Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O acúmulo crônico de gordura no fígado (doença hepática gordurosa não alcoólica ou esteatose hepática não alcoólica - NAFLD) está fortemente associada com a obesidade e a resistência à insulina. O estudo teve como objetivo investigar o efeito do exercício físico (natação) na redução da esteatose hepática e comorbidades associadas, incluindo a expressão hepática de síntese de ácidos graxos e receptor proliferador de peroxissoma atividade alfa. Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em dois grandes grupos de acordo com a dieta durante 22 semanas: dieta padrão (10% de gordura, SC) ou dieta rica em gordura (60% de gordura, HF), caracterizando os grupos sedentários SC-Sed e HF-Sed. Nas últimas 10 semanas do experimento, metade dos grupos sedentários foram submetidos ao protocolo de natação com um aumento progressivo no tempo (6/dia até 60/dia, 5x/semana), caracterizando os grupos exercitados: SC-Ex e HF-Ex. No final do experimento, comparado ao grupo SC-Sed, o grupo HF-Sed teve a massa corporal significativamente superior, hiperglicemia, hiperinsulinemia com resistência à insulina, hipertrofia dos adipócitos (com infiltrado inflamatório), hipertrofia das ilhotas pancreáticas, dislipidemia, alteração das enzimas hepáticas e inflamatórias e NAFLD com mudanças na expressão de proteínas hepáticas lipogênicas e oxidativas. O programa de natação, mesmo concomitante com a dieta rica em gordura, reduziu o excesso de peso e todos os outros resultados, especialmente a NAFLD. Os resultados permitem concluir que a natação pode atenuar os efeitos deletérios de uma dieta rica em gorduras combinado com estilo de vida sedentário em camundongos. Estes dados reforçam a idéia que o exercício físico pode ser considerado uma estratégia terapêutica não farmacológica eficaz no tratamento da NAFLD, obesidade e resistência à insulina. / Chronic accumulation of fat in the liver (nonalcoholic fatty liver disease or NAFLD) is a morbid condition strongly associated with obesity and insulin resistance. The study aimed to investigate the effect of swimming training in reducing the NAFLD and associated comorbidities, including the hepatic expression of fatty acid synthesis and peroxisome proliferator receptor activity-alpha . Male C57BL/ 6 mice were separated into two major groups according to their nutrition and studied during 22 weeks: standard chow (10% fat, SC) or high fat chow (60% fat, HF), characterizing the sedentary groups SC-Sed and HF- Sed. In the last 10 weeks of the experiment, half of the sedentary groups were submitted to a swimming training with a progressive increase in duration, characterizing the exercised groups: SC-Ex and HF-Ex. At the end of the experiment, considering the findings in the SC-Sed group, HF-Sed group had significantly higher body mass, hyperglycemia, hyperinsulinemia with insulin resistance, hypertrophy of the adipocytes (with inflammatory infiltrate), hypertrophy of the pancreatic islets, dyslipidemia, altered liver enzymes and inflammatory cytokines, and NAFLD with changes in gene expression of hepatic lipogenic and oxidative proteins. The swimming program, even concomitant with the high-fat diet, reduced overweight and all the other worst findings, especially NAFLD. The results allow the conclusion that swimming training can attenuate the morbid effects of a high-fat diet combined with sedentary lifestyle in mice. These data reinforce the notion that swimming exercise can be considered an efficient nonpharmacologic therapy in the treatment of NAFLD, obesity and insulin resistance.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4384.pdf: 6022457 bytes, checksum: 1327718b29745e1447375271aa448490 (MD5) Previous issue date: 2012-04-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / Nonalcoholic Fatty Liver disease (NAFLD) is characterized by fat accumulation in the liver and associated with obesity and insulin resistance. Activin A is a member of the transforming growth factor (TGF)-β superfamily which inhibits hepatocyte growth and induces apoptosis. Follistatin is a glycoprotein which antagonizes the biological actions of activin. Exercise is an important therapeutic strategy to decrease the metabolic effects of obesity. In this study, we evaluated the pattern of Activin A and follistatin liver expression in obese rats submitted to swimming exercise. Adult male Wistar rats were allowed free access to standard rodent chow (control group, C) or HF diet (58% Kcal from fat, high-fat group, HF) during 12 weeks. Glucose tolerance test (GTT) and insulin tolerance test (ITT) were performed at 12 weeks. After 12 weeks, C and HF rats were randomly assigned to a swimming training group (C-Ex and HF-Ex) or a sedentary group (C-Sed and HF-Sed). C-Ex and HF-Ex swam for 45 minutes at 0900h and 1700h, 5 day week-1, for 4 weeks. After this period, rats were submitted again to GTT and then killed by decapitation. Plasma was collected for liver enzymes, alanine transaminase (ALT), aspartate transaminase (AST) and gammaglutamyl transaminase (GGT) determination. Liver was dissected and immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -700 C for subsequent analysis. Actvin βA subunit and follistatin mRNA was quantified by real time RT-PCR. HF developed insulin resistance according to GTT and ITT tests. ALT levels were significantly higher in HF-Sed than in C-Sed and significantly lower in HF-Ex than in HF-Sed. AST and GGT did not vary among the groups. Actvin βA subunit mRNA was significantly higher in HF-Ex than in HF-Sed. Follistatin mRNA was significantly lower in C-Ex and HF-Ex compared to C-Sed and HF-Sed, respectively. There was no evidence of steatosis or inflammation (grade 0) in C. In contrast, in HF the severity of steatosis varied from grade 1 to grade 3. This was not associated with inflammation or fibrosis. After the training period, HF-Ex showed improvement in the extent of liver parenchyma damage, the severity of steatosis varying from grade 0 to grade 1. These data suggest that exercise may reduce the deleterious effects of high-fat diet on liver and the local expression of activin-follistatin may be involved. / A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) é caracterizada pelo acúmulo de gordura no fígado e está associada à obesidade e à resistência insulínica. A activina A, membro da superfamília do fator de crescimento e transformação β (TGF-β), inibe o crescimento de hepatócitos e induz a apoptose. A folistatina é uma glicoproteína que antagoniza as ações biológicas da activina. O exercício é uma importante ferramenta terapêutica na diminuição dos efeitos metabólicos da obesidade. Neste estudo, foi avaliado o padrão de expressão de activina A e folistatina no fígado de ratos obesos submetidos ao exercício de natação. Ratos Wistar, machos e adultos tiveram acesso livre à dieta padrão (grupo controle, C) ou dieta hiperlipídica (58% Kcal de gordura, grupo dieta hiperlipídica, DH) durante 12 semanas. O teste de tolerância à glicose (TTG) e o teste de tolerância à insulina (TTI) foram realizados antes e após 3, 4, 8 e 12 semanas. Após 12 semanas, os animais C e DH foram distribuídos aleatoriamente em grupos exercício (CE e DHE) ou grupos sedentários (CS e DHS). Os grupos CE e DHE nadaram por 45 minutos às 9:00h e 17:00h, 5 vezes por semana, durante 4 semanas. Após este período, os animais foram submetidos novamente ao TTG e foram sacrificados por decapitação. O plasma foi coletado para analisar as enzimas hepáticas alanina transaminase (ALT), aspartato transaminase (AST) e gama glutamil transferase (GGT). O fígado foi dissecado e imediatamente congelado em nitrogênio líquido e armazenado a -80ºC para posterior análise. O RNAm da subunidade βA de activina e folistatina foi quantificado por PCR-RT em tempo real. O grupo DH desenvolveu resistência à insulina de acordo com os testes TTG e TTI. Os níveis de ALT foram significativamente maiores no grupo DHS comparados com o grupo CS e significativamente menores no grupo DHE comparados com o grupo DHS. Os níveis de AST e GGT não variaram entre os grupos. A expressão da subunidade βA de activina foi significativamente maior no grupo DHE comparada com o grupo DHS. A expressão de folistatina foi significativamente menor nos grupos CE e DHE comparado aos grupos CS e DHS, respectivamente. Não houve evidências de esteatose ou inflamação (grau 0) no grupo C. Porém, no grupo DH a severidade da esteatose variou do grau 1 ao grau 3, mas não foi associada com inflamação ou fibrose. Após o período de treinamento, o grupo DHE apresentou melhora na extensão da lesão do parênquima hepático, com severidade da esteatose variando do grau 0 ao grau 1. Estes dados sugerem que o exercício reduziu os efeitos deletérios da dieta hiperlipídica no fígado e a expressão local de activina-folistatina pode está envolvida.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-29Bitstream added on 2014-06-13T18:08:45Z : No. of bitstreams: 1 botezelli_jd_me_rcla.pdf: 515447 bytes, checksum: c87ca16f540e307eb3d370df0c91ad1a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente estudo visou analisar os efeitos do exercício de caráter aeróbio sobre marcadores de esteatose hepática não alcoólica (EHNA), tolerância à glicose, sensibilidade à insulina e capacidade aeróbia de ratos mantidos em dieta rica em frutose. Foram utilizados ratos da linhagem Wistar que foram separados em dois grupos, conforme a dieta recebida: controle (dieta balanceada AIN-93 G) e frutose (dieta com 60% de frutose). Esses animais foram submetidos a testes de máximo estado estável de lactato (MEEL) para a identificação da transição metabólica aeróbia/anaeróbia durante exercício de natação aos 28, 90 e 120 dias de idade. Um terço dos animais de cada grupo foi submetido ao treinamento por natação, em intensidade equivalente ao MEEL, 1 h/dia, 5 dias/semana dos 28 aos 120 dias (protocolo precoce), outro terço foi submetido ao mesmo treinamento dos 90 aos 120 dias (protocolo tardio) e os restantes, permaneceram sedentários. As principais análises efetuadas foram: capacidade aeróbia (MEEL), tolerância à glicose (oGTT); sensibilidade periférica à insulina (ITT); marcadores de EHNA (concentrações séricas de alanina aminotransferase [ALT], aspartato aminotransferase [AST], fosfatase alcalina e as concentrações hepáticas de lipídios [totais] e concentração de triglicerídeos séricos [TG]). O treinamento precoce reduziu a carga de trabalho no MEEL do lactato dos animais alimentados com ambas as dietas. Já o treinamento tardio aumentou essa carga de trabalho nos ratos alimentados com dieta controle. O treinamento tardio, também reduziu a área sob a curva de glicose durante GTT nos ratos controle. A dieta rica em frutose diminuiu a sensibilidade à insulina dos animais. No entanto, o protocolo de exercício tardio foi eficiente em melhorar esse aspecto. Não houve diferença entre os grupos nas concentrações de ALT séricas, no entanto... / This study aimed to analyze the effects of aerobic exercise on markers of non alcoholic steatohepatitis (EHNA), glucose tolerance, insulin sensitivity and aerobic capacity of rats kept on a fructose rich diet. We used rats of Wistar strain which were separated into two groups according to diet: control (balanced diet AIN-93 G) and fructose (diet with 60% fructose). These animals were tested for maximum lactate steady state (MEEL) to identify the aerobic / anaerobic metabolic transition exercise during swimming at 28, 90 and 120 days of age. One third of the animals in each group was subjected to swimming training at intensity equivalent to MEEL, 1 h / day, 5 days / week from 28 to 120 days (early protocol), another third was submitted to the training from 90 to 120 days (late Protocol) and the others remained sedentary. The main tests performed were: aerobic capacity (MEEL), glucose tolerance (oGTT) peripheral sensitivity to insulin (ITT), markers of EHNA (serum alanine aminotransferase [ALT], aspartate aminotransferase [AST], alkaline phosphatase and hepatic concentrations of lipids [total], and concentration of serum triglycerides [TG]). The early protocol reduced the workload on MEEL in animals fed both diets. On the other hand, the later training increased work load in rats fed control diet. The later training, also reduced the areas under the glucose curve during oGTT in control rats. The fructose rich diet decreased sensitivity to insulin in these animals. However, the later exercise protocol was efficient in improving this. There was no difference between groups in concentrations of serum ALT, but the concentrations of AST increased in the fructose sedentary group compared to other groups. There was an increase in liver lipids of animals fed with fructose rich diet and sedentary. Serum concentrations of triglycerides were increased in high fructose trained groups compared with... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5744.pdf: 5142793 bytes, checksum: 72f54c78f587dd8a944d3e9cfc2aaee2 (MD5) Previous issue date: 2013-09-20 / Financiadora de Estudos e Projetos / The main challenge on the conversion of lignocellulosic biomass into liquid fuels is the economic viability of this process. Thus, the commercialization of lignocellulosic ethanol is hindered mainly by the high costs of the enzyme preparations currently available cellulases - enzymes used in the saccharification step. Some strategies that can be adopted to reduce the enzymes costs include selecting microorganisms, use of cheaper raw materials and more efficient fermentation strategies such as the solid state fermentation (SSF) and efficient techniques for saccharification and fermentation. The aim this work was evaluate the use of the whole fermentation medium containing lignocellulosic biomass, fungal mycelium and enzymes in the hydrolysis of sugarcane bagasse pretreated by steam explosion for cellulosic ethanol production. In this context, a selection of filamentous fungi highly producing cellulases and hemicellulases, optimization operating conditions, such as humidity and temperature, were carried out for in house enzyme production using an instrumented bioreactor. Then, the efficiency of the whole fermentation medium and enzyme extract in enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass for cellulosic ethanol production was evaluated. Among the 40 fungal strains evaluated, two strains of A. oryzae (P6B2 and P27C3A) stood out. In addition, one strain of A. niger 3T5B8 and another of T. reesei RUT C30 were also evaluated in this study. The influence of the substrate initial moisture content and temperature on efficiency of cellulase and xylanase production by strains of A. oryzae, A. niger and T. reesei grown in SSF under conditions of forced aeration and static were evaluated. The initial moisture content of the substrate did not affect the production of cellulases and xylanases by strain of A. oryzae P27C3A, however higher moisture was better for enzyme production by strains of A. oryzae P6B2 and A. niger and lower moisture were better for the production of cellulases and xylanases by T. reesei in both cultive systems. Temperature 28°C was best for xylanase production by all the fungal strains, while higher temperatures was better cellulases production in both culture systems. The use of whole fermented medium of A. niger or T. reesei obtained in the bioreactor were better in the hydrolysis sugarcane bagasse pretreated by steam explosion (BPSE) than the enzymatic extract with a final conversion of 41.3 and 24.9% of theoretical, respectively. The combination of whole fermentation medium of strains of A. oryzae (P6B2 or P27C3A) obtained in flasks and ½ commercial enzyme hydrolysis also were efficient on BPSE hydrolysis (26.1 and 42.4% of theoretical, respectively). Nevertheless, the combination of whole fermented medium of A. oryzae P6B2 and enzymatic extract of A. niger obtained in flasks promoted a conversion of 65% and an ethanol yield of 84% of the theoretical value. As overall conclusion it was found that the use of whole fermented medium produced by fungi cultivated under solid state fermentation (SSF) in the BPSE hydrolysis resulted in similar or higher yields compared to the hydrolysis using the enzyme extract, giving clear indication that the extraction/filtration step of the enzyme can be eliminated. The use of the enzyme complex of A. oryzae P6B2 in combination with the enzymes of A. niger resulted in a BPSE hydrolysis more efficient when compared with other combinations, showing the importance of selecting microorganisms for high enzymes production. Moreover, the use of a single reactor system for performing enzyme production steps by SSF, saccharification and alcoholic fermentation may be performed, avoiding the need for steps separation. / A discussão dominante sobre a transformação da biomassa lignocelulósica a combustível líquido é a sua viabilidade econômica. Assim, a comercialização do etanol a partir de biomassa lignocelulósica é dificultada principalmente pelos custos proibitivos das preparações de celulases enzimas usadas na sacarificação. Algumas estratégias que podem ser adotadas para a redução do custo das enzimas utilizadas na degradação da biomassa incluem a seleção de micro-organismos altamente produtores de celulases e hemicelulases, utilização de matéria-prima mais barata e estratégias de fermentação a um custo efetivo - como a fermentação em estado sólido (FES) e técnicas mais eficientes de sacarificação e fermentação alcoólica. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização do meio fermentado integral (MFI), contendo biomassa lignocelulósica, micélio fúngico e enzimas na hidrólise do bagaço de cana pré-tratado por explosão a vapor para produção de etanol celulósico. Neste contexto, realizou-se a seleção de fungos filamentosos isolados do solo de madeira em decomposição da Região Amazônica produtores de celulases e hemicelulases, otimizou-se as condições operacionais, como umidade e temperatura para a produção de enzimas in house utilizando biorreator de coluna instrumentado e por fim, avaliou-se a eficiência do MFI e (EE) na hidrólise enzimática da biomassa lignocelulósica para produção de etanol celulósico. Entre os 40 fungos caracterizados quanto à produção de enzimas envolvidas na degradação da lignocelulose, duas linhagens de A. oryzae (P6B2 e P27C3A) se destacaram em relação às demais. Além das linhagens de A. oryzae outras duas linhagens de fungos, uma de A. niger 3T5B8 e outra de T. reesei RUT C30 foram avaliadas neste trabalho, a fim de verificar a eficiência das linhagens isoladas do solo da Floresta Amazônica. A umidade inicial do substrato não influenciou na produção de celulases e xilanases pela linhagem de A. oryzae P27C3A, no entanto umidades elevadas foram melhores para a produção de enzimas pelas linhagens de A. oryzae P6B2 e A. niger e umidades baixas foram melhores para a produção de celulases e xilanases por T. reesei em ambos os sistemas de cultivo, forçado e estático. Com relação à temperatura de fermentação, 28ºC foi melhor para a produção de xilanases por todas as linhagens fúngicas e temperaturas mais elevadas favoreceram a produção de celulases pelos fungos. A utilização do MFI de A. niger ou T. reesei obtido em biorreator de coluna instrumentado foram melhores na hidrólise do bagaço de cana pré-tratado por explosão a vapor (BEX) do que o EE, com uma conversão final de 41,3 e 24,9% do valor teórico, respectivamente. A combinação de MFI das linhagens de A. oryzae (P6B2 ou P27C3A) obtida em Erlenmeyer e ½ de enzima comercial também favoreceram a hidrólise do BEX (26,1 e 42,4% do valor teórico, respectivamente). No entanto, a combinação de MFI de A. oryzae P6B2 e EE de A. niger obtido em Erlenmeyer promoveram uma conversão final de 65% e um rendimento de etanol de 84% do valor teórico. Vale salientar que foi utilizado na fermentação alcoólica o meio hidrolisado na íntegra, contendo açúcares, enzimas, biomassa lignocelulósica e micélio fúngico. Como conclusões gerais, constatou-se que a utilização de MFI produzido pelos fungos por FES na hidrólise do BEX resultou em rendimentos semelhantes ou mais elevados quando comparado com a hidrólise do BEX utilizando EE, dando a clara indicação de que o passo de extração/filtração das enzimas pode ser eliminado; a utilização do complexo enzimático de A. oryzae P6B2 em combinação com o complexo enzimático de A. niger resultou em uma hidrólise mais eficiente do BEX quando comparado com outras combinações, mostrando a importância da seleção de micro-organismos produtores de enzimas envolvidas na degradação da lignocelulose, para que a produção de etanol celulósico possa se tornar economicamente viável; e por fim, a utilização de um único sistema de reator para a realização das etapas de produção de enzimas por FES, sacarificação e fermentação alcoólica pode ser realizada, evitando-se a necessidade de etapas de filtração.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3641.pdf: 2915031 bytes, checksum: 75a88eb9fcd13120c484443ffeae1a1a (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this work was evaluated the sugarcane bagasse (SCB) pretreatment by aqueous ammonia, an alkaline method. Samples of SCB (in natura and steam exploded unwashed) were pretreated with ammonium hydroxide solution (NH4OH) at 1:5 solid-liquid ratio (by weight), in a bench scale. Preliminary assays were carried out employing NH4OH solution (28% w/w) at room temperature 24 ± 3 ⁰C by 7, 15 and 30 days. In these experiments, it was observed that the pretreatment was selective in removing lignin and hemicellulose. New experiments were carried out using at 50⁰C and NH4OH 15% during 30, 60 and 90 minutes. In these pretreatments the same behavior was observed. In the next assays, it decided to fix the reaction time in 60 minutes and the temperature in 100⁰C. Samples of in nature and steam exploded SCB were pretreated at diffent NH4OH concentrations (4 to 15%). Enzymatic hydrolysis assays were carried out in Erlenmeyers flasks (50⁰C, pH 4.8 and 250 rpm) using 30 FPU/g bagasse (Accellerase 1500, Genencor) and 5 CBU/g bagasse (BG, Genencor). Experiments were carried out employing in natura SCB (pretreated conditions 4, 10 and 15% NH4OH solution, 60 min., 100⁰C) with 3% of solid loading. A glucose conversion of 64.2% was reached in the best condition (10% NH4OH solution). Experiments were carried out employing steam exploded SCB (5, 10 e 15% NH4OH solution, 60 min. and 100⁰C) with 5% of solid loading. A glucose conversion of 79.9% was reached in the best condition (15% NH4OH solution). Hydrolysis experiments using higher solid loading (5% for in natura and 10% for steam exploded) and 30 FPU/g cellulose (Accellerase 1500) were carried out. A glucose conversion of 69.6% for in natura and 82.2% for steam exploded SCB were obtained. Fermentation assays (250 rpm, 30⁰C) employing commercial and industrial Saccharomyces cerevisiae were conducted, in a rich and poor medium. A theoretical fermentation yield up to 78% was found for the poor medium and around 88% for the rich medium. The industrial S. cerevisiae shows a value of yield slightly superior to those of commercial strain. Samples of SCB (before and after pretreatment) were analyzed by scanning electron micrograph (SEM). / O objetivo deste trabalho foi avaliar a etapa de pré-tratamento do bagaço de cana de açúcar empregando amônia aquosa, um método alcalino. Amostras de bagaço (in natura e explodido a vapor não lavado) foram tratadas na proporção 1:5 (massa de bagaço seco por massa de solução de NH4OH), em escala de bancada. Ensaios preliminares foram realizados empregando solução 28% (m/m) de NH4OH, a temperatura ambiente 24 ± 3 ⁰C por 7, 15 e 30 dias em recipiente fechado. Nestes experimentos verificou-se que o pré-tratamento foi seletivo na remoção de lignina e hemicelulose. Novos experimentos foram realizados fixando-se a temperatura em 50⁰C e a concentração de NH4OH em 15%. Avaliaram-se tempos de reação de 30, 60 e 90 min. Nestes prétratamentos o mesmo comportamento foi observado. Nos próximos ensaios o tempo de reação foi fixado em 60 min e a temperatura em 100⁰C. Amostras de bagaço foram pré-tratadas em soluções de NH4OH (4 a 15%). Experimentos de hidrólise enzimática foram realizados em frascos de Erlenmeyer (50⁰C, pH 4,8 e 250 rpm) empregando 30 FPU/g bagaço (Accellerase 1500, Genencor) e 5 CBU/g bagaço (BG, Genencor). Na hidrólise das amostras de bagaço in natura (pré-tratadas com soluções de NH4OH 4, 10 e 15%, 60 min, 100⁰C) com carga de sólidos de 3% a melhor conversão em glicose foi de 64,2% (amostra tratada NH4OH 10%). Na hidrólise da amostra de bagaço explodido (pré-tratadas com NH4OH 5, 10 e 15%, 60 min e 100⁰C) com carga de sólidos de 7% a melhor conversão em glicose foi de 79,9% (amostra tratada com NH4OH 15 %). Hidrólises com maior carga de sólidos, 5% (bagaço in natura) e 10% (bagaço explodido), utilizando 30 FPU/g celulose (Accellerase 1500, Genencor) foram realizadas. Nestes ensaios obteve-se conversão em glicose de 69,6% (bagaço in natura) e 82,2% (bagaço explodido). Experimentos de fermentação alcoólica (250 rpm, 30⁰C) foram realizados empregando levedura Saccharomyces cerevisiae (comercial e industrial) em meios de cultivo denominados rico e pobre . A eficiência na conversão da glicose em etanol nos experimentos foi acima de 78% (meio pobre ) e da ordem de 88% (meio rico ). A levedura industrial apresentou eficiência um pouco superior à comercial. As amostras de bagaço (antes e após o pré-tratamento) foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV).

Submitted by Caroline das Neves Mendes Nunes null (ca.mendes.nunes@gmail.com) on 2018-03-13T17:18:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação do Mestrado Completa - Entrega.pdf: 2225273 bytes, checksum: 1a95f4918cc1bde4f9a8dcde06993a94 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Pizzani null (luciana@btu.unesp.br) on 2018-03-13T19:53:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nunes_cnm_me_bot.pdf: 2225273 bytes, checksum: 1a95f4918cc1bde4f9a8dcde06993a94 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T19:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nunes_cnm_me_bot.pdf: 2225273 bytes, checksum: 1a95f4918cc1bde4f9a8dcde06993a94 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O aumento da permeabilidade intestinal promove o influxo de toxinas bacterianas do lúmen intestinal para o interior do hospedeiro, desencadeando em resposta inflamatória de baixo grau, semelhante à observada na expansão do tecido adiposo e na etiologia das doenças crônicas. Foi realizado estudo transversal para identificar os determinantes das concentrações plasmáticas de proteína ligadora de lipopolissacarídeo (LBP) em mulheres adultas ingressantes em programa para mudança do estilo de vida. Foram avaliadas 74 mulheres com idade entre 35 a 67 anos, as quais foram submetidas à avaliação sociodemográfica e clínica, antropométrica, de composição corporal e consumo alimentar, coleta sanguínea e bioquímica padrão. Todas as análises foram efetuadas pelo programa estatístico SPSS versão 19.0, e o nível de significância adotado foi de 5%. Observou-se que as concentrações da LBP foram significativamente maiores em mulheres com excesso de peso e que este biomarcador apresentou correlações moderadas com a circunferência abdominal, a pressão arterial e com o índice de gordura hepática. Similarmente, notou-se que a ingestão de frutose e de gordura poli-insaturada, a pressão arterial diastólica, a transaminase glutâmico-pirúvica e o percentual de gordura corporal total, influenciaram os níveis plasmáticos da LBP de maneira independente das demais variáveis. Desta forma, o presente estudo demonstra que a LBP está relacionada a dois componentes da síndrome metabólica e ao acúmulo hepático de gordura em mulheres adultas. Elevações plasmáticas deste biomarcador podem refletir o consumo de alimentos industrializados, o excesso de peso e as alterações metabólicas que são provocadas ou agravadas pela permeabilidade intestinal aumentada. / Increased intestinal permeability promotes the influx of bacterial toxins from the intestinal lumen into the host, triggering low grade inflammatory response similar to that observed in the expansion of adipose tissue and in the etiology of chronic diseases. A cross-sectional study was conducted in adult women to identify the determinants of plasma lipopolysaccharide binding protein (LBP) concentrations in adult women entering a lifestyle modification program. A total of 74 women aged 35-67 years were assessed, which were submitted to sociodemographic and clinical, anthropometric, body composition and food consumption evaluations, blood collection and standard biochemistry. All analyzes were performed by the SPSS software version 19.0 and the significance level adopted was 5%. It was observed that LBP concentrations were significantly higher in overweight women and this biomarker showed moderate correlations with waist circumference, blood pressure and liver fat index. Similarly, the ingestion of fructose and polyunsaturated fat, diastolic blood pressure, glutamic-pyruvic transaminase and total body fat percentage influenced plasma LBP levels independently of the other variables. Thus, the present study demonstrates that LBP is related to two components of metabolic syndrome and to the hepatic accumulation of fat in adult women. Plasma elevations of this biomarker may reflect consumption of processed foods, overweight, and metabolic changes that are caused by increased intestinal permeability. / 130378/2016-0

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Hábitos inadequados no estilo de vida, pelo consumo exacerbado de dietas ricas em gorduras e açúcares (frutose e sacarose), correlacionam-se positivamente com o desenvolvimento da obesidade, da resistência à insulina (RI) e da esteatose hepática não alcoólica (NAFLD). O estudo teve como objetivo avaliar a magnitude dos efeitos da administração crônica de dietas ricas em gordura e/ou frutose, e ainda, comparar os efeitos dos açúcares isoladamente (frutose e sacarose) sob as alterações bioquímicas, o perfil inflamatório, as respostas morfofuncionais e as expressões proteicas e gênicas de fatores de transcrição envolvidos na lipogênese, na beta-oxidação, na gliconeogênese e no estresse oxidativo no fígado. Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em dois experimentos: 1) Dieta controle/standard chow (SC), dieta high fat (HF 42%), dieta high frutose (HFr 34%) e dieta high fat + high frutose (HFHFr - 42% fat + 34% frutose) por 16 semanas; 2) Dieta controle/standard chow (SC), dieta high frutose (HFru 50%) e dieta high sacarose (HSu 50%) por 15 semanas. Ao final dos experimentos foram observados: 1) Não houve diferença na massa corporal entre os animais HFr e SC, só foi observado ganho de peso nos grupos HF e HFHFr. Houve ainda aumento do colesterol total, dos triglicerídeos plasmáticos e hepáticos e RI nos grupos HF, HFr e HFHFr. No fígado, foi observado NAFLD com aumento na expressão de SREBP-1c e PPAR-γ, e redução de PPAR-α. A gliconeogênese mediada pelo GLUT-2 e PEPCK também foi aumentada nos grupos HF, HFr e HFHFr em relação ao grupo SC. Áreas de necroinflamação também foram observadas nos animais HFr e HFHFr; 2) Não houve diferença na massa corporal entre os grupos SC, HFru e HSu. Porém, houve aumento do colesterol total, dos triglicerídeos plasmáticos e hepáticos, da RI, das adipocinas (IL-6, resistina, MCP-1 e leptina), e redução da adiponectina. No fígado, abundante NAFLD com predominância da expressão proteica e gênica de SREBP-1c, PPAR-γ e redução de PPAR-α; e desequilíbrio antioxidante com redução da SOD, da Catalase e da GRx nos grupos HFru e HSu quando comparados ao SC. Não houve diferença na GPx entre os três grupos. Ainda foi observado aumento na expressão proteica de G6Pase, PEPCK e GLUT-2, envolvidos na gliconeogênese hepática nos grupos HFru e HSu. Áreas de necroinflamação, característico da transição NAFLD-NASH, também foram observados. Os resultados permitem concluir que, independente do aumento da massa corporal, a administração crônica de dietas ricas em frutose e sacarose tem efeitos similares aos observados com o consumo de dieta hiperlipídica. Parece que a RI e a NAFLD sejam os precursores destas alterações. / Habits unsuitable lifestyle, exacerbated by consumption of diets rich in fat and sugars (sucrose and fructose) are positively correlated with the development of obesity, insulin resistance (IR) and nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). The study aimed to evaluate the magnitude of the effects of chronic administration of diets rich in fat and/or fructose, and also compare the effects of sugars alone (fructose and sucrose) in the biochemical changes, the inflammatory profile, and the morphological and functional responses the protein and gene expression of transcription factors involved in lipogenesis, beta-oxidation, gluconeogenesis and oxidative stress in the liver. Male C57BL / 6 mice were divided into two experiments: 1) Diet control/standard chow (SC), high fat diet (HF - 42%), high-fructose diet (HFr - 34%) and high fat + high fructose diet (HFHFr - 42% fat + 34% fructose) for 16 weeks; 2) Diet control/standard chow (SC), high-fructose diet (HFru - 50%) and high sucrose diet (HSu - 50%) for 15 weeks. At the end of the experiments were observed: 1) There was no difference in body mass between HFr and SC groups, only weight gain was observed in the HF group and HFHFr. There was also an increase in total cholesterol, plasma and hepatic triglycerides and IR in HF, HFr, HFHFr groups. In the liver, NAFLD was observed with increased expression of SREBP-1c, PPAR-γ and PPAR-α reduction. The gluconeogenesis mediated by GLUT-2 and PEPCK was also increased in HF, HFr and HFHFr groups compared to SC. Areas of necroinflammation were also observed in HFr and HFHFr; 2) There was no difference in body mass between the SC, HFru and HSu groups. However, there was an increase in total cholesterol, plasma and hepatic triglycerides, IR, adipokines (IL-6, resistin, leptin and MCP-1), and decreased of adiponectin. In the liver, abundant NAFLD with prevalence of protein and gene expression of SREBP-1c, PPAR-γ and PPAR-α reduction; and antioxidant imbalance with reduction of SOD, catalase and GRx in HFru and HSu groups when compared to SC. There was no difference in GPx between the three groups. Further increase in protein expression of G6Pase, PEPCK and GLUT-2, involved in hepatic gluconeogenesis in HFru and HSu groups was noted. Inflammatory infiltrate characteristic of transition NAFLD-NASH were also observed. The results indicate that, regardless of the increase in body mass, chronic administration of diets rich in fructose and sucrose have similar effects to those observed with the consumption of high-fat diet. It seems that IR and NAFLD are the forerunners of these changes.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O acúmulo crônico de gordura no fígado (doença hepática gordurosa não alcoólica ou esteatose hepática não alcoólica - NAFLD) está fortemente associada com a obesidade e a resistência à insulina. O estudo teve como objetivo investigar o efeito do exercício físico (natação) na redução da esteatose hepática e comorbidades associadas, incluindo a expressão hepática de síntese de ácidos graxos e receptor proliferador de peroxissoma atividade alfa. Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em dois grandes grupos de acordo com a dieta durante 22 semanas: dieta padrão (10% de gordura, SC) ou dieta rica em gordura (60% de gordura, HF), caracterizando os grupos sedentários SC-Sed e HF-Sed. Nas últimas 10 semanas do experimento, metade dos grupos sedentários foram submetidos ao protocolo de natação com um aumento progressivo no tempo (6/dia até 60/dia, 5x/semana), caracterizando os grupos exercitados: SC-Ex e HF-Ex. No final do experimento, comparado ao grupo SC-Sed, o grupo HF-Sed teve a massa corporal significativamente superior, hiperglicemia, hiperinsulinemia com resistência à insulina, hipertrofia dos adipócitos (com infiltrado inflamatório), hipertrofia das ilhotas pancreáticas, dislipidemia, alteração das enzimas hepáticas e inflamatórias e NAFLD com mudanças na expressão de proteínas hepáticas lipogênicas e oxidativas. O programa de natação, mesmo concomitante com a dieta rica em gordura, reduziu o excesso de peso e todos os outros resultados, especialmente a NAFLD. Os resultados permitem concluir que a natação pode atenuar os efeitos deletérios de uma dieta rica em gorduras combinado com estilo de vida sedentário em camundongos. Estes dados reforçam a idéia que o exercício físico pode ser considerado uma estratégia terapêutica não farmacológica eficaz no tratamento da NAFLD, obesidade e resistência à insulina. / Chronic accumulation of fat in the liver (nonalcoholic fatty liver disease or NAFLD) is a morbid condition strongly associated with obesity and insulin resistance. The study aimed to investigate the effect of swimming training in reducing the NAFLD and associated comorbidities, including the hepatic expression of fatty acid synthesis and peroxisome proliferator receptor activity-alpha . Male C57BL/ 6 mice were separated into two major groups according to their nutrition and studied during 22 weeks: standard chow (10% fat, SC) or high fat chow (60% fat, HF), characterizing the sedentary groups SC-Sed and HF- Sed. In the last 10 weeks of the experiment, half of the sedentary groups were submitted to a swimming training with a progressive increase in duration, characterizing the exercised groups: SC-Ex and HF-Ex. At the end of the experiment, considering the findings in the SC-Sed group, HF-Sed group had significantly higher body mass, hyperglycemia, hyperinsulinemia with insulin resistance, hypertrophy of the adipocytes (with inflammatory infiltrate), hypertrophy of the pancreatic islets, dyslipidemia, altered liver enzymes and inflammatory cytokines, and NAFLD with changes in gene expression of hepatic lipogenic and oxidative proteins. The swimming program, even concomitant with the high-fat diet, reduced overweight and all the other worst findings, especially NAFLD. The results allow the conclusion that swimming training can attenuate the morbid effects of a high-fat diet combined with sedentary lifestyle in mice. These data reinforce the notion that swimming exercise can be considered an efficient nonpharmacologic therapy in the treatment of NAFLD, obesity and insulin resistance.

Researches are done with the aim of select yeast strains that plays a differentiated role in the process of alcoholic fermentation, with the purpose of improve the performance in the ethanol production and decrease the productions costs. In this work it was studied the application of Saccharomyces cerevisiae yeasts with flocculent features in fed batch reactor. It was evaluated the fermentative capacity of six strains of flocculent yeasts. The yeast C2/00 was involved in higher productivity and yield in ethanol compared to other yeasts tested. After it was studied the alcoholic fermentation in fed batch reactor using the yeast C2/00. The fermentations were performed at 32°C and initial pH adjusted in 4.5. The process was optimized in sucrose concentration of 170 g/L, cell concentration in the inoculum of 40% (v/v) and filling time of 6 hours, it is obtaining a yield of 92.20% in relation to the theoretical one, productivity of 6.01 g/L.h and residual sucrose of 42.84 g/L in 10.5 hours of fermentative process. It was studied the influence of cells recirculation during the fermentative process and the influence of initial concentration of ethanol and substrate in inoculum on the fed batch process with the aim of improve the productivity and reduce the residual sugar. From of this study it was obtained 92.75% of yield, 9.26 g/L.h of productivity, 2.9 g/L of residual sucrose concentration and the ethanol concentration produced was 83.37 g/L in 9 hours of fermentative process. The inhibition by the substrate and product model to the kinetics of alcoholic fermentation was proposed. The parameters of model were calculated by means of nonlinear adjust to the experimental results of growth of yeast, substrate consumption and formation of product to the batch reactor. The maximum specific speed of growth was 0.103 h-1 with KI and Ks equal to 109.86 and 30.24 g/L, respectively. With the experimental results of fed batch reactor and fed batch with recycle, it can be noted a good fit to the model proposed, resulting in a maximum specific velocity of growth of 0.080 h-1 to the process in fed batch without recycle and 0.182 h-1 to the fed batch process with recycle of fermentative media. The ethanol concentration in which the production of it is completely inhibited (P max) was 110 gethanol /L , approximately 13.92% (v/v). For the result of maximum concentration of product that inhibits fully the microorganisms growth (Pmax) was 12% (v/v), corresponding to 94.8 g/L of ethanol. The specific velocity of sedimentation (SVS) to the yeast C2/00 in pH 5 was 0.240 min-1 and the sedimentation rate of the test beaker was 0.444 cm/min. The alcoholic fermentation, using the flocculent yeast Saccharomyces cerevisiae in fed batch reactor with recycle of fermentative media provided higher productivity and yields when compared to the reported data by literature, in which used batch reactor or fed batch without recycle of fermentative media. / Com o objetivo de melhorar o desempenho na produção de etanol e diminuir os custos de produção, pesquisas são realizadas no intuito de selecionar linhagens de leveduras que vêm sendo diferenciadas no processo de fermentação alcoólica. Neste trabalho estudou-se a aplicação de leveduras Saccharomyces cerevisiae com características floculantes em reator batelada alimentada. Avaliou-se a capacidade fermentativa de seis cepas de leveduras floculantes. A levedura C2/00 foi a gerou maiores produtividade e rendimento em etanol em comparação às outras leveduras testadas. Posteriormente, estudou-se a fermentação alcoólica em processo batelada alimentada utilizando a levedura C2/00. As fermentações foram realizadas a 32°C e pH inicial ajustado em 4,5. O processo foi otimizado com concentração de sacarose de 170 g/L, concentração celular no inóculo de 40% (v/v) e tempo de enchimento de 6 horas, obtendo-se um rendimento de 92,20% em relação ao teórico, produtividade de 6,01 g/L.h e sacarose residual de 42,84 g/L em 10,5 horas de processo fermentativo. Com o intuito de melhorar a produtividade e reduzir o açúcar residual foi estudada a influência da recirculação de células durante o processo fermentativo e a influência da concentração inicial de etanol e substrato no inóculo no processo em batelada alimentada. A partir deste estudo obteve-se 92,75% de rendimento, 9,26 g/L.h de produtividade, 2,9 g/L de concentração de sacarose residual e a concentração de etanol produzido foi de 83,37 g/L em 9 horas de processo fermentativo. Foi proposto o modelo de inibição pelo substrato e produto para a cinética da fermentação alcoólica. Os parâmetros do modelo foram calculados por meio de ajuste não linear aos resultados experimentais de crescimento de leveduras, consumo de substrato e formação de produto para o reator batelada. A velocidade específica máxima de crescimento foi de 0,103 h-1 com KI e Ks iguais a 109,86 e 30,24 g/L, respectivamente. Com os resultados experimentais do reator batelada alimentada e batelada alimentada com reciclo, constatou um bom ajuste do modelo proposto, resultando em uma velocidade específica máxima de crescimento de 0,080 h-1 para o processo em batelada alimentada sem reciclo e 0,182 h-1 para o processo batelada alimentada com reciclo de meio fermentativo. A concentração máxima de etanol na qual a produção do mesmo foi completadamente inibida (P máx) foi de 110 getanol /L , aproximadamente 13,92% (v/v). No entanto a concentração máxima de produto que cessa totalmente o crescimento do micro-organismo (Pmáx) foi de 12% (v/v), correspondendo a 94,8 g/L de etanol. A velocidade específica de sedimentação (VES) para a levedura C2/00 em pH 5 foi de 0,240 min-1 e a velocidade de sedimentação pelo teste da proveta foi de 0,444 cm/min. A fermentação alcoólica, utilizando a levedura floculante Saccharomyces cerevisiae em reator batelada alimentada com reciclo de meio fermentativo forneceu maior produtividade e rendimentos quando comparados a dados reportados pela literatura, nos quais utilizaram reator batelada ou batelada alimentada sem reciclo de meio fermentativo. / Doutor em Engenharia Química

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents as objective to study the simultaneous influence of pH, temperature and sulphite concentration on situations comprising stress situations for the yeast on the alcoholic fermentation by the use of a central composite design (CCD). The yeast Saccharomyces cerevisiae Y-940 was used and the experiments were carried out in a temperature and agitation controlled mixture reactor with a useful volume of 2L. The conditions defined on the CCD were: temperature ranging from 21.5 to 48.5ºC, pH ranging from 1.5 to 5.5 and sulphite concentration ranging from 0 to 345mg/L. The fermentations were accompanied throughout time by sucrose, ethanol, glycerol and cells concentrations and, by the end of 12 hours, cell viability and trehalose concentration were determined as well. From the obtained data, cell viability, the final amount of intracellular trehalose, ethanol yield and productivity and glycerol yield were analyzed as responses. The variables values that maximized the cell viability were temperature ranging from 21.5 to 31ºC, pH ranging from 3.2 to 4.2 and sulphite concentration from 0 to 45mg/L. For the final amount of trehalose, the temperature interval that maximized the response ranged from 23.5 to 38ºC, the pH ranging from 3.5 to 4.6 and the sulphite concentration ranging from 0 to 90mg/L. To achieve the maximum ethanol yield (g/g), the temperature ranged from 32.5 to 39ºC, the pH ranged from 3.5 to 4.3 and the sulphite concentration from 0 to 90 mg/L. The ethanol maximum productivity (g/L.h) was attained in a temperature of 33.5ºC, in a pH of 3.9 and in absence of sulphite. The conditions for a maximum glycerol yield were: 48.5ºC, pH of 5.5 and a sulphite concentration of 345 mg/L. With the objective of investigating the sulphite effect on fermentation with a greater level of detail, additional experiments were conducted by adopting conditions that allowed to evaluate the isolated effect of sulphite on fermentations, allowing to reach the conclusion that greater sulphite concentrations generates a high glycerol yield and lowers ethanol productivity and cell viability. The fermentation kinetic at the point defined as optimal by analyzing the CCD responses was well adjusted to the model proposed by Ghose and Thiagy. The found μmax parameter was 0,15h-1, Ks of 3,31g/L, Ki of 135,87g/L and a Pm of 84,23g/L. / O presente trabalho teve como objetivo estudar a influência conjunta do pH, temperatura e concentração de sulfito em condições que englobaram situações de estresse para levedura na fermentação alcoólica, utilizando um planejamento composto central (PCC). Foi utilizada a levedura Saccharomyces cerevisiae Y-940, sendo os ensaios conduzidos em um reator de mistura com volume útil de 2L, com controles de temperatura e agitação. As condições definidas pelo PCC foram: temperatura na faixa de 21,5 a 48,5°C; pH de 1,5 a 5,5 e a concentração de sulfito de 0 a 345 mg/L. As fermentações foram acompanhadas ao longo do tempo pelas medidas de concentrações de sacarose, etanol, glicerol e células e, ao final de 12h, foram determinadas, também, a viabilidade celular e a concentração de trealose, sendo analisadas como respostas a viabilidade celular, a quantidade final de trealose intracelular, o rendimento e produtividade de etanol e rendimento em glicerol. As faixas das variáveis que maximizaram a viabilidade celular foi temperatura de 21,5 a 31ºC, de pH de 3,2 a 4,3, e concentração de sulfito de 0 a 45 mg/L. Para a quantidade final de trealose, o intervalo da temperatura que maximizou a resposta foi de 23,5 a 38ºC, o pH, de 3,5 a 4,6 e a concentração de sulfito, de 0 até 90mg/L. Para atingir o máximo rendimento em etanol (g/g) a faixa de temperatura foi de 32,5 a 39°C, o pH de 3,5 a 4,3 e a concentração de sulfito de 0 a 90mg/L. A máxima produtividade de etanol (g/L.h) foi obtida nas condições de temperatura de 33,5ºC, pH de 3,9 e na ausência de sulfito. As condições para o máximo rendimento de glicerol foram: temperatura de 48,5°C, pH 5,5 e concentração de sulfito 345mg/L. Com o objetivo de se investigar mais detalhadamente o efeito do sulfito na fermentação foram realizados experimentos complementares, adotando-se condições que permitiram avaliar o efeito isolado do sulfito na fermentação e concluiu-se que maiores concentrações de sulfito no meio geram maior rendimento em glicerol e menores produtividade de etanol e viabilidade celular. A cinética da fermentação no ponto definido como ótimo pelas análises das repostas do PCC se ajustou bem ao modelo proposto por Ghose e Thiagy. O parâmetro μmax encontrado foi de 0,15h-1, Ks de 3,31g/L, Ki de 135,87g/L e o Pm de 84,23g/L. / Mestre em Engenharia Química