Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2008 / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:43:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:18:28Z : No. of bitstreams: 1 274064.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Nove novos ligantes foram sintetizados e caracterizados por espectroscopia de IV, RMN - 1H e 13C, para aplicação em química de coordenação e fluorescência. Três ligantes multidentados simétricos e regioisoméricos derivados do 2-(1H-tetrazol-5-yl)pyridina contendo duas unidades piridil/tetrazolil ligadas por uma cadeia flexível propileno são informados, onde L1 e L2 foram estudados por difratometria de raios-X, e um novo complexo simétrico de zinco(II) foi preparado e teve sua estrutura de raio-X analisada. Compostos simétricos derivados do 3,5-ditercbutil-2-hidroxitetrazol contendo grupos N,O-doadores ligados por uma cadeia flexível foram preparados e tiveram seus rendimentos quânticos (?F) calculados. Estudo eletroquímico mostrou intenso processo de redução para esses ligantes. Ligantes derivados do heterociclo 1,3,4-oxadiazol e tris-[1,2,4]-triazolo-[1,3,5]-triazina foram sintetizados e seus rendimentos quânticos calculados. Estudo de coordenação dos novos ligantes com Zn(II) e Al(III) são informados e suas propriedades ópticas de absorção e fluorescência foram exploradas.

Orientador: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: Luis Augusto Sousa Marques da Rocha / Banca: Flávio Leandro de Souza / Resumo: A variedade de aplicações tecnológicas relacionadas aos dispositivos baseados em óxidos semicondutores tem despertado grande interesse na comunidade científica, fazendo com que os estudos relacionados a estes materiais aumentassem muito nos últimos anos. Dentre estes materiais, encontra-se o óxido de zinco (ZnO), um semicondutor que apresenta diversas propriedades que o tornam um material em potencial para aplicações nas mais diversas áreas, desde diodos emissores de luz (LEDs) aos dispositivos fotovoltaicos em células solares. Um dos fatores que pode influenciar as propriedades deste material é a dopagem. Particularmente, a dopagem do ZnO com elementos da família dos lantanídeos, conhecidos como terras-raras, pode oferecer possibilidades de aprimoramento em suas propriedades fotossensíveis e fotoeletroquímicas. Dessa forma, realizou-se neste trabalho, a síntese e caracterização de amostras de ZnO a partir do método sonoquímico, um método baseado na síntese química assistida por ultrassom. Uma tentiva de dopagem das amostras obtidas com elementos terras-raras, a fim de modificar suas propriedades ópticas e uma investigação acerca das influências do tempo de tratamento ultrassônico sobre estas amostras também foram realizadas. Os resultados obtidos sugerem que o tratamento ultrassônico atua como um catalisador para a precipitação do ZnO e apresenta influências sobre a cristalinidade e tamanho das estruturas obtidas. Além disso, o método de síntese sonoquímico com a utilização de uma baixa potência para irradiação dos ultrassons, não se mostrou efetivo para a incorporação dos elementos terras-raras na matriz de ZnO, uma vez que uma incorporação superficial e em qualidade não significativa foi observada para as amostras sintetizadas nesse trabalho / Abstract: The variety of tecnological applications related to semiconducting oxides-based devices has aroused great interest of the scientific community, making studies related to these materials expand greatly in recent years. Among these materials, zinc oxide (ZnO) is a semiconductor that has several properties which make it a potential material for applications in several areas, from light emitting diodes (LEDs0 to photvoltaic devices for solar cells. One factor that can influence of this material is doping. Particularly, lanthanide (known as rare earths) doping of ZnO, may offer unique opportunities for improvement in its photosensitive and photoelectrochemical properties. Thus, it has performed in this work, synthesis and characteristion of ZnO samples from sonochemical method, an assisted by ultrasound chemical synthesis method. An attempt to doping of the samples with rare-earth elements, in order to modify its optical properties and an investigation into the influences of ultrassonic treatment time on these samples were also performed. The obtained results suggest that the ultrasonic treatment acts as a catalyst for ZnO precipitation and has influences on the crystallinity and size of obtained structures. Furthermore, sonochemical synthesis method with use of a low power ultrassound irradiation, was not effective for rare earth elements incorporation in the ZnO matrix, since a surface and no significant incorporation was observed for samples synthesized in this work / Mestre

Orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Silvio Rainho Teixeira / Banca: Neftal Lenin Villarreal Carreño / Banca: José Roberto Siqueira Junior / Banca: Regina Célia Galvão Frem / Resumo: A eficiência dos materiais semicondutores óxidos metálicos utilizados em dispositivos sensores, depende fortemente de parâmetros morfológicos e estruturais. É de grande interesse que os materiais apresentem um elevado grau nos parâmetros de medidas que definem um bom sensor, como: sinal, sensibilidade, seletividade. Devido a isso, métodos de sínteses adequados têm grande influência no desempenho dos dispositivos, já que interferem diretamente na morfologia e estrutura dos materiais semicondutores. Através dessa perspectiva, nesse trabalho, morfologias do composto semicondutor óxido metálico ZnO foram superficialmente modificadas com o intuito de realizar melhorias para aplicações em sensores de gás e de radiação luminosa (fotocondução) na faixa do ultravioleta. Dois métodos de sínteses foram utilizados: i) evaporação térmica por redução carbotérmica e ii) hidrotermal assistido por micro-ondas, responsáveis por obter morfologias tipo tetrapés e estrelas multipontas, respectivamente. Processos de evaporação térmica por redução carbotérmica tem a grande vantagem de obter estruturas com morfologias unidimensionais, em contrapartida, o método hidrotermal assistido por micro-ondas pode sintetizar uma enorme gama de diferentes morfologias com a vantagem de ser um processo rápido e de baixos custos energéticos. Técnicas como microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios-X, espectroscopia ultravioleta visível e infravermelho, foram utili... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

OBJETIVO: Estudos já confirmaram a importância do zinco como um elemento-traço essencial no metabolismo humano. A deficiência de zinco predispõe, por exemplo, ao retardo do crescimento, a deficits neurosensoriais, desordens no metabolismo de diversos hormônios e enzimas, dificuldade de cicatrização, lesões na pele, demora da maturação sexual e imunodeficiência. Poucos estudos na literatura avaliaram e compararam a concentração de zinco plasmático em crianças e adolescentes com e sem cirrose. O objetivo deste estudo foi avaliar a concentração de zinco plasmático em pacientes pediátricos com cirrose e investigar a associação entre estes resultados e dados antropométricos, ingestão de zinco e gravidade da doença hepática. PACIENTES E MÉTODOS: Estudo exposto-controle, em que foram avaliadas 57 crianças e adolescentes: 30 com cirrose (105,0 ± 60,0 meses, 22 do sexo feminino), atendidos regularmente na Unidade de Gastroenterologia Pediátrica do Serviço de Pediatria do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), e 27 hígidas e sem doença hepática (122,33 ± 47,38 meses, 14 do sexo feminino). PACIENTES E MÉTODOS: Estudo exposto-controle, em que foram avaliadas 57 crianças e adolescentes: 30 com cirrose (105,0 ± 60,0 meses, 22 do sexo feminino), atendidos regularmente na Unidade de Gastroenterologia Pediátrica do Serviço de Pediatria do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), e 27 hígidas e sem doença hepática (122,33 ± 47,38 meses, 14 do sexo feminino). Os fatores etiológicos da cirrose foram: atresia das vias biliares (10), doenças auto-imunes (9), histiocitose (1) e deficiência de alfa 1–antitripsina (1). Em 9 pacientes não foi identificada a causa da cirrose. O comprometimento hepático foi determinado pelos critérios de Child-Pugh, PELD e MELD. Por Child-Pugh, 15 pacientes foram classificados como A, 10 como B, e 5 como C; pelo PELD, 15 pacientes apresentaram escores abaixo de 15 e 5 acima; e pelo MELD, 9 pacientes tiveram escores abaixo de 15 e 1 acima. Os pacientes foram avaliados por antropometria, onde foram verificados peso, altura, circunferência braquial (CB), espessura de prega cutânea tricipital (PCT) e circunferência muscular do braço (CMB). Os índices antropométricos, peso para idade e estatura para idade (P/I e E/I), foram calculados utilizando-se o escore Z. CB, PCT e CMB foram calculados de acordo com as fórmulas de Frisancho (1974) e comparados com os valores de referência das tabelas de Frisancho (1981). O zinco plasmático foi avaliado por espectrofotometria de absorção atômica e os valores normais considerados foram 70 – 150 μg/dL, sem relação com idade e gênero. Os fatores etiológicos da cirrose foram: atresia das vias biliares (10), doenças auto-imunes (9), histiocitose (1) e deficiência de alfa 1–antitripsina (1). Em 9 pacientes não foi identificada a causa da cirrose. O comprometimento hepático foi determinado pelos critérios de Child-Pugh, PELD e MELD. Por Child-Pugh, 15 pacientes foram classificados como A, 10 como B, e 5 como C; pelo PELD, 15 pacientes apresentaram escores abaixo de 15 e 5 acima; e pelo MELD, 9 pacientes tiveram escores abaixo de 15 e 1 acima. Os pacientes foram avaliados por antropometria, onde foram verificados peso, altura, circunferência braquial (CB), espessura de prega cutânea tricipital (PCT) e circunferência muscular do braço (CMB). Os índices antropométricos, peso para idade e estatura para idade (P/I e E/I), foram calculados utilizando-se o escore Z. CB, PCT e CMB foram calculados de acordo com as fórmulas de Frisancho (1974) e comparados com os valores de referência das tabelas de Frisancho (1981). O zinco plasmático foi avaliado por espectrofotometria de absorção atômica e os valores normais considerados foram 70 – 150 μg/dL, sem relação com idade e gênero .

O objetivo deste estudo é desenvolver e caracterizar as propriedades eletrônicas, estruturais e fotocatalíticas do ZnO micro e nano estruturado. As amostras foram preparadas pela reação de hidrólise do Zn2+ em meio aquoso ou em n-pentanol. Foi investigado o efeito do tratamento térmico e da introdução de Ag na atividade fotocatalítica do ZnO frente à degradação do azul de metileno. Foram utilizadas as técnicas de DRX (Difração de raios-X), MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura), MET (microscopia Eletrônica de Transmissão) e EXAFS (do inglês: Extended X-ray Absorption Fine Structure) como técnicas de caracterização. O método BET também foi utilizado para caracterizar a área específica das amostras. Foi observado que a morfologia e o tamanho das partículas de ZnO são bastante afetados pelas condições de síntese. A prata não exerceu influência na atividade fotocatalítica do ZnO. A atividade fotocatalítica foi influenciada pela área especifica das amostras de ZnO. O tratamento térmico das amostras conduziu a um aumento da atividade fotocatalítica das amostras que foram sintetizadas com poliacrilamida. / The aim of this study is to develop and characterize the electronic, structural and photocatalytic properties of micro and nanostructured ZnO. The samples were prepared by the Zn+2 hydrolysis reaction in aqueous or in n-pentanol medium. The effect of thermal annealing and the Ag introduction in ZnO was investigated toward the photocatalytic activity to methylene blue decomposition. XRD (X-ray Diffraction), SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Transmission Electron Microscopy), EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) were used as characterization techniques. The BET method was used to obtain the surface area of the samples. It was observed that the morphology and size of the ZnO particles are strongly affected by the synthesis conditions. It was observed that the presence of Ag did not have any effect in the photocatalytic activity. However, the ZnO surface area was the dominant effect. The thermal annealing improved the photocatalytic activity of the samples that were prepared in the presence of polyacrylamide.

Cryptococcus gattii é uma levedura basidiomicética causadora da criptococose, doença que acomete diferentes órgãos de pacientes imunocompetentes, entre eles, pulmões, pele e sistema nervoso central. Durante o processo infeccioso, o fungo expressa diversos fatores de virulência, como a produção de melanina e cápsula polissacarídica, além de possuir a capacidade de replicar-se no interior de macrófagos. Em contrapartida, as células do hospedeiro também possuem estratégias para conter a disseminação do patógeno, uma delas é a imunidade nutricional, na qual ocorre redução da disponibilidade de nutrientes no sítio de infecção. A disponibilidade de zinco é um fator crucial para o desenvolvimento de uma infecção fúngica, mesmo assim, pouco se sabe sobre o metabolismo desse metal na espécie C. gattii. No presente trabalho, primeiramente, descrevemos o fator de transcrição Zap1 em C. gattii, a partir da análise in silico foi identificado um ortólogo do gene regulador da homeostase de zinco ZAP1 de Saccharomyces cerevisiae do genoma de C. gattii. Foram realizadas análises de expressão, demonstrando que o gene selecionado possui sua expressão aumentada na condição de privação de zinco, comprovando assim, sua relação com a homeostase desse metal. Para caracterizar funcionalmente a proteína Zap1, linhagens mutante e mutante complementada para o gene ZAP1 foram construídas e caracterizadas. A diminuição dos níveis de transcritos dos genes codificadores para os transportadores de zinco da família ZIP na linhagem mutante, concluímos que Zap1 regula positivamente a expressão desses genes. Na caracterização fenotípica, a linhagem mutante zap1Δ demonstrou maior sensibilidade à condição de privação de zinco do que a linhagem selvagem e mutante complementada, além de demonstrar altos níveis intracelulares de espécies reativas de oxigênio (EROs) e maior sensibilidade as espécies reativas de nitrogênio (ERNs) características que explicam a menor virulência da linhagem mutante quando comparada com a linhagem selvagem. Por meio da análise do transcriptoma demonstramos que Zap1 regula a expressão de genes envolvidos no metabolismo de zinco, estresse oxidativo e de genes codificadores para proteínas ligadoras de zinco. Secundariamente, na caracterização inicial de sistemas de aquisição de zinco em C. gattii, foram realizadas análises por PCR quantitativo em tempo real para avaliar os níveis de transcritos dos genes que codificam para transportadores de zinco da família ZIP. Um aumento significativo nos níveis de transcritos referentes ao gene ZIP3 (CNBG_5361), foi observado quando C. gattii foi cultivado em meio definido contendo o quelante de ferro BPDS ou o quelante de zinco TPEN, quando comparados à condição controle. Este fato sugere que o transportador Zip3 pode apresentar baixa seletividade, podendo transportar outros metais, em contraste aos transportadores Zip1 e Zip2, cuja modulação da expressão por BPDS foi menos acentuada. / Cryptococcus gattii is a basidiomycetous yeast that causes cryptococcosis, a lifethreatening disease that can affect different organs of immunocompetent hosts, including, lungs, skin and central nervous system. During the infection process, the fungus express several virulence factors, such as melanin production and polysaccharide capsule, besides the ability to replicate inside macrophages. In contrast, the host cells express strategies to stop the spread of the pathogen, one of them is nutritional immunity, reducing nutrient availability in the infection site. Zinc availability is a crucial factor for fungal infection development, nevertheless, little is known about zinc metabolism in C. gattii. In the present work, firstly, we described Zap1 transcription factor in C. gattii. In silico analyses identified a Saccharomyces cerevisiae ZAP1 ortholog in C. gattii genome. Expression analyses demonstrated that, ZAP1 is positively regulated in zinc deprivation condition, confirming that the selected gene is involved in zinc metabolism. With the purpose to characterize the role of Zap1 in zinc metabolism, mutant and complemented strains were constructed and characterized. Expression analyses demonstrated that genes codifying for ZIP family of zinc transporter are up regulated by Zap1. On phenotypic characterization, mutant strain demonstrated higher sensibility to zinc deprivation condition when compared to wild type or complemented strain. Moreover, mutant strain demonstrated higher levels of reactive oxygen species (ROS) and higher sensibility to reactive nitrogen species (RNS). Transcriptomic analyses demonstrated that Zap1 regulates the expression of genes involved on zinc homeostasis, oxidative stress and genes codifying for zinc-binding proteins. Taken together, these results, explain the low virulence of mutant strain when compared to wild type and complemented strain. On the second part, on initial characterization of ZIP family of zinc transporters, relative transcript levels of ZIP family codifying genes was measured on different conditions. ZIP3 (CNBG_5361) demonstrated higher transcript levels when C. gattii cells were cultured on iron deprivation condition, for that, iron chelating agent (BPDS) was add to the medium. These results suggest that, Zip3 may present low selectivity, and may carry other metal, in contrast to Zip1 and Zip2, that expression modulation by BPDS was less pronounced.

Este estudo foi dedicado à síntese e à caracterização de filmes de ZnO crescidos sobre substratos de alumínio e de grafite. A síntese foi realizada através de método hidrotérmico que é um método simples e de baixo custo. A associação de diferentes técnicas de caracterização permitiu estudar as propriedades eletrônicas e estruturais dos filmes obtidos e avaliar o desempenho dos mesmos frente à fotodegradação do azul de metileno. Foram utilizadas as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopias de Reflectância Difusa (DRS), de Raios-X na borda-K do Zn (XAS), de Fotoelétrons Induzidos por Raios-X (XPS) e Fotoluminescência. Os resultados mostraram uma forte influência do substrato na morfologia dos filmes. Os filmes de ZnO, de estrutura cristalina hexagonal, apresentaram defeitos estruturais que geram emissão na faixa do espectro visível. A maior eficiência fotocatalítica para a decomposição do azul de metileno foi associada ao filme com menor quantidade de defeitos estruturais. / This study was dedicated to the synthesis and characterization of ZnO films grown on aluminum and graphite substrates. The synthesis was carried out through the hydrothermal method that is simple and low cost. The association of different characterization techniques allowed the study of electronic and structural properties of the films in order to evaluate their performances towards methylene-blue photo-decomposition. The Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS), Xray Absorption Spectroscopy at the Zn K edge (XAS), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and photoluminescence techniques were used. The results showed a strong influence of the substrate in the morphology of the films. The ZnO films with hexagonal crystalline structure, present defects in their structure that generates emissions in the visible spectrum. The highest photocatalytic efficiency to the methylene blue decomposition was associated to the film with the lower quantity of structural defects.

ALMEIDA, Camila de Albuquerque. Efeito do zinco no crescimento físico, translocação bacteriana e resposta inflamatória em ratos wistar desafiados pela dieta básica regional e diarreia osmótica. 2012. 22 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Médicas) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2012. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2015-02-13T11:35:40Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_caalmeida.pdf: 134940 bytes, checksum: b3fc94700d591501036991af6d7adf23 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2015-02-13T11:36:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_caalmeida.pdf: 134940 bytes, checksum: b3fc94700d591501036991af6d7adf23 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-13T11:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_caalmeida.pdf: 134940 bytes, checksum: b3fc94700d591501036991af6d7adf23 (MD5) Previous issue date: 2012 / The malnutrition/diarrhea vicious cycle may result in serious consequences for human development. Studies have documented the effectiveness of zinc for diarrhea treatment. We examined the effect of oral zinc acetate (500 mg/L in drinking water) to weanling rats, challenged by under nutrition using a regional basic diet (RBD, with 9% of protein, 70% of carbohydrate, and 0.3% of fat) for two weeks and by osmotic diarrhea induced by a saturated lactose solution (given by oral gavage, 30 g/Kg) in the last 7 days. Protocols from this study were previously approved by the Ethical Committee for Animal Research of the Federal University of Ceara. Diarrheal scores were graded as follows: 0-normal stools; 1-wet stools; 2-pasty stools; 3-semiliquid stools; 4-watery diarrhea. Rat stools were checked 24h post- lactose intake. Blood was drawn for zinc serum level measurements using atomic absorption spectroscopy. Afterwards, rats were euthanized to harvest jejunum tissue for histological processing, morphological analyses of villus, crypt and villus/crypt ratio, goblet cell counts, and villin immunohistochemistry. In addition, we measured intestinal cytokine profile by ELISA from frozen samples. In a subset of animals, mesenteric lymph nodes and spleen were harvested under aseptic condition for bacterial translocation studies. The mesenteric lymph node and spleen were removed, weighed, homogenized and plated onto agar MacConkey for quantification of aerobic colony-forming units/gram. The RBD caused significant reductions in weight gain and villus height (p<0.05), significant augment of crypt depth, and reduction of the villus/crypt ratio. There were reductions in the tissue villin expression, villus brush border changes, and lower goblet cell numbers with RBD challenge. Furthermore, the RBD challenge reduced zinc serum levels with hematological alterations and significant higher jejunal IL-1β, IL-10, and TNF-α levels. The compound effect of saturated lactose solution and RBD induced osmotic diarrhea and weight gain loss, however with increased serum zinc levels and same inflammatory status. There was a significant bacterial translocation to the lymph nodes and spleen induced by RBD and lactose challenge, albeit with histology improvement, increased villin expression and goblet cell counts. Zinc supplementation improves weight gain only with osmotic diarrhea. Zinc treatment improved villus height and crypt depth only in the DBR-undernourished group without diarrhea. However, the villus:crypt ratio was improved in both groups by zinc supplementation. Furthermore, villin expression was higher in the zinc-treated undernourished control group. Zinc supplementation reduced the jejunal inflammatory cytokine levels and diarrhea scores with lower bacterial translocation in the RBD and lactose group and supplemented with zinc. Altogether, our findings support the use of zinc supplementation to break the vicious cycle of diarrhea and malnutrition in children. / O ciclo vicioso de desnutrição e diarreia infantil pode resultar em severas consequências para o desenvolvimento. Estudos têm demonstrado a eficácia de zinco no tratamento da diarreia. Examinamos o efeito do acetato de zinco por via oral (500 mg/L na água de beber) em ratos Wistar recém-desmamados, desafiados pela desnutrição causada pela dieta básica regional (DBR, com composição de 9% de proteína, 70% de carboidrato e 0,3% de gordura) durante duas semanas, e pela diarreia osmótica induzida por uma solução saturada de lactose (via gavagem, 30g/kg) nos últimos sete dias do experimento. Os protocolos deste estudo foram previamente aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa Animal da Universidade Federal do Ceará. Escores de diarreia osmótica foram classificados como se seguem: 0-fezes normais; 1- fezes úmidas; 2-fezes pastosas; 3-fezes semilíquidas; 4-diarreia aquosa. As fezes foram verificadas para o escore de diarreia 24h após a ingestão da lactose. O sangue foi coletado para mensurar o nível de zinco sérico, usando espectroscopia de absorção atômica. Em seguida, os ratos foram sacrificados para coleta do jejuno que foi processado histologicamente para análise morfométrica de vilos, criptas, razão vilo:cripta, contagem de células caliciformes e imunohistoquímica para vilina. Além disso, avaliamos o perfil intestinal de citocinas por ELISA em amostras congeladas. Em um subconjunto de animais, os nódulos linfáticos mesentéricos e o baço foram colhidos em condições assépticas para estudos de translocação bacteriana. O linfonodo mesentérico e o baço foram removidos, pesados, homogeneizados e semeados em agar MacConkey para a quantificação de unidades formadoras de colônias (UFC). A DBR causou redução significativa (p<0,05) do ganho de peso ponderal e da altura dos vilos, aumento significativo da profundidade das criptas e redução da razão vilo:cripta. Houve redução da expressão de vilina tecidual e alteração da borda em escova dos vilos e ainda redução da contagem de células caliciformes. Além disso, a DBR causou redução dos níveis séricos de zinco, com alterações hematológicas e aumento significativo nos níveis teciduais de IL-1β, IL-10 e TNF-α. O efeito combinado da solução saturada de lactose e da DBR induziu diarreia osmótica e perda do ganho de peso ponderal, contudo houve aumento dos níveis séricos de zinco, com mesmo nível de atividade inflamatória. Além disso, houve aumento significativo de translocação bacteriana no linfonodo e no baço, entretanto houve melhora nas alterações histológicas e da expressão de vilina e de células caliciformes. O zinco melhorou o ganho de peso corporal somente na presença da diarreia osmótica. A suplementação de zinco melhorou a altura dos vilos, profundidade das criptas, somente no grupo desnutrido com DBR, mas melhorou a razão vilo:cripta em ambos os grupos. Ainda, a expressão de vilina foi aumentada no grupo desutrido controle tratado com zinco. A suplementação com zinco reduziu os níveis teciduais de citocinas inflamatórias e o quadro diarreico, com menor translocação no grupo com DBR e lactose com o tratamento de zinco. Nossos resultados apoiam o benefício do tratamento com zinco no ciclo vicioso de diarreia

A imunidade nutricional é um importante mecanismo de defesa do hospedeiro. A mesma é caracterizada pela privação de nutrientes durante interação patógeno e hospedeiro, mostrando-se essencial tanto para eliminar quanto para conter a disseminação de micro-organismos patogênicos. Dentre os nutrientes sequestrados pelo hospedeiro, está o metal zinco, é um micronutriente essencial para o metabolismo de todos os seres vivos. Em contrapartida, micro-organismos patogênicos desenvolveram mecanismos para capturar esse metal. O nosso modelo de estudo, a levedura encapsulada Cryptococcus gattii, é um dos principais agentes causadores da criptococose. A doença inicia pela inalação de propágulos fúngicos, os quais irão depositar-se no interior dos alvéolos pulmonares onde irão encontrar células fagocíticas, representando a primeira linha de defesa do hospedeiro e onde possivelmente seja empregada a imunidade nutricional para conter a disseminação desta levedura. No presente trabalho, objetivamos avaliar o papel da biodisponibilidade de zinco na virulência de C. gattii. No primeiro capítulo, descrevemos a caracterização da função de dois transportadores de zinco da família ZIP em C. gattii. O transportador de zinco Zip1 é o principal envolvido na captação de zinco, já que linhagens mutantes para o seu gene codificador, assim como a linhagem duplo mutante zip1Δzip2Δ, apresentaram baixo nível de zinco intracelular, crescimento reduzido quando na condição de privação de zinco e altos níveis de espécies reativas de oxigênio (EROs) quando cultivados na condição de privação do metal. Tais características não foram observadas na linhagem zip2Δ. Ensaios de virulência demonstraram que zip1Δ e zip1Δzip2Δ são mais susceptíveis à fagocitose por macrófagos, ao passo que ensaios de infecção em modelo murino demonstraram que apenas a linhagem duplo mutante possui virulência atenuada. Tais dados evidenciam que a homeostase de zinco, mais especificamente o transporte, é essencial para a patogenicidade de C. gattii. No segundo capítulo do presente trabalho, abordamos homeostase de zinco durante a interação C. gattii com macrófagos. Por meio de analises de microscopia, demonstramos que leveduras contidas em fagossomos apresentam eventos de aumento transitório na concentração de zinco, o que parece estar diretamente envolvido com a permeabilização dos fagossomos. Adicionalmente, determinamos que macrófagos infectados com C. gattii apresentam uma compartimentalização de zinco, provavelmente no complexo de Golgi, dessa maneira reduzindo a disponibilidade do metal em fagossomos infectados. Concluindo, o presente trabalho demonstrou que o metal zinco é essencial para a patogenicidade de C. gattii, e que transportadores do metal estão diretamente envolvidos com a virulência deste patógeno. Além disto, levantamos importantes dados quanto à imunidade nutricional de macrófagos contra C. gattii, sugerindo que um processo de privação de zinco é realizado por parte do macrófago. / Nutritional immunity is an important defence mechanism used by host. It is characterised by nutrients deprivation during host-pathogen interaction and has important role in growth hampering and microbe killing. Among the nutrients sequestered by host is the metal zinc, which plays essential role in cell metabolism of all living organisms. However, microorganisms developed diverse mechanisms for zinc acquisition. Our model of study is the intracellular fungal pathogen Cryptococcus gattii, one of the main agents of cryptococcal disease. The disease starts with inhalation of fungal propagules, which will deposit inside the lug alveoli and being in contact with phagocytes, representing the first line of host defence. In such host cells, nutritional immunity occur in order to hamper cryptococcal growth. In the present work, we sought to determine the role of zinc availability on the C. gattii virulence. In the first chapter, we describe the functional characterization of two of zinc transporters in C. gattii of the ZIP family. Zip1 transporter is the pivotal zinc transporter in C. gattii, as mutant strains zip1Δ and double mutant strain zip1Δ zip2Δ had lower intracellular content, reduced growth under zinc limitation and higher reactive oxygen species than wild type strain. Such characteristics were not observed in zip2Δ strain. Virulence tests demonstrated that zip1Δ and zip1Δzip2Δ are more susceptible to macrophage phagocytosis, and murine infection assay showed that only double knockout strain had alterations in virulence. Such data lead us to conclude that zinc, acquired by zinc transporters, is essential for C. gattii pathogenicity. In the second chapter, we demonstrated important data about zinc homeostasis during C. gattii and macrophage interaction. Microscopy analysis demonstrated that internalised yeasts cells have events of temporary increase on zinc concentration. These events are directly associated with phagosomal permeabilisation. Moreover, C. gattii infected macrophages have a zinc content compartmentalisation, most probably in the Golgi apparatus. Thus, we conclude that zinc is essential for C. gattii virulence and zinc transporters play an important role on its pathogenicity. In addition, we described important data about zinc nutritional immunity during macrophage and C. gattii interaction.

Interações patógeno-hospedeiro geram alterações em diversos mecanismos, tanto no hospedeiro quanto no patógeno. Neste contexto, nas células do sistema imune do hospedeiro ocorre modulação para impedir o desenvolvimento de patógenos, culminado em sua eliminação, como no caso de infecções por Cryptococcus neoformans. Macrófagos alveolares constituem o primeiro tipo celular a responder à levedura, a qual, após a fagocitose, é capaz de se proliferar e disseminar no hospedeiro. Como mecanismo de defesa, células hospedeiras podem reduzir a concentração de micronutrientes essenciais para o patógeno, mecanismo conhecido por imunidade nutricional. Zinco (Zn) é o segundo metal de transição mais abundante e um micronutriente essencial para todos os organismos e, com isto, macrófagos podem responder a patógenos com redução dos níveis de Zn para auxiliar na eliminação de patógenos. A fim de avaliar se macrófagos respondem com privação de Zn a a fungos, a alteração na homeostase de Zn em macrófagos infectados por C. neoformans foi avaliada bem como a influência da ativação celular nesta resposta. Demonstramos que macrófagos respondem com privação de Zn à infecção por C. neoformans uma vez que ocorreu (i) diminuição nos níveis intracelulares de Zn livre em macrófagos infectados com a levedura viável, (ii) redução na expressão de importadores do metal, (iii) redução nos níveis de Zn livre em leveduras após exposição a macrófagos, (iv) aumento na proliferação no interior de macrófagos e diminuição da taxa de exocitose de C. neoformans em condições de disponibilidade de Zn. Tal modulação de Zn na resposta a C. neoformans foi exercida por alguns transportadores de Zn que respondem significativamente a condições de privação de Zn, principalmente os da família ZnT, e a privação de Zn como mecanismo de imunidade nutricional foi evidente em macrófagos ativados com IFN- e LPS. Macrófagos ativados com PMA não mostraram redução nos níveis intracelulares de Zn em reposta a C. neoformans ou modulação significativa nos níveis de transcritos de transportadores de Zn, como ZIP2 e ZnT7, em comparação a macrófagos ativados com IFN- e LPS. Além disso, de forma geral, macrófagos ativados continham maiores níveis intracelulares de Zn livre em comparação a macrófagos não ativados, sugerindo modulação do processo de ativação na homeostase de Zn em macrófagos J774.A1. / Host-pathogen interactions cause alterations on several mechanisms in both host and pathogen. In this context, host immune system cells are modulated to prevent pathogens growth, aiding in their elimination, as it occurs during Cryptococcus neoformans infections. Alveolar macrophages are the first cell type to respond to yeast infection. Once phagocytosed, cryptococcal cells are capable to proliferate and disseminate in the host. As a defense mechanism, host cells can reduce essential micronutrients concentration to the pathogen, a mechanism known as nutritional immunity. Zinc (Zn) is the second most abundant transition metal and an essential micronutrient for all organisms and thus, macrophages may respond to pathogens with reduced levels of Zn to aid pathogens elimination. In order to evaluate whether macrophages respond with Zn deprivation to fungi, alterations on Zn homeostasis in C. neoformans-infected macrophages was evaluated as well as the influence of cellular activation in this response. We demonstrate that macrophages respond with Zn deprivation to C. neoformans infection, as we could observe (i) a reduction of free intracellular Zn levels in macrophages infected with viable yeast, (ii) a reduced expression of Zn importers, (iii) a decreased free Zn concentration in yeasts exposed to macrophages, (iv) increased yeast proliferation within macrophages and decreased yeast exocytosis under Zn rich conditions. This Zn modulation in response to C. neoformans was exerted by some Zn transporters which respond significantly to Zn deprivation conditions, especially those of the ZnT family, and Zn deprivation as a nutritional immunity mechanism was evident in IFN- and LPS-activated macrophages. PMA-activated macrophages showed no reduction in intracellular Zn levels in response to C. neoformans or a significant modulation in Zn transporters transcript levels, such as ZIP2 and ZnT7, in comparision to IFN-- LPS-activated macrophages. In addition, in general, activated macrophages contained increased free intracellular Zn levels in comparision to non-activated macrophages, suggesting activation process modulation on Zn homeostasis in J774.A1 macrophages.