by previous study that show no changes in glucose utilization in the chronic phase of this same model of epilepsy. It has been reported that NA+/K+ ATPase is upregulated in epilepsy, and this enzyme is crucial to the maintenance of membrane potential. In addition, this enzyme is highly dependent of mitochondrial ATP production. Considering that NA+/K+ ATPase is upregulated in epilepsy, we would expect a propotional increase in mitochondrial activity to mantain ATPase well function. However, our data do not demonstrate this increase in activity, which could indicate abnormalities in the link between energetic need and mitochondrial function. This hypothesis could be a possible target for future studies. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-15Bitstream added on 2014-06-13T18:29:08Z : No. of bitstreams: 1 garcia_af_me_araca.pdf: 1332928 bytes, checksum: d6b709a9f4bbd3e7b0f6b54781c3026a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Lantana camara (Verbenaceae) é uma importante planta daninha tropical que causa hepatotoxicidade tanto em ruminantes como em humanos. A maioria dos compostos isolados das folhas da lantana são triterpenóides pentacíclicos conhecidos como lantadenos, sendo o mais abundante o lantadeno A (LA). As mitocôndrias desempenham uma função crucial na manutenção dos processos celulares dependentes de ATP. Neste trabalho foi avaliada a ação do LA e do seu metabólito reduzido (RLA) na bioenergética estudando os seus efeitos na respiração, potencial de membrana e níveis de ATP em mitocôndrias isoladas de fígado de rato energizadas com succinato. Na faixa de concentração testada (5–25 µM), RLA estimulou a respiração de estado 4 e inibiu a de estado 3, estimulou a respiração de estado 3 inibida pela oligomicina, dissipou o potencial de membrana e diminuiu os níveis de ATP de uma forma dose-dependente. Entretanto, LA não estimulou a respiração de estado 4, nem afetou os outros parâmetros mitocondriais na mesma extensão que o RLA. Os lantadenos não inibiram a respiração desacoplada por CCCP, mas estimularam a atividade da ATPase em mitocôndrias intactas acopladas. A atividade da ATPase em mitocôndrias intactas desacopladas ou rompidas não foi afetada pelos compostos. Portanto, RLA age como um desacoplador da fosforilação oxidativa e o LA age em outros componentes da membrana mitocondrial que não a ATP sintase afetando a bioenergética mitocondrial. Esses efeitos podem contribuir para a hepatotoxicidade da lantana. / Lantana camara (Verbenaceae) is an important tropical weed that causes hepatotoxicity even in ruminant or in human. The principal isolated compounds of lantana are the pentacyclic triterpenoids known as lantadenes, being the lantadene A (LA) the most abundant. Mitochondria are key to the maintenance of many cellular functions dependent of ATP. This work addressed the action of LA and its reduced derivative (RLA) on mitochondrial bioenergetics by assessing their effects on respiration, membrane potential and ATP levels in succinate-energized isolated rat liver mitochondria. At the concentration range tested (5–25 µM), RLA stimulated state-4 respiration, inhibited state-3 respiration, circumvented oligomycin-inhibited state-3 respiration, dissipated membrane potential and depleted ATP in a dose-dependent manner. However, LA did not stimulate state-4 respiration, nor did it affect the other mitochondrial parameters to the extent of its reduced derivative. The lantadenes didn’t inhibit the CCCP-uncoupled respiration but increased the ATPase activity of intact coupled mitochondria. The ATPase activity of intact uncoupled or disrupted mitochondria was not affected by the compounds. Therefore, RLA acts as a mitochondrial uncoupler of oxidative phosphorylation and LA acts in other mitochondrial membrane components rather than the ATP synthase affecting the mitochondrial bioenergetics. Such effects may account for the hepatoxicity of lantana.