abstract: Sb-based type-II superlattices (T2SLs) are potential alternative to HgCdTe for infrared detection due to their low manufacturing cost, good uniformity, high structural stability, and suppressed Auger recombination. The emerging InAs/InAsSb T2SLs have minority carrier lifetimes 1-2 orders of magnitude longer than those of the well-studied InAs/InGaSb T2SLs, and therefore have the potential to achieve photodetectors with higher performance. This work develops a novel method to measure the minority carrier lifetimes in infrared materials, and reports a comprehensive characterization of minority carrier lifetime and transport in InAs/InAsSb T2SLs at temperatures below 77 K. A real-time baseline correction (RBC) method for minority carrier lifetime measurement is developed by upgrading a conventional boxcar-based time-resolved photoluminescence (TRPL) experimental system that suffers from low signal-to-noise ratio due to strong low frequency noise. The key is to modify the impulse response of the conventional TRPL system, and therefore the system becomes less sensitive to the dominant noise. Using this RBC method, the signal-to-noise ratio is improved by 2 orders of magnitude. A record long minority carrier lifetime of 12.8 μs is observed in a high-quality mid-wavelength infrared InAs/InAsSb T2SLs at 15 K. It is further discovered that this long lifetime is partially due to strong carrier localization, which is revealed by temperature-dependent photoluminescence (PL) and TRPL measurements for InAs/InAsSb T2SLs with different period thicknesses. Moreover, the PL and TRPL results suggest that the atomic layer thickness variation is the main origin of carrier localization, which is further confirmed by a calculation using transfer matrix method. To study the impact of the carrier localization on the device performance of InAs/InAsSb photodetectors, minority hole diffusion lengths are determined by the simulation of external quantum efficiency (EQE). A comparative study shows that carrier localization has negligible effect on the minority hole diffusion length in InAs/InAsSb T2SLs, and the long minority carrier lifetimes enhanced by carrier localization is not beneficial for photodetector operation. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2016

Base teórica: A Mucopolissacaridose II (MPS II) é uma doença genética recessiva ligada ao X causada por mutações no gene IDS. Como consequência, há acúmulo dos glicosaminoglicanos (GAGs) no lisossomo, fato que é responsável pelo fenótipo de MPS II. Anormalidades articulares e ósseas são conhecidas nos pacientes com MPS II e os tratamentos existentes não são eficientes para sanar tais anormalidades, portanto, realizamos este estudo de caracterização da doença articular e óssea, buscando evidenciar possíveis mecanismos responsáveis pela progressão da doença. Objetivo: Avaliar a progressão das alterações osteoarticulares em animais com MPS II dos dois aos oito meses de idade. Métodos: Foram utilizados camundongos nocaute B6N.Cg-Idstm1Muen/J, adquiridos do Jackson’s Lab. Os machos foram genotipados para compor o grupo controle (normal) ou o grupo de animais com MPS II. Ambos foram avaliados aos 2, 4, 6 e 8 meses de idade. Foi realizada análise histológica da articulação tíbio-femural, avaliando presença de infiltrado inflamatório, reabsorção óssea, reabsorção cartilaginosa e proliferação fibrocartilaginosa. Também foi realizada a mensuração do tamanho total da placa de crescimento e suas zonas e avaliação de anormalidades ósseas mediante exame de imagem por Raio-X dos ossos fêmur e zigomático. Resultados: Nos animais MPS II foi observado que o focinho era menos afilado (mais arredondado) e, em comparação com os animais controle, os animais MPS II apresentaram peso significativamente maior a partir dos 4 meses de idade. O escore histológico teve como principal característica a presença de reabsorção cartilaginosa, presente em 80% (4/5 animais) dos animais aos 8 meses, outras anormalidades encontradas neste tempo foram presença de infiltrado inflamatório (2/5 animais aos 8 meses) e proliferação fibrocartilaginosa (1/5 animais) Não houve diferença significativa entre animais normais e MPS II no tamanho das zonas de cartilagem da placa de crescimento ósseo. As medidas em diâmetro do osso zigomático apresentaram-se significativamente superiores nos animais MPS II aos 4, 6 e 8 meses. Quanto ao comprimento do fêmur não houve diferença significativa entre os grupos. Já, na medida da espessura do fêmur, os animais MPS II do grupo de 6 meses de idade mostraram diferença significativa. Conclusões: Anormalidades na articulação tíbio-femural foram detectadas nos animais aos 8 meses de idade. Não foram encontradas anormalidades óbvias na estrutura da placa de crescimento. Foi observado aumento na espessura do fêmur e do zigomático nos animais MPS II, sem alterações do tamanho do fêmur. / Background: Mucopolysaccharidosis II (MPS II) is a recessive X-linked genetic disease caused by mutations in the IDS gene. Consequently, there is an accumulation of glycosaminoglycans (GAGs) in the lysosome, fact that is responsible by the MPS II phenotype. Joints and bone abnormalities are known in MPS II patients and existing treatments are not efficient in correcting these abnormalities. Therefore, this study was performed to evidence bone and joint disease description in the animal model, searching for mechanisms responsible for disease progression. Objective: To evaluate the progression of osteoarticular changes in animals with MPS II from two to eight months of age. Methods: Male animals from the MPS II colony (B6N.Cg-Idstm1Muen/J) were genotyped to form the control (normal) group or MPS II group. Both groups were evaluated at the 2, 4, 6 or 8 months. Histological analysis of knee joint (presence of inflammatory infiltrate, bone resorption, cartilaginous reabsorption and fibrocartilaginous proliferation), measurement of total growth plate size and its zones, and evaluation of bone abnormalities by X-ray imaging of the femur and zygomatic bones were performed. Results: MPS II mice presented progressive abnormal features, such as a more rounded snout and a significative increased weight from 4 months of age. The main histological alteration was the presence of cartilage reabsorption, present in 80% (4/5 animals) of the eighth-month old animals. Other abnormalities found at this period were the presence of inflammatory infiltrate (2/5 animals at the eighth months old) and fibrocartilaginous proliferation (1/5 animals). There was no significant difference in the growth plate between normal and MPS II animals. The zygomatic bone diameter was increased in MPS II at fourth, sixth and eighth months There were no significant differences in femur length between groups. Thickness of the femur was increased in MPS II at six months. Conclusions: Abnormalities in the joint were detected in the animals at 8 months of age. No obvious abnormalities were found in the growth plate structure. An increase in femur and zygomatic thickness was observed in MPS II animals, with no changes in femur size.

Ensaio clinico randomizado, constituído por 82 adultos com Diabetes Mellitus tipo 2, desenvolvido em Pachuca, Hidalgo no México, cujo objetivo foi avaliar os efeitos da utilização do protocolo Staged Diabetes Management no controle metabólico (pressão arterial sistólica e diastólica, índice de massa corporal, glicemia de jejum e capilar, hemoglobina glicada, colesterol total, HDL, LDL, triglicérides), conhecimento da doença e cuidados. A população constituiu-se pelas pessoas atendidas no período de junho a dezembro de 2007. Formaram-se dois grupos, aleatoriamente, um intervenção e outro controle. O grupo intervençao recebeu atenção de uma equipe multiprofissional, de acordo com as diretrizes do protocolo MDE e intervenções educativas grupais durante oito semanas, com carga horária de 16 horas e dois seguimentos trimestrais. O grupo controle manteve-se conforme rotina do serviço. As avaliações foram realizadas no início do estudo e nos terceiro e sexto meses seguintes. Para o processamento dos dados, utilizou-se o programa estatístico SPSS-15 e para as análises estatísticas, o teste t Student para as variáveis contínuas, qui-quadrado para as variáveis categóricas e o teste Wilks\' lambada para análise de associações inter grupos. A população do estudo ficou constituída por 41 pessoas adultas com DM2, respectivamente nos grupos intervenção e controle. No grupo intervenção houve predominância do sexo feminino (70,7%) enquanto que, no controle, do sexo masculino (51,2%). Em ambos, a faixa etária predominante foi de 50 |- 60 anos; as maiores freqüências foram para escolaridade \"primária\", ocupação \"empregado\" e estado civil \"casado\". Entre os parâmetros do controle metabólico alterados, destacam-se para os grupos, a pressão arterial sistólica perfil glicêmico, colesterol e triglicérides. Antes das intervenções os grupos apresentavam-se semelhanças, exceto para o sexo. Na análise de associações intra grupos, observaram-se mudanças significantes (p<0,005), na seguintes variáveis: entre a primeira e segunda medidas, houve diferenças nos valores da pressão arterial sistólica (t=2, 31, p=0,026); índice de massa corporal (t=5, 21, p=0,001); glicemia capilar (t=7, 06, p=0,001; glicemia plasmática (t=2, 09, p=0,043); hemoglobina glicada (t=4, 26, p=0,001); colesterol (t=3, 78, p=0,001); triglicérides (p=3, 38, p=0,002). Na terceira medida observaram-se diferenças significantes para as variáveis da pressão arterial sistólica (t=3, 61, p=.0001); pressão arterial diastólica (t=2, 42, p=0,002); Índice de Massa Corporal (t=4, 56, p=0,001); glicemia capilar (t=7, 98, p=0,001; glicemia plasmática (t=2, 89, p=0,006); hemoglobina glicada (t=9, 53, p=0,001); colesterol (t=6, 18, p=0,001); triglicérides (t=5, 52, p=0,001). O grupo controle mostrou diferenças significativas após a intervenção, na glicemia capilar e plasmática, porém, as médias são superiores às do grupo intervenção e fora dos parâmetros normais. Observaram-se diferenças significantes nos índices de conhecimentos (t=11.42, p<. 001), destacando-se que, aos três meses, no grupo intervenção houve aumento destes índices. Na análise de associação entre os grupos, observou-se que a variável pressão arterial sistólica, índice de massa corporal, glicemia capilar, hemoglobina glicada, colesterol, LDL e triglicérides, dos grupos intervenção e controle, entre as três medidas estão interagindo, indicando que o comportamento dos grupos não são os mesmos através das medidas. Os resultados do estudo apontaram para efeitos positivos das intervenções propostas no controle metabólico, no entanto, sugerem-se estudos para investigar a relação custo e benefício quando comparados a outros estudos de intervenções junto às pessoas com diabetes mellitus. / This randomized clinical essay was performed with 82 adults with Type II Diabetes Mellitus, in Pachuca, Hidalgo, Mexico. The purpose was to assess the effects that using the Staged Diabetes Management protocol had over metabolic control (systolic and diastolic blood pressure, body mass index, fasting and capillary glucose, glycosylated hemoglobin, total cholesterol, HDL, LDL, triglycerides), knowledge about the disease, and care. The population consisted of people seen from June to December 2007. Two groups, intervention and control, were composed at random. The intervention group was seen by a multiprofessional team, as recommended in the Staged Diabetes Management protocol, and received a total of 16 hours of group interventions during eight weeks, with two quarterly follow-up appointments. The control group was provided with the regular service. Assessments were performed at the beginning of the study and in the third and sixth following months. Data processing was done using the SPSS-15 statistical software, Student t test for statistical analyses, for continuous variable, chi-square, for categorical variables, and the Wilks\' lambada test to analyze intergroup association. Each group was composed of 41 adults with Type 2 Diabetes Mellitus. In the intervention group, most participants were women (70.7%) whereas in the control group, men prevailed (51.2%). In both, the predominant age group was 50 |- 60 years; the highest frequencies were in \"primary education\", \"employed\", and \"married\". Among the parameters for altered metabolic control, special emphasis is given to systolic blood pressure, glucose profile, cholesterol and triglycerides. Prior to the interventions, the groups were similar except in terms of gender. The intragroup association analysis showed there were significant changes (p<0.005) in the following variables, between the firts and second measurements: systolic blood pressure (t=2.31, p=0.026); body mass index (t=5.21, p=0.001); capillary glucose (t=7.06, p=0.001; plasma glucose (t=2.09, p=0.043); glycosylated hemoglobin (t=4.26, p=0.001); cholesterol (t=3.78, p=0.001); triglycerides (p=3.38, p=0.002). In the third measurement it was observed there were significant changes for the variables regarding systolic blood pressure (t=3.61, p=0. 0001); diastolic blood pressure (t=2.42, p=0.002); Body Mass Index (t=4.56, p=0.001); capillary glucose (t=7.98, p=0.001; plasma glucose (t=2.89, p=0.006); glycosylated hemoglobin (t=9.53, p=0.001); cholesterol (t=6.18, p=0.001); triglycerides (t=5.52, p=0.001). The control group showed significant differences after intervention on capillary and plasma glucose; however, the means are above those of the intervention group and not within the normal standards. Significant differences were observed in the knowledge rates (t=11.42, p<<. 001), and it is worth emphasizing that, at three months, in the intervention group, those rates increased. The analysis of the association between the groups showed that there is an interaction among the variables systolic blood pressure, body mass index, capillary glucose, glycosylated hemoglobin, cholesterol, LDL and triglycerides in the intervention. This shows that the groups\' behaviors are not the same. The results revealed that the proposed interventions have positive effects over the metabolic control, however, further studies are needed in order to analyze cost effectiveness in comparison with other studies of intervention among people with diabetes mellitus.

Esse estudo tem como objetivo caracterizar a presença de células globosas alveolares ou pneumócitos tipo II e o início da produção de lipoproteína surfactante, em bovinos, correlacionado com a idade gestacional. Para tanto, foram utilizados 28 fetos em idades gestacionais compreendidas entre quatro e oito meses de gestação e dois animais recém - nascido. Após a coleta os fetos foram dissecados, pesados e medidos, utilizando-se o método de Crow - Rump (CR). Para a descrição morfológica, foram coletados fragmentos pulmonares com cerca de 2 cm² cada e, em seguida, foram fixados em Liquido de Bouin e formalina a 10% para microscopia de luz e em glutaraldeído 2,5% para microscopia eletrônica de transmissão. Para o estudo bioquímico, foram feitas incisões na região da traquéia e introdução de cateter e, através deste, solução fisiológica 0,9% e assim obter o lavado pulmonar. O pulmão de fetos com idade gestacional de 4 meses encontravam-se em fase canalicular do desenvolvimento, sem presença de células globosas e nem aparecimento de bandas eletroforéticas compatíveis com presença de proteínas surfactantes. Nos fetos com 5 meses de idade gestacional, foi observado que o pulmão encontra-se em fase de saco terminal, com aparecimento de alvéolo primitivo formado por epitélio cúbico, com áreas formada por células pavimentosas e células globosas . Nas análises de eletroforese não foram identificadas proteínas surfactantes. No pulmão de fetos com 6 meses de idade gestacional, foram observados desenvolvimento na fase de saco terminal com a presença de pneumócitos tipo I e pneumócito tipo II, nesta fase foi possível observar, na análise eletroforética, o aparecimento de bandas em torno de 28 kDa, demonstrando a presença de SP - A, que é a proteína surfactante encontrada em maior quantidade. A partir dos 7 meses de idade gestacional a fase de saco terminal desenvolve-se ainda mais no pulmão fetal com o surgimento de uma vascularização mais intensa, os pneumócitos tipo I estão com aspecto mais pavimentoso e os pneumócitos tipo II, mais globosos. Na análise eletroforética do lavado brônquio - alveolar foram observadas bandas de proteínas surfactantes, com perfil eletroforético semelhante ao animal recém - nascido. No recém - nascido observou-se o pulmão na fase alveolar, com os pneumócitos tipo I e tipo II bem definidos. O perfil eletroforético do lavado brônquio - alveolar desse animal foi igual ao perfil do lavado de um animal adulto, apresentando as mesmas bandas no triplet. / The objective of this study is to characterize the presence of alveolar type II and the beginning of the surfactant lipoprotein production, in bovines, correlated with the gestacional age. For that to happen, 28 embryos in gestacional age, between four and eight months, and two newborn animals had been used. After the collection, the embryos were dismembered, weighed and measured, using the method of Crow - Rump (CR). For the morphologic description, pulmonary fragments of about 2cm2 each were collected. After that, they had been set in Bouin Liquid for light microscopy and in glutaraldeyde 2.5% for electronic microscopy transmission. For the biochemist study , incisions and the introduction of catheter were made in trachea area and, through this, physiological solution 0.9% were introduced, in order to obtain a pulmonary wash. The lung of embryos with gestacional age of 4 months, were found in the canalicular development phase, without presence of globule cells, nor appearance of compatible eletroforetic bands compatible with the presence of surfactant protein. In the 5 months gestacional age embryos, were observed that the lung was in theterminal sac fase, with the presence of primitive alveolus formed by cubical epithelium, with areas formed by pavimented cells and globule cells. In the analyses of eletroforese surfactants, proteins had not been identified. In the lung of embryos at 6 months of gestacional age, was observed development in the phase of terminal sac, with the presence of type I and alveolar type II. In this phase, was possible to observe, in the SDS -PAGE analysis, the appearance of bands around 28 kDa, demonstrating the SP-A presence -, which is the surfactant protein found in greater amount. From 7 months of gestacional age and up, the phase of terminal sac developed even more in the fetal lung, with the sprouting of a more intense vascularization. The alveolar type I had a more pavimented aspect and the alveolar type II, were globules. In the SDS-PAGE analysis of the bronchial - alveolar wash, surfactant protein bands had been observed, with similar profile from the newborn.In the newborn animal, lung in the alveolar phase was observed, with the alveolar type I and II well defined.The profile of the bronchial-alveolar wash of this animal was the same as the profile of the washed one of an adult animal, presenting the same bands in the triplet.

A eletromiografia de superfície (EMGs) é atualmente muito utilizada para diversos fins, em especial por ser um método não invasivo, com o objetivo de verificar a atividade elétrica neuromuscular em diversas doenças e/ou lesões que venham afetar esse sistema. E também as modificações, os efeitos e a especificidade do exercício e/ou treinamento físico na função neuromuscular. Em relação às diversas doenças potencialmente capazes de causar alterações nas propriedades teciduais e fisiológicas do sistema neuromuscular, destaca-se o Diabetes Mellitus Tipo II (DM tipo II). O principal objetivo do presente estudo foi estudar a resposta do sinal eletromiográfico frente ao exercício resistido agudo do tipo Leg Press 45° dos músculos reto femoral (RF), vasto medial (VM), vasto lateral (VL) e bíceps femoral (BF), em indivíduos portadores de DM tipo II. Participaram deste estudo 10 indivíduos portadores de DM tipo II (GD) e 10 indivíduos saudáveis (GC), na faixa etária de 50 a 60 anos. Não foram observadas diferenças significativas (p \'< OU =\' 0,05) para idade (55,3±6,1 vs 55,5±5,7) e estatura (1,7±0,1 vs 1,7±0,1) entre o GD e GC. Entretanto houve diferenças estatística significativas entre GD e GC para os valores de massa corporal (92,9±7,6 vs 84,2±13,8) e Índice de Massa Corpórea (IMC) (32,07±1,7 vs 27,8±2,5). Em relação à análise do sinal eletromiográfico foram observadas diferenças em relação ao recrutamento muscular ao longo do movimento de \"Leg Press\" destacando-se que para o GD o músculo mais ativo foi o RF seguido do VL, já para o GC foi o VL seguido do VM, e quanto aos valores de slope do RMS não houve diferença quanto ao músculo BF para ambos os grupos demonstrando valores positivos, porém para os músculos RF, VM e VL houve diferença entre os GC e GD. Resultados estes que podem estar associados a alterações do sistema neuromuscular, desencadeadas pela resistência insulínica ao tecido muscular e modificações metabólicas causadas pelo DM tipo II. / Surface electromyography (sEMG) is currently widely used for various purposes, especially for being a noninvasive method, in order to check the electrical activity in various neuromuscular diseases and / or injuries that may affect this system. And also changes the effects and specificity of exercise and / or exercise training on neuromuscular function. Regarding the various diseases that can potentially cause changes in tissue properties and physiological neuromuscular system, there is the Type II Diabetes Mellitus (DM type II). The main objective of this study was to study the response of the electromyographic signal against acute resistance exercise like \"Leg Press\" 45 ° of the rectus femoris (RF), vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL) and biceps femoris (BF), in individuals with type II DM. The study included 10 individuals with type II DM (GD) and 10 healthy individuals (CG), aged 50-60 years. There were no significant differences (p \'< OU =\' 0.05) for age (55.5±5.7 vs 55.3±6.1) and height (1.7±0.1 vs 1.7±0.1) between the GC and GD. However there were statistically significant differences between GC and GD values for body mass (84.2±13.8 vs 92.9±7.6) and body mass index (BMI) (27.8±2.5 vs 32,0±1.7). Regarding the analysis of the electromyographic signal differences were observed in relation to muscle recruitment during the movement \"Leg Press\" highlighting that for GD muscle was the most active followed by VL RF, since the CG was followed VL VM, and the values of the RMS slope there was no difference in BF for both groups demonstrating positive values, but to the muscles RF, VM and VL was no difference between the GC and GD. These results that may be associated with changes in the neuromuscular system, triggered by insulin resistance to muscle tissue and metabolic changes caused by diabetes mellitus type II.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-06-29T19:10:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Thaís Lima Corrêa.pdf: 1826347 bytes, checksum: 3e2a4eaa7d0d1c4c2e98d8d8e9bec071 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-29T19:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Thaís Lima Corrêa.pdf: 1826347 bytes, checksum: 3e2a4eaa7d0d1c4c2e98d8d8e9bec071 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / CAPES / Generalized Renewal Process (GRP) is a probabilistic model for repairable systems that can represent any of the five possible post-repair states of an equipment: as new condition, as old condition, as an intermediate state between new and old conditions, a better condition and a worse condition. GRP is often coupled with the Weibull distribution to model the equipment failure process and the Weibull-based GRP is able to accommodate three types of hazard rate functions: monotonically increasing, monotonically decreasing and constant. This work proposes a novel approach of GRP based on the q-Weibull distribution, which has the Weibull model as a particular case. The q-Weibull distribution has the capability of modeling two additional hazard rate behaviors, namely bathtub-shaped and unimodal curves. Such flexibility is related to a pair of parameters that govern the shape of the distribution, instead of a single parameter as in the Weibull model. In this way, the developed q-Weibull-based GRP is a more general framework that can model a variety of practical situations in the context of reliability and maintenance. The maximum likelihood problems associated with the qWeibull-based GRP using Kijima’s virtual age type I and II for the failure and time terminated cases are developed. The probabilistic and derivative-free heuristic Particle Swarm Optimization (PSO) is used to obtain the q-Weibull-based GRP paramaters’ estimates. The proposed methodology is applied to examples involving equipment failure data from literature and the obtained results indicate that the q-Weibull-based GRP may be a promising tool to model repairable systems. / O Processo de Renovação Generalizado (PRG) pode ser definido como um modelo probabilístico de sistemas reparáveis capaz de representar os cinco possíveis estados do sistema após o reparo: condição de um equipamento novo, condição de um equipamento antigo, um estado intermediário entre novo e antigo, melhor do que novo e pior do que antigo. O PRG costuma ser comumente empregado junto com a distribuição Weibull para a modelagem do processo de falhas dos equipamentos, no entanto, o modelo de GRP baseado na distribuição Weibull é capaz de considerar três comportamentos de taxa de falha: monotonicamente crescente, monotonicamente decrescente e constante. Este trabalho propõe uma nova abordagem para o PRG baseado na distribuição q-Weibull, que apresenta como um de seus casos particulares a distribuição Weibull. A distribuição q-Weibull apresenta a capacidade de modelar dois comportamentos de falha adicionais, denominadas curva da banheira e curva unimodal. Esta flexibilidade está relacionada a dois parâmetros que definem o formato da distribuição, ao invés de um único parâmetro como no caso da Weibull. Dessa forma, o modelo de PRG baseado na q-Weibull pode ser considerado uma estrutura mais geral de modelagem de uma variedade de situações práticas no contexto da confiabilidade e manutenção. São desenvolvidos estimadores de máxima verossimilhança para os casos de PRG baseada na distribuição q-Weibull sendo utilizadas as idades virtuais Kijima tipo I e II para os casos de dados censurados e não censurados. A heurística probabilística e livre de derivadas denominada Otimização via Nuvem de Partículas (Particle Swarm Optimization - PSO) é utilizada para obter os estimadores de máxima verossimilhança do modelo. O modelo proposto é aplicado a exemplos envolvendo falhas de equipamentos retirados da literatura e os resultados obtidos indicam que o PRG baseado na q-Weibull é uma ferramenta promissora na modelagem de sistemas reparáveis.

Orientadores: Stephen Hyslop, Carla Beatriz Collares-Buzato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:21:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_JulianaMinardi_D.pdf: 8097756 bytes, checksum: 5350a8b542e9015bd5486f4418b36285 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As peçonhas de serpentes Bothrops são responsáveis por diversos danos locais (na região da mordida) e sistêmicos durante o envenenamento. Dentre as manifestações sistêmicas, a insuficiência renal aguda e um dos mais importantes efeitos tóxicos causados por acidentes botropicos. Esta tese teve como objetivos: 1) investigar a ação da peçonha bruta de B. alternatus em células epiteliais renais MDCK; 2) proceder a purificação e caracterização de uma DNase acida presente nesta peçonha; e 3) determinar a possível ação apoptotica desta DNase sobre células MDCK em cultura. Com relação as ações in vitro do peçonha bruta de B. alternatus, observamos modificações no citoesqueleto, nas junções intercelulares e sobre a morte celular das células MDCK tratadas com 10 ou 100 µg/mL de peçonha bruta. Dentre as modificações observadas, houve uma diminuição da resistência transpitelial, uma redistribuição de algumas proteínas associadas as junções intercelulares acompanhada por um desarranjo do citoesqueleto envolvendo as fibras de estresse na superfície basal e adesão focal associada a F-actina na região de contato celula-matriz. A analise morfometrica mostrou uma diminuição do numero de células entrando em mitose e um aumento do numero de células com núcleos picnoticos ou morfologicamente alterados apos tratamento com o peçonha. Microscopia eletrônica de varredura revelou uma densidade de microvilosidades diminuída, assim como a alteração da morfologia celular normal, de poliédrico para um formato fusiforme, nas células tratadas. O tipo principal de morte celular induzido pelo tratamento com o peçonha bruta foi a necrose, com uma freqüência pequena de indução de apoptose. O pré-tratamento das células MDCK com catalase, superoxido dismutase e L-NAME inibiu os efeitos sobre morte celular causados pelo peçonha bruta, indicando o envolvimento de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio nos danos causados pelo envenenamento pela peçonha de B. alternatus. As peçonhas ofídicas possuem uma grande variedade de enzimas que degradam ácidos nucléicos e seus constituintes. As desoxirribonucleases (DNases) são endonucleases presentes em peçonhas de serpentes que hidrolisam acido desoxirribonucleico (DNA). Sua ação no envenenamento ocorre em conjunto com outras enzimas que quebram ligações fosfato (ATPases, 5¿-nucleotidases, fosfodiesterases, ribonucleases). Vários estudos sobre endonucleases em mamiferos sugerem que a DNase II (DNase acida) seria responsável pela fragmentacao do DNA durante a apoptose. E também conhecido que peçonhas são capazes de induzir apoptose em células. Através de uma combinação de cromatografias de troca iônica, gel filtração, afinidade e HPLC, foi purificada uma DNase da peçonha de B. alternatus, com atividade especifica de 3.489 unidades/mg (atividade especifica da peçonha: 65 unidades/mg) e fator de purificação de ~54 vezes. As características bioquímicas desta enzima são: uma massa molecular de ~31 kDa, ausência de subunidades, pI de 4,4-5,2, pH otimo de atividade de 4,7, termo estabilidade ate 40oC. O Km e Vmax são 10.1 µg/mL e 352.5 U/mg, respectivamente. A enzima degrada preferencialmente DNA de dupla fita, com atividade menor sobre DNA desnaturado; também degrada DNA circular (dos plasmideos pGEM e pBR322) mas não degrada RNA ou poly A. E inibida por altas concentrações (100 mM) de cations (Ca2+, Mg2+ e Zn2+), e também por N-etilmaleimida, iodoacetamida, acido aurintricarboxilico e DTT, mas não por EDTA. A enzima e reconhecida por IgG antibotropica em Western blot e no ELISA e por anti-DNase II humana no Western blot. Em celulas MDCK, a DNase produz alterações morfologicas como vacuolacão do citoplasma, retração e destacamento das celulas em monocamada, presença de núcleos condensados e/ou fragmentados. Através de ensaios de viabilidade e citotoxicidade, verificamos que a DNase e citotoxica as células MDCK em doses a partir de 400 U/mL (~20 µg/mL). Alem disso, causa fragmentação de DNA e um aumento no numero de células apoptoticas, em menor proporção, de células em necrose. A via de apoptose estimulada pela enzima envolve a ativação das caspases 3, 8 e 9, e uma diminuição na expressão da proteína anti-apoptotica Bcl-2. Estes resultados mostram que a peçonha de B. alternatus e citotoxica as células MDCK, com parte desta toxicidade mediada pela DNase II. Esta enzima induz apoptose que poderia contribuir para a toxicidade geral da peçonha / Abstract: Bothrops snake venoms are cytotoxic to a variety of cells (endothelial, smooth muscle, renal and inflammatory cells), and may cause cell death by apoptosis. The venom components implicated in apoptosis include metalloproteinases and L-amino acid oxidase. In contrast, although acidic deoxyribonucleases (DNase II) have been implicated in DNA fragmentation during apoptosis in mammals, nothing is known of the involvement of venom deoxyribonucleases in this phenomenon. In this thesis, we 1) investigated the cytotoxicity of Bothrops alternatus venom in Madin-Darby canine kidney (MDCK) epithelial cells, 2) purified and characterized an acidic DNase from this venom, and 3) assessed the apoptotic activity of this DNase in MDCK cells. Treatment with B. alternatus venom (10 and 100 µg/mL) markedly decreased the transepithelial electrical resistance of cultured cells, and caused redistribution of some junctional proteins followed by cytoskeletal rearrangement involving stress fibers at the basal cell surface and focal adhesion-associated F-actin in the cell-matrix contact region. There was a decrease in the number of mitotic cells and an increase in the number of cells with pycnotic or morphologically altered nuclei. Scanning electron microscopy revealed a decrease in microvillar density and alteration in the normal cell morphology from polyhedric to fusiform. Staining with annexin V-FITC and electrophorese of cellular DNA suggested that cell death was predominantly by necrosis. Pretreating the cells with catalase, superoxide dismutase or L-NAME significantly attenuated the venom-induced cell death, indicating the possible involvement of reactive oxygen and nitrogen species in this phenomenon. DNase II was purified from B. alternatus venom by a combination of ion exchange and gel filtration chromatographies (specific activity = 1.9x103 units/mg vs. 36.1 units/mg for venom, purification factor = 51.2, with a protein yield of 1.75%). The molecular mass of 26.4 kDa (SDS-PAGE) was unaffected by dithiothreitol or i-mercaptoethanol, indicating a single-chain protein. Immunoblotting with affinity-purified IgG from commercial bothropic antivenom also yielded a single protein band with the same molecular mass. The enzyme was also recognized by antibothropic IgG in ELISA and crossreacted with anti-human DNase II in western blots. The isoelectric point determined by 2Dgel electrophoresis was ~5.0. DNase II cleaved double-stranded DNA, denatured DNA and circular DNA (from the plasmids pGEM and pBR 322), but there was no degradation of RNA. The enzyme was active in the pH range of 4.5-5.5, with an optimum at 4.7; activity was lost at >50oC. The Km and Vmax were 10.1 µg/mL and 352.5 U/mg, respectively. Enzymatic activity was inhibited by aurintricarboxylic acid (25 µM), iodoacetamide (1 mM), DTT (1 mM) and Ca2+, Mg2+ and Zn2+ (100 mM), but not by EDTA (5 mM). In MDCK cells, DNase II produced cytoplasmic vacuolization, cell shrinkage and cell detachment from the substrate, as well as condensed and/or fragmented nuclei. DNase was cytotoxic to MDCK cells at > 400 U/mL (~20 µg/mL), caused DNA fragmentation, and increased the proportion of apoptotic cells. The apoptotic pathway stimulated by this enzyme involved the activation of caspases 3, 8 and 9, and a decrease in the expression of the anti-apoptotic protein Bcl2. These results show that B. alternatus venom is cytotoxic to MDCK cells, with part of this toxicity probably being mediated by DNase II. This enzyme induces apoptosis that could contribute to the general cytotoxicity of the venom / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A hansenÃase, cujo agente etiolÃgico à o Mycobacterium leprae, à doenÃa de amplo espectro clÃnico e imunopatolÃgico. Suas apresentaÃÃes clÃnicas estÃo correlacionadas com padrÃes imunolÃgicos distintos, variando de uma vigorosa resposta imune mediada por cÃlulas ao M. leprae, com padrÃo tipo 1 no polo tuberculÃide, a uma ausÃncia de resposta celular especÃfica aos antÃgenos do M. leprae no pÃlo lepromatoso, com predomÃnio de resposta tipo 2 e exacerbaÃÃo da resposta humoral. A capacidade do antÃgeno bruto de M. leprae em estimular cÃlulas mononucleares do sangue perifÃrico (PBMC) na produÃÃo de IFN-y foi avaliada em pacientes com hansenÃase e em seus contactantes, do municÃpio de Sobral-CE. Um total de 30 casos foi estudado, antes de receberem tratamento poliquimiterÃpico. O grupo de casos paucibacilares foi constituÃdo por oito com a forma indeterminada, dez com a forma tuberculÃide, dois com a forma dimorfo tuberculÃide; e o grupo multibacilar foi constituÃdo por dez com a forma virchoviana e dois com a forma dimorfa virchoviana. O grupo de contactantes foi constituÃdo por sessenta indivÃduos, sendo 1 consangÃÃneo e 1 nÃo consangÃÃneo para cada caso Ãndice. O antÃgeno bruto de M. leprae estimulou a produÃÃo de IFN-y nas PBMC de sete casos dimorfo tuberculÃide/tuberculÃide (DT/TT), trÃs com a forma indeterminada e dois com a forma dimorfa virchoviana/virchoviana (DV/VV). O grupo DT/TT produziu nÃveis de IFN-y significantemente maiores que o grupo DV/VV (Teste de Fisher, p=0,027). A produÃÃo de IFN-y nos contactantes foi observada em 34 indivÃduos, 21 consangÃÃneos e 13 nÃo consangÃÃneos. NÃo foi observada diferenÃa significativa entre os contactantes do grupo paucibacilar (forma indeterminada, DT/TT) e multibacilares (DV/VV). PorÃm, foi observada diferenÃa significativa na produÃÃo desta citocina entre contactantes e casos DV/VV. O estudo sugere que nÃo hà diferenÃa significativa na produÃÃo de IFN-y entre indivÃduos contactantes consangÃÃneos e nÃo consangÃÃneos, dos casos paucibacilares e multibacilares. AlÃm disso, ao correlacionarmos a produÃÃo desta citocina nos indivÃduos com a presenÃa de cicatriz, tambÃm nÃo observamos diferenÃa significativa / Leprosy, which is caused by Mycobacterium leprae, is an illness of ample clinical and immunopathological spectrum. Its clinical manifestations are correlated with distinct immunologic form, varying from a vigorous immune response mediated by cells to M. leprae, with type 1 standard in the tuberculÃide polar region, to an absence of specific cellular response to antigens of M. leprae in the lepromatous polar region, with predominance of type 2 response and exacerbations of humoral response. The capacity of whole M. leprae antigen to stimulate peripheral blood mononuclear cell (PBMC) in the IFN-y production was measured in leprosy patients and their householdâs contacts, in the city of Sobral, state of CearÃ. A total of 30 leprosy patients were used for the study, before start chemotherapy. The paucibacilary leprosy patient group consisted of eight polar indeterminate, ten polar tuberculÃide, two borderline tuberculÃide, and the multibacilary leprosy patient group consisted of ten lepromatous leprosy and two borderline lepromatous leprosy. The household contacts group consisted of sixty healthy individuals, consanguineous and non consanguineous. The whole M. leprae antigen stimulated IFN-y production in the PBMC of seven borderline tuberculÃide/tuberculÃide (DT/TT), three indeterminate form, two borderline lepromatous/lepromatous (DV/VV the DT/TT group produced IFN-y levels significantly higher than DV/VV group (Fisher Test, p=0,027). The IFN-y production in the household contacts was observed in 34, 21 consanguineous and 13 non consanguineous. It wasnât observed significant difference between paucibacilary householdâs contacts (DT/TT, indeterminate form) and multibacilary householdâs contacts groups in the IFN-y production to whole M. leprae antigen. However, it was observed significant difference in the production of these cytokine between household contacts and DV/VV patients. This study suggests that there wasnât significative difference in the production IFN-y between non consanguineous and consanguineous subjects of the paucibacilary and multibacilary cases. Moreover, at correlacionated the production in these cytokine in the subjects with the presence of scar, we didnât observed significative difference too

O diabetes Mellitus tipo II tem sido preocupação corrente nos dias atuais, pois, independente dos fatores desencadeados desta doença e de até certo ponto, algumas controvérsias sobre os mesmos, quaisquer investigações que possam contribuir para a melhoria de vida dos portadores do diabetes Mellitus tipo II, são altamente necessários. Destaque-se também que o levantamento estatístico e social da incidência dessa doença, tem demonstrado recentemente, que ocorrências tem incidido em indivíduos cada vez mais jovens contrariando a idéia de eventuais relações com idade avançada dos portadores. Durante os anos 90 estimava-se a existência de aproximadamente 175 a 200 milhões de diabéticos tipo II, em todo o mundo, por prospecção estima-se que em 2025, serão 300 milhões, os portadores da doença, sendo que 90 a 95% deles corresponderão ao tipo II. Esses fatos conduzem a presente pesquisa visto que, o exercício associado a medicamentos tem sido os elementos responsáveis pela melhoria de vida dos portadores de diabetes tipo II. Em vista disso foi proposto o estudo de 2 tipos de exercícios padronizados e avaliados mediante dosagem de glicose e teletermografia periférica. O nível glicêmico avaliado antes e após os 2 tipos de exercícios, (aeróbio e anaeróbio) demonstrou-se mais sensível aos exercícios anaeróbios propostos nesta investigação. Exercícios aeróbios (GDEA) - média da glicemia inicial 127,40 mg/dl - média da glicemia final 97,92 mg/dl - desvio padrão glicemia inicial 97,72 mg/dl, glicemia final 69,98 mg/dl. Exercícios anaeróbios (GDEAn) - média da glicemia inicial 132,62 mg/dl - média da glicemia final 91,54 mg/dl - desvio padrão glicemia inicial 90,84 mg/dl, glicemia final 61,11 mg/dl. A teletermografia periférica avaliada mediante a circulação do tegumento das plantas dos pés demonstrou-se igualmente favorável aos portadores dos diabetes tipo II submetidos aos exercícios anaeróbios. Exercícios aeróbios (GDEA) média da temperatura 28,09 graus Celsius - desvio padrão 1,14 graus Celsius.Exercícios anaeróbios (GDEAn) média da temperatura 29,67 graus Celsius - desvio padrão 1,13 graus Celsius. Procurou-se eventuais explicações para os resultados aqui obtidos, em vista dos quais os exercícios a serem praticados em portadores de diabetes Mellitus tipo II devem ser revistos. / Diabetes Mellitus type II investigations about quality of life improvement have been a concern nowadays, although there is some controversy about the cause of this disease. The incidence of this disease has been on younger people, what shows no direct relation with aging. During 90 decade it was estimated to exist 175 to 200 millions of people with diabetes type II around the world, it is estimated that in 2025 there will be 300 millions of diabetic people and 90 to 95% of these with the type II one. Those facts conduct the present research. Exercise associated to medicaments has improved the quality of life in people with diabetes type II. The present study investigated two different exercises and evaluated both with glucose dosage and periferical teletermography. Glicemic level was evaluated before and after both type of exercise (aerobic and anaerobic), and it was more sensitive to anaerobic exercises proposed. Aerobic exercises (GDEA) - mean initial glicemic index 127,40 mg/dl - mean final glicemic index 97,92 mg/dl - initial glicemic standard deviation 97,72 mg/dl - final glicemic standard deviation - 69,98 mg/dl. Anaerobic exercises (GDEAn) - mean initial glicemic index 132,62 mg/dl - mean final glicemic index 91,54 mg/dl - initial glicemic standard deviation 90,84 mg/dl - final glicemic standard deviation - 61,11 mg/dl. Peripherical teletermography evaluated trough feet plantar circulation demonstrated to be equally suitable to people with diabetes type II submitted to GDEA, mean temperature 28,09 °C - standard deviation 1,14°C, and to GDAn, mean temperature 29,67°C - standard deviation 1,13°C. Explanation was searched for presented results, those results demonstrated that exercise practicing must be reviewed if practiced by people with diabetes mellitus type II.

When using quantum key distribution (QKD), one of the trade-offs for security is that the generation rate of a secret key is typically very low. Recent works have shown that using a weak coherent source allows for higher secret key generation rates compared to an entangled photon source, when a channel with low loss is considered. In most cases, the system that is being studied is over a fiber-optic communication channel. Here a theoretical QKD system using the BB92 protocol and entangled photons over a free-space maritime channel with multiple spatial modes is presented. The entangled photons are generated from a spontaneous parametric down conversion (SPDC) source of type II. To employ multiple spatial modes, the transmit apparatus will contain multiple SPDC sources, all driven by the pump lasers assumed to have the same intensity. The receive apparatuses will contain avalanche photo diodes (APD), modeled based on the NuCrypt CPDS-1000 detector, and located at the focal point of the receive aperture lens. The transmitter is assumed to be located at Alice and Bob will be located 30 km away, implying no channel crosstalk will be introduced in the measurements at Alices side due to turbulence. To help mitigate the effects of atmospheric turbulence, adaptive optics will be considered at the transmitter and the receiver. An eavesdropper, Eve, is located 15 km from Alice and has no control over the devices at Alice or Bob. Eve is performing the intercept resend attack and listening to the communication over the public channel. Additionally, it is assumed that Eve can correct any aberrations caused by the atmospheric turbulence to determine which source the photon was transmitted from. One, four and nine spatial modes are considered with and without applying adaptive optics and compared to one another.