PRATA, Mara de Moura Gondim. Avaliação dos mecanismos de proliferação e tipos de morte celular na lesão induzida pela Escherichia coli enteroagregativa e sua modulação por alanil-glutamina e betacaroteno. 2013. 122 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2013. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2014-01-24T12:17:24Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_mmgprata.pdf: 4389191 bytes, checksum: 4ea88bc81357c4bd79732d4483ceb88a (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2014-01-24T12:17:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_mmgprata.pdf: 4389191 bytes, checksum: 4ea88bc81357c4bd79732d4483ceb88a (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-24T12:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_mmgprata.pdf: 4389191 bytes, checksum: 4ea88bc81357c4bd79732d4483ceb88a (MD5) Previous issue date: 2013 / Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) is among the most important agents associated with persistent diarrhea (DP) and was prevalent in studies in children in poor communities in the city of Fortaleza. EAEC cause intestinal injury and inflammation leading to DP and, when combined with malnutrition, can cause a cognitive deficit and infant growth impairment. The current study examined in vitro (IEC-6 and HEp-2) intestinal pathophysiology of three strains: EAEC wild type, EAEC 042 (positive control) and non-pathogenic E.coli HS as well as the role of alanyl-glutamine (AG) and beta-carotene in the mechanisms of proliferation, apoptosis and necrosis in response to the injury caused by EAEC strains. The wild type strain was isolated from a malnourished child. Intestinal cells viability assay in showed a significant reduction (p<0.05) after post-infection with EAEC strains at concentrations of 105UFC/mL in 12, 24 and 48 hours. However, the E.coli HS only changed the intestinal cell viability after 48 hours. EAEC post-infected intestinal cells presented mRNA transcription decrease (p<0.05) of c-jun and c-fos at the period of zero, 6 and 12 hours after infection was terminated, but E.coli HS showed this decrease only after 12h of infection. Intestinal cell apoptosis increased after infection by all strains 24h of infection. However, the cell damage remained intense in the cells treated only with EAEC strains. EAEC 042 increased cell necrosis (p<0.05) in all evaluated periods, but the wild type strain caused damage with only at the period of 24h. All infected cells had a mRNA transcription increase of caspase 8 gene (p<0.05) in12h. NF-kB mRNA transcription increase (p<0.05) was seen in infected cells only in the period of 12h. While transcription levels of IL-8 were extremely high immediately after the infection was interrupted (0h), that was a drastic reduction at 12h after the end of infection. The wild type strain caused a reduction in cell viability linked apoptosis. However, EAEC 042 induced this decrease as also cellular necrosis. E. coli HS showed a different infection profile probably because its lack of virulence genes. AG 1mM supplementation was able to enhance cell proliferation (p<0.05) associated with apoptosis and necrosis reduction (p<0.05) in post-infected cells at the periods of 12, 24 and 48h. However, the presence of AG 1mM in infected cells did not affect the mRNA transcription low levels of c-jun and c-fos as seen after EAEC infection, and failed to block caspase 8 mRNA transcription increase (p<0.05). The IL-8 mRNA transcription temporal reduction was not associated with AG treatment in post-infected cells. Supplementation with AG had positive effects on epithelial protection against damage caused by both EAEC strains in proliferation assay and inhibition of cell death. However, since caspase 8 mRNA transcription decrease was not observed after AG treatment, AG anti-apoptosis feature could be probably related to another mechanism. Beta-carotene cell damage reversal on cell viability assay was statistical significant (p<0.05) 24 hours after infection was ended. Beta-carotene caused 48h apoptosis and necrosis (p<0.05) in wild type strain post-infected cells. Infected cells treated with beta-carotene could not block c-jun and c-fos mRNA transcription reduction and also failed to inhibit caspase 8 mRNA transcription, but beta-carotene itself increased levels of caspase 3 at the period of 12h after infection. Beta-carotene was shown to be potentially harmful to intestinal cells causing cell death probably related to its pro-oxidant effects. / A Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) está entre os mais importantes agentes associados às doenças diarreicas persistentes (DP) e mostrou-se prevalente em estudos na população infantil em comunidades carentes da cidade de Fortaleza. A EAEC causa lesão e inflamação intestinal levando a DP e, quando associada à desnutrição, pode ocasionar um déficit cognitivo e redução do crescimento infantil. Este estudo analisou in vitro (IEC-6 e HEp-2), o papel da alanil-glutamina (AG) e do betacaroteno nos mecanismos de proliferação, apoptose e necrose e em resposta a lesão intestinal induzida por uma cepa EAEC selvagem (LDI001), uma cepa controle EAEC 042 e uma cepa de E. coli HS comensal. A cepa LDI001 foi isolada de uma criança desnutrida. Na viabilidade celular houve uma redução significativa (p<0.05) pós-infecção com as EAECs nas concentrações de 105UFC/mL nos tempos de 12, 24 e 48 horas. Contudo, a cepa comensal apenas alterou no tempo tardio (48h). As células lesionadas por EAEC diminuíram a transcrição (p<0.05) do mRNA dos genes c-jun e c-fos e, apenas tardiamente (12h), com a cepa comensal. A apoptose celular aumentou (p<0.05) após a infecção com todas as cepas em 24h. Porém, o dano persistiu elevado apenas nas células tratadas com as cepas de EAEC. A cepa 042 aumentou as células necróticas (p<0.05) em todos os tempos, embora a LDI001 causou o dano apenas em 24h.Todas as células infectadas sofreram aumento da transcrição (p<0.05) de caspase 8 em 12h. Houve aumento trascricional (p<0.05) de NF-kB em 12h nas células infectadas. Enquanto os níveis de transcrição de IL-8 foram altos imediatamente ao termino da infecção (0h) e houve redução em 12h. A LDI001 causou redução da viabilidade celular vinculada à sua ação apoptótica. A EAEC 042 induziu danos tanto pela apoptose como a necrose celular. A cepa comensal mostrou um perfil diferenciado das outras cepas provavelmente por não apresentar genes de virulência. A suplementação com AG 1mM foi capaz de aumentar a proliferação celular (p<0.05) associado a redução da apoptose e necrose (p<0.05) nas células pós-infectadas nos tempos de 12, 24 e 48h. Contudo, a presença de AG 1mM nas células infectadas não alterou os baixos níveis transcricionais de c-jun e c-fos promovidos pela infecção, e não conseguiu bloquear a transcrição significante (p<0.05) de caspase 8. Os níveis de transcrição de NF-kB ainda permaneceu aumentado (p<0.05) na presença de AG em células pós-infectadas no tempo de 12h. Percebeu-se a continua redução temporal da transcrição de IL-8 não estava associada ao tratamento das células infectadas com AG 1mM. A suplementação com AG obteve efeitos positivos na proteção epitelial contra os danos causados pela infecção das cepas tanto nos processos proliferativos quanto na inibição de morte celular. Contudo, a alanil-glutamina não bloqueou a transcrição de caspase 8 podendo sua função antiapoptótica estar relacionada a outra via de ação no presente modelo em estudo. O tratamento com betacaroteno promoveu a reversão do dano na viabilidade celular significativa (p<0.05) apenas em 24h após infecção. Enquanto a presença do betacaroteno em células pós-infectadas com EAEC selvagem causou aumento de apoptose e necrose (p<0.05) em 48h. Células infectadas tratadas com betacaroteno não aumentaram os níveis de c-jun e c-fos e também não conseguiram bloquear a transcrição de caspase 8 e aumentaram (p<0.05) os níveis de caspase 3 no tempo de 12h. O betacaroteno mostrou-se potencialmente lesivo às células causando morte celular, provavelmente, relacionado aos seus efeitos prooxidantes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:21:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289260.pdf: 18654045 bytes, checksum: 8d26684a084949f9efefa9fb9f33e326 (MD5) / O objetivo geral desta tese foi estudar o processo de encapsulamento de ß-caroteno em PHBV (poli 3-hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) utilizando dióxido de carbono pressurizado como anti-solvente avaliando, posteriormente, o comportamento de liberação in vitro das partículas. Para o alcance de tal objetivo, primeiramente, foi realizado um estudo do efeito das variáveis de processo nas características das partículas de ß-caroteno e PHBV, puras e co-precipitadas. Na precipitação do PHBV puro, o efeito da pressão foi verificado, avaliando-o na faixa de 80 a 200 bar e constatou-se que o aumento da pressão de precipitação tende a formar menores partículas. A morfologia não foi influenciada pela ação desta variável, apenas obteve-se comportamento diferente do PHBV não processado, o qual inicialmente tinha formação fibrosa passando após a precipitação para estrutura do tipo esfera. Para o ß-caroteno puro foi investigado o efeito da sua concentração na solução e também da pressão de precipitação, os quais foram de 4 e 8 mg.ml-1 e 80 a 200 bar, respectivamente. Verificou-se que mantendo a concentração da solução fixa, ocorre um aumento do tamanho médio das partículas de ß-caroteno com o aumento da pressão e que no intervalo de pressão de 80 a 160 bar as partículas apresentaram valores crescentes e na faixa de 160 a 200 bar o valor médio do tamanho das partículas decresceu. Na etapa de encapsulamento foram estudadas concentrações de ß-caroteno na solução que variaram de 2 a 30 mg.ml-1 sempre mantendo a concentração de PHBV fixa e igual a 30 mg.ml-1. Os percentuais e eficiência de encapsulamento foram determinados submetendo as amostras do material co-precipitado à agitação manual por 20 segundos e agitação magnética por 300 segundos, a partir do qual obteve-se eficiência máxima de encapsulamento de 55,53 % e 45,06 % respectivamente, na concentração de 30 mg.ml-1 de ß-caroteno. Observou-se na faixa de concentração de 8 a 16 mg.ml-1 de ß-caroteno um comportamento exponencial da eficiência de encapsulamento em função da sua concentração na solução. Os experimentos em que se obtiveram os maiores percentuais e eficiência de encapsulamento foram selecionados para o estudo dos ensaios de liberação em meios puros (acetato de etila, n-hexano, etanol anidro e solução tampão fosfato # pH 7,4) à 40 °C ± 0,5 °C e 80 rpm. Constatou-se que em acetato de etila e n-hexano os comportamentos de liberação são semelhantes e caracterizados por um burst inicial (em aproximadamente 10 minutos), na qual grande parte do princípio ativo foi liberada. Em média, foram obtidos percentuais de liberação que variaram de 26,97 % a 71,15 %, e de 42,09 % a 55,96 %, para os meios puros contendo acetato de etila e n-hexano, respectivamente. Em etanol anidro o comportamento de liberação apresentou-se diferente, pois não foi verificado o burst inicial e a liberação ocorreu de forma gradual e lenta, atingindo percentuais e tempos de liberação de até 88,22 % e 16 dias, respectivamente. Os resultados encontrados para os ensaios de liberação em solução tampão fosfato (pH 7,4) indicaram que mesmo após 60 dias, o princípio ativo continuou a ser liberado. Enfim, para todos os ensaios de liberação constatou-se que a concentração do princípio ativo liberada foi proporcional à massa inicial de ß-caroteno e que através dos meios usados pode-se optar por liberações rápidas ou prolongadas. / The main objective of this work was to determine the in vitro release profiles of â-carotene microparticles encapsulated in PHBV through the use of supercritical fluid technology, using pressurized carbon dioxide as anti-solvent. For this purpose, at first, a study of the effect of process variables on the characteristics of the particles of â-carotene and PHBV, pure and co-precipitated was carried out. In the precipitation of pure PHBV, the effect of pressure was evaluated in the range from 80 to 200 bar, with a resulting negative effect on the particles average size. The morphology was not affected by this variable, leading to only a different behavior compared to raw PHBV, which initially had fibrous structure and after processing presented spherical type. For pure â-carotene, it was investigated the effect of concentration in the solution and also the precipitation pressure (4 and 8 mg.ml-1 and 80 to 200 bar, respectively). The results indicated that keeping the concentration of the solution fixed, there was an increase in the average size of â-carotene particles with increasing pressure and that the system pressure, in the range from 80 to 160 bar, promoted an increase in particle size and in the range of 160 to 200 bar, the mean particle size decreases. In the co-precipitation, it was studied the effect of â-carotene concentrations in solution (ranging from 20 to 30 mg.ml-1), keeping the concentration of PHBV fixed to 30 mg.ml-1. The percentage and encapsulation efficiency were analyzed submitting samples of the material co-precipitated to manual agitation (20 seconds) and magnetic stirring (300 seconds), with the maximum efficiency of encapsulation of 55.53% and 45.06%, respectively, for the â-carotene concentration of 30 mg.ml-1. An exponential behavior of the encapsulation efficiency depending on the â-carotene concentration (from 8 to 16 mg.ml-1) was also verified. The experiments that presented the highest percentage and encapsulation efficiency were selected for the study of the in vitro release, using pure solvent media (ethyl acetate, n-hexane, anhydrous ethanol and phosphate buffer - pH 7.4) at 313.15K and 80 rpm. It was observed that in ethyl acetate and n-hexane the release behaviors are similar and characterized by an initial burst (in about 10 minutes). In these solvents, the percentage of release ranged from 26.97 % to 71.15 %, and 42.09 % to 55.96 %, respectively. For anhydrous ethanol the release behavior was different because it was verified a gradual and slow release with percentage and release times of up to 88.22% and 16 days, respectively. The release results in phosphate buffer (pH 7.4) showed that even after 60 days the active principle continued to be released. For all tests, it was verified that the concentration of â-carotene released is proportional to the initial mass of this active principle and that the specific medium may be used to provide rapid or prolonged releases.

A utilização de bioativos naturais como ingredientes está em constante expansão na indústria alimentícia, devido ao aumento das exigências pelos consumidores por alimentos mais saudáveis. Por isso, há uma busca constante de tecnologias que possibilitem a incorporação de tais substâncias em alimentos. O &#946;-caroteno é uma substância hidrofóbica, cujos benefícios estão relacionados principalmente à sua ação antioxidante. Devido à sua característica hidrofóbica, a utilização deste pigmento implica em desafios tecnológicos para ser incorporado em formulações alimentícias de base aquosa. Por este motivo, a encapsulação em lipossomas pode ser uma ótima alternativa, devido à capacidade de englobar tais substâncias em sua bicamada lipídica. Além da proteção, essas matrizes encapsulantes podem proporcionar a liberação controlada dos ingredientes encapsulados, bem como aumento de sua biodisponibilidade. O objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar dispersões de lipossomas encapsulando &#946;-caroteno estabilizadas com a adição de hidrocolóides(goma xantana ou mistura de goma xantana e goma guar). O diâmetro médio hidrodinâmico, a distribuição de tamanho das partículas e a morfologia foram avaliadas. Os lipossomas produzidos foram vesículas multilamelares (MLV), as distribuições de tamanho dos lipossomas apresentaram-se heterogêneas e as micrografias revelaram a forma esférica dos lipossomas dispersos no meio aquoso, assim como a integridade da sua bicamada lipídica. Foram realizadas análises de quantificação do &#946;-caroteno e colorimetria instrumental, sendo que todas as dispersões mostraram-se eficientes na preservação do &#946;-caroteno ao longo do período de armazenamento. Os hidrocolóides adicionados foram eficazes no aumento da viscosidade da fase contínua, evitando a agregação das vesículas ao longo do tempo, exceto para dispersão estabilizada com a mistura de goma xantana e goma guar, com 0,15% de goma total. Em relação à adição das dispersões de lipossomas em iogurte, as formulações mostraram-se homogêneas, com ausência de grumos ou qualquer tipo de separação de fases, e também foram aprovados por uma parcela de painelistas na análise sensorial. / The use of natural bioactives as ingredients is in constant expansion in the food industry, due to increasing consumer demands for healthier foods. Therefore, there is a constant search for technologies capable of incorporating such substances in food. &#946;-carotene is a hydrophobic substance, whose benefits are mainly related to its antioxidant action. Because of its hydrophobic characteristics, the use of this pigment implies technical challenges to be incorporated into aqueous-based food formulations. For this reason, encapsulation in liposomes may be a good alternative, because of their ability to incorporate such substances in their lipid bilayer. Besides the protection, these encapsulants matrix can provide controlled release of the encapsulated ingredients, as well as increasing its bioavailability. The objective of this study was to produce and characterize dispersions of liposomes encapsulating &#946;-carotene, which were stabilized with the addition of hydrocolloids: xanthan gum or a mixture of xanthan gum and guar gum. The mean hydrodynamic diameter, distribution of particle size and its morphology were studied. The obtained dispersions were multilamellar vesicles (MLV), the liposomes size distributions were heterogeneous and the micrographs revealed the liposomes spherical shape dispersed in aqueous medium, as well as the integrity of their lipid bilayer. The quantification of &#946;-carotene and instrumental colorimetry analyses indicated the liposomes were efficient in the preservation of &#946;-carotene during the storage period. The hydrocolloids added in the dispersions were highly efficient to increase the viscosity of the continuous phase. Therefore, the hydrocolloids were responsible for the prevention of aggregation of the vesicles during the storage period, except for stabilized dispersion with the mixture of xanthan gum and guar gum, with 0.15% gum total. Regarding the dispersions of liposomes added in yoghurt, the formulations were homogeneous, with absence of lumps or any phase separation, and also have been approved by a significant number of the panelists.

Avaliou-se os efeitos do &#946;-caroteno e da vitamina A sobre o processo de proliferação de células ovais em modelo de diferenciação celular hepática. Para tanto, ratos machos Wistar foram tratados com &#946;-caroteno (grupo BC - 70 mg/kg de peso corpóreo [pc]), vitamina A (grupo VA - 10 mg/kg pc) ou óleo de milho (CO - grupo controle) por via intragástrica e em dias alternados, durante 4 semanas consecutivas. Após este período, os animais foram submetidos ao modelo AAF/PH (6 x 20 mg AAF [2-acetilaminofluoreno] / kg pc e hepatectomia parcial) e sacrificados em diferentes dias após a cirurgia (HP). Foram colhidas amostras de fígado para determinação das concentrações de &#946;-caroteno, retinol e palmitato de retinila (por CLAE - cromatografia líquida de alta eficiência); para análises histológica (hematoxilina e eosina) e imuno-histoquímica (com anticorpos anti-GST-P), bem como para avaliação das expressões gênicas (por northern blot) para as conexinas (cx) 43 e 32. Observou-se, através das análises histológica e imuno-histoquímica, que o pico de proliferação das células ovais foi deslocado para dias mais tardios após HP, de forma análoga nos grupos BC e VA, quando comparados ao grupo controle. Além disso, foi constatado que o pico de expressão gênica para cx 43 foi também deslocado para dias mais tardios pós-HP, de forma similar nos grupos BC e VA, e que houve um aumento na expressão gênica para cx 43 entre o 10º e 16º dias após HP no grupo VA, em relação ao controle. Não foi observada diferença na expressão gênica para cx 32 entre os grupos. Conclui-se que o &#946;-caroteno modulou a proliferação de células ovais e a expressão gênica para cx 43, retardando ambos os fenômenos, e que esta ação foi mediada em parte via retinóides ativos. Ainda, o carotenóide mostrou uma tendência em induzir, de forma intrínseca, a diferenciação das células ovais em hepatócitos. / The aim of this work was to investigate the &#946;-carotene and vitamin A effects in the process of oval cells proliferation at hepatic cellular differentiation model. Wistar male rats were treated with &#946;-carotene (BC group - 70 mg/kg body wt), vitamin A (VA group - 10 mg/kg body wt) or com oil (CO - control group) administrated by gavage, on alternate days, during 4 consecutive weeks. Since, the animals were submitted to a AAF/PH model (6 x 20 mg AAF [2-acetylaminofluorene] / kg body wt and partial hepatectomy - PH) and sacrified at different days after PH. Liver samples were picked for analysing &#946;-carotene, retinol and retinyl palmitate concentration (by HPLC); for histology (HE) and immunohistochemistry (with antibody anti-GST-P), and for evaluating connexins 43 and 32 gene expression (by northem blot). Histological and immunohistochemical analysis showed that the oval cells proliferation peak was delayed to the late days after PH, by similar way in the BC and VA groups, when compared with control group. Northem blot evaluation revealed that the cx 43 gene expression was also delayed to the late days after PH, by analogue way in the BC and VA groups, and vitamin A enhanced cx 43 gene expression in the late days after PH. Connexin 32 gene expression did not change among the experimental groups. Thereby, the &#946;-carotene and vitamin A delayed the oval cells proliferation and the cx 43 gene expression. Moreover, &#946;-carotene showed a tendency to induce the oval cells differentiation to hepatocytes.

La luz puede ser usada para causar daño a los tejidos de diversas maneras, ya sea, térmica, mecánica o químicamente. Las aplicaciones de la luz incluyen técnicas terapéuticas en oftalmología, fotocoagulación, fotodisrupción y la fotoquímica. La fotoquímica difiere sustancialmente de las demás técnicas, ya que no implica ningún daño térmico o mecánico. El daño fotoquímico puede ocurrir naturalmente por exposición a la luz, induciendo mecanismos oxidativos. Por ejemplo, las consecuencias del estrés oxidativo de la retina generado por exposición a la luz, implican daño oxidativo de ADN, lípidos y proteínas (1,2). Durante años se ha incursionado en la utilización de diferentes terapias para la cura del cáncer. Una de ellas es la Terapia Fotodinámica. El presente trabajo de tesis se enmarca en este contexto, ahondando en el efecto del Beta-caroteno en el mecanismo de desactivación de oxígeno singlete en células mamíferas, a través del monitoreo directo de esta especie reactiva de oxígeno y la utilización de modelos donde se mimetiza tanto el ambiente heterogéneo al cual se enfrenta el carotenoide en la célula como la interacción con proteínas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338242.pdf: 2904253 bytes, checksum: 20e2123b6f02a52910fe3d309fa9777d (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho os seguintes modelos matemáticos já existentes na literatura são aplicados para simular a liberação de princípios ativos contidos em microcápsulas poliméricas do tipo matriz em um solvente: 2ª. Lei de Fick, Linear Driving Force (LDF), modelo de Solução Monolítica e outros modelos semiempíricos. Os resultados obtidos são comparados com os disponíveis na literatura para os seguintes sistemas: Poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) o PHBV e betacaroteno em etanol, acetato de etila e n-hexano; Polímero de ácido Lático o PLA e lidocaína em solução aquosa de 0,3 M de polifosfato. Para demonstrar o desempenho de cada modelo comparativamente aos dados experimentais, é feita uma análise estatística. Os resultados médios para o coeficiente de difusão para cada sistema princípio ativo-solvente foram de 4,5x10-14 cm2/s, para o betacaroteno em etanol anidro, de 2,7x10-12 cm2/s para o betacaroteno em acetato de etila, de 3,9x10-12 cm2/s para o betacaroteno em n-hexano e de 7,1x10-15 cm2/s para a lidocaína em água com 0,3 molar de fosfato. Foi também calculado o coeficiente de transferência de massa km2 para cada sistema princípio ativo-solvente, obtendo-se os seguintes valores: 0,21 cm/s para betacaroteno e etanol anidro, 0,57 cm/s para betacaroteno e acetato de etila, 0,76 cm/s para betacaroteno e n-hexano e 0,67 cm/s para lidocaína e água com 0,3 molar de fosfato. Pode-se observar que houve variação das liberações de equilíbrio para diferentes sistemas de solvente em microcápsulas, mostrando que existe uma relação estreita entre a fase sólida e a líquida, pois se tem dois sistemas onde ocorre a transferência de massa, que é dentro da microcápsula e no reator agitado. Pode?se concluir a partir disso, que os modelos mais completos são sempre os que melhor se baseiam na fenomenologia do problema, pois foram capazes de representar as etapas fundamentais do processo de transferência de massa como a resistência à transferência de massa na superfície da microcápsula, erosão, difusão Fickiana, quasi-Fickiana e anômala, assim aproximando melhor os resultados numéricos dos resultados experimentais.<br> / Abstract : In this work, the following mathematical models existing in the literature are applied to simulate the release of active ingredients contained in polymeric microcapsules of type matrix with a solvent: 2nd. Fick's law, Linear Driving Force (LDF), monolithic solution model and other semi-empirical models. The results obtained are compared with those available in the literature for the following systems: Poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) PHBV, and beta-carotene in ethanol, ethyl acetate and n-hexane; Lactic Acid Polymer PLA and lidocaine in 0.3 M aqueous polyphosphate. To demonstrate the performance of each model compared to experimental data, it is made a statistical analysis. The average results for the diffusion coefficient for each active principle-solvent system were 4.50x10-14 cm2 / s, for beta-carotene in anhydrous ethanol, 2.70x10-12 cm2 / s for beta-carotene in ethyl acetate, 3.90x10-12 of cm2 / s for beta-carotene in n-hexane and 7.10x10-15 cm2 / s for water with lidocaine in 0.3 molar phosphate. It was also calculated the mass transfer coefficient for each km2 of active principle-solvent system to yield the following values: 0.21 cm / s for beta-carotene and anhydrous ethanol, 0.57 cm / s for beta-carotene and ethyl acetate, 0.76 cm / s for beta-carotene and n-hexane and 0.67 cm / s for lidocaine and water with 0.3 molar phosphate. It can be seen that there was a variation of the equilibrium releases for different solvent in microcapsules systems, showing that there is a close relation between the solid phase and the liquid. Therefore, there are two systems where the mass transfer process occurs: within the microcapsule and stirred reactor. It can be conclude that the more complete models have been able to represent the fundamental steps of the mass transfer process as resistance to mass transfer on the surface of the microcapsule, erosion, Fickian diffusion, quasi-Fickian and anomalous, so rather approaching the numerical results of the experimental results.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:58:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338242.pdf: 2904253 bytes, checksum: 20e2123b6f02a52910fe3d309fa9777d (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho os seguintes modelos matemáticos já existentes na literatura são aplicados para simular a liberação de princípios ativos contidos em microcápsulas poliméricas do tipo matriz em um solvente: 2ª. Lei de Fick, Linear Driving Force (LDF), modelo de Solução Monolítica e outros modelos semiempíricos. Os resultados obtidos são comparados com os disponíveis na literatura para os seguintes sistemas: Poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) o PHBV e betacaroteno em etanol, acetato de etila e n-hexano; Polímero de ácido Lático o PLA e lidocaína em solução aquosa de 0,3 M de polifosfato. Para demonstrar o desempenho de cada modelo comparativamente aos dados experimentais, é feita uma análise estatística. Os resultados médios para o coeficiente de difusão para cada sistema princípio ativo-solvente foram de 4,5x10-14 cm2/s, para o betacaroteno em etanol anidro, de 2,7x10-12 cm2/s para o betacaroteno em acetato de etila, de 3,9x10-12 cm2/s para o betacaroteno em n-hexano e de 7,1x10-15 cm2/s para a lidocaína em água com 0,3 molar de fosfato. Foi também calculado o coeficiente de transferência de massa km2 para cada sistema princípio ativo-solvente, obtendo-se os seguintes valores: 0,21 cm/s para betacaroteno e etanol anidro, 0,57 cm/s para betacaroteno e acetato de etila, 0,76 cm/s para betacaroteno e n-hexano e 0,67 cm/s para lidocaína e água com 0,3 molar de fosfato. Pode-se observar que houve variação das liberações de equilíbrio para diferentes sistemas de solvente em microcápsulas, mostrando que existe uma relação estreita entre a fase sólida e a líquida, pois se tem dois sistemas onde ocorre a transferência de massa, que é dentro da microcápsula e no reator agitado. Pode?se concluir a partir disso, que os modelos mais completos são sempre os que melhor se baseiam na fenomenologia do problema, pois foram capazes de representar as etapas fundamentais do processo de transferência de massa como a resistência à transferência de massa na superfície da microcápsula, erosão, difusão Fickiana, quasi-Fickiana e anômala, assim aproximando melhor os resultados numéricos dos resultados experimentais.<br> / Abstract : In this work, the following mathematical models existing in the literature are applied to simulate the release of active ingredients contained in polymeric microcapsules of type matrix with a solvent: 2nd. Fick's law, Linear Driving Force (LDF), monolithic solution model and other semi-empirical models. The results obtained are compared with those available in the literature for the following systems: Poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) PHBV, and beta-carotene in ethanol, ethyl acetate and n-hexane; Lactic Acid Polymer PLA and lidocaine in 0.3 M aqueous polyphosphate. To demonstrate the performance of each model compared to experimental data, it is made a statistical analysis. The average results for the diffusion coefficient for each active principle-solvent system were 4.50x10-14 cm2 / s, for beta-carotene in anhydrous ethanol, 2.70x10-12 cm2 / s for beta-carotene in ethyl acetate, 3.90x10-12 of cm2 / s for beta-carotene in n-hexane and 7.10x10-15 cm2 / s for water with lidocaine in 0.3 molar phosphate. It was also calculated the mass transfer coefficient for each km2 of active principle-solvent system to yield the following values: 0.21 cm / s for beta-carotene and anhydrous ethanol, 0.57 cm / s for beta-carotene and ethyl acetate, 0.76 cm / s for beta-carotene and n-hexane and 0.67 cm / s for lidocaine and water with 0.3 molar phosphate. It can be seen that there was a variation of the equilibrium releases for different solvent in microcapsules systems, showing that there is a close relation between the solid phase and the liquid. Therefore, there are two systems where the mass transfer process occurs: within the microcapsule and stirred reactor. It can be conclude that the more complete models have been able to represent the fundamental steps of the mass transfer process as resistance to mass transfer on the surface of the microcapsule, erosion, Fickian diffusion, quasi-Fickian and anomalous, so rather approaching the numerical results of the experimental results.

A utilização de bioativos naturais como ingredientes está em constante expansão na indústria alimentícia, devido ao aumento das exigências pelos consumidores por alimentos mais saudáveis. Por isso, há uma busca constante de tecnologias que possibilitem a incorporação de tais substâncias em alimentos. O &#946;-caroteno é uma substância hidrofóbica, cujos benefícios estão relacionados principalmente à sua ação antioxidante. Devido à sua característica hidrofóbica, a utilização deste pigmento implica em desafios tecnológicos para ser incorporado em formulações alimentícias de base aquosa. Por este motivo, a encapsulação em lipossomas pode ser uma ótima alternativa, devido à capacidade de englobar tais substâncias em sua bicamada lipídica. Além da proteção, essas matrizes encapsulantes podem proporcionar a liberação controlada dos ingredientes encapsulados, bem como aumento de sua biodisponibilidade. O objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar dispersões de lipossomas encapsulando &#946;-caroteno estabilizadas com a adição de hidrocolóides(goma xantana ou mistura de goma xantana e goma guar). O diâmetro médio hidrodinâmico, a distribuição de tamanho das partículas e a morfologia foram avaliadas. Os lipossomas produzidos foram vesículas multilamelares (MLV), as distribuições de tamanho dos lipossomas apresentaram-se heterogêneas e as micrografias revelaram a forma esférica dos lipossomas dispersos no meio aquoso, assim como a integridade da sua bicamada lipídica. Foram realizadas análises de quantificação do &#946;-caroteno e colorimetria instrumental, sendo que todas as dispersões mostraram-se eficientes na preservação do &#946;-caroteno ao longo do período de armazenamento. Os hidrocolóides adicionados foram eficazes no aumento da viscosidade da fase contínua, evitando a agregação das vesículas ao longo do tempo, exceto para dispersão estabilizada com a mistura de goma xantana e goma guar, com 0,15% de goma total. Em relação à adição das dispersões de lipossomas em iogurte, as formulações mostraram-se homogêneas, com ausência de grumos ou qualquer tipo de separação de fases, e também foram aprovados por uma parcela de painelistas na análise sensorial. / The use of natural bioactives as ingredients is in constant expansion in the food industry, due to increasing consumer demands for healthier foods. Therefore, there is a constant search for technologies capable of incorporating such substances in food. &#946;-carotene is a hydrophobic substance, whose benefits are mainly related to its antioxidant action. Because of its hydrophobic characteristics, the use of this pigment implies technical challenges to be incorporated into aqueous-based food formulations. For this reason, encapsulation in liposomes may be a good alternative, because of their ability to incorporate such substances in their lipid bilayer. Besides the protection, these encapsulants matrix can provide controlled release of the encapsulated ingredients, as well as increasing its bioavailability. The objective of this study was to produce and characterize dispersions of liposomes encapsulating &#946;-carotene, which were stabilized with the addition of hydrocolloids: xanthan gum or a mixture of xanthan gum and guar gum. The mean hydrodynamic diameter, distribution of particle size and its morphology were studied. The obtained dispersions were multilamellar vesicles (MLV), the liposomes size distributions were heterogeneous and the micrographs revealed the liposomes spherical shape dispersed in aqueous medium, as well as the integrity of their lipid bilayer. The quantification of &#946;-carotene and instrumental colorimetry analyses indicated the liposomes were efficient in the preservation of &#946;-carotene during the storage period. The hydrocolloids added in the dispersions were highly efficient to increase the viscosity of the continuous phase. Therefore, the hydrocolloids were responsible for the prevention of aggregation of the vesicles during the storage period, except for stabilized dispersion with the mixture of xanthan gum and guar gum, with 0.15% gum total. Regarding the dispersions of liposomes added in yoghurt, the formulations were homogeneous, with absence of lumps or any phase separation, and also have been approved by a significant number of the panelists.

Avaliou-se os efeitos do &#946;-caroteno e da vitamina A sobre o processo de proliferação de células ovais em modelo de diferenciação celular hepática. Para tanto, ratos machos Wistar foram tratados com &#946;-caroteno (grupo BC - 70 mg/kg de peso corpóreo [pc]), vitamina A (grupo VA - 10 mg/kg pc) ou óleo de milho (CO - grupo controle) por via intragástrica e em dias alternados, durante 4 semanas consecutivas. Após este período, os animais foram submetidos ao modelo AAF/PH (6 x 20 mg AAF [2-acetilaminofluoreno] / kg pc e hepatectomia parcial) e sacrificados em diferentes dias após a cirurgia (HP). Foram colhidas amostras de fígado para determinação das concentrações de &#946;-caroteno, retinol e palmitato de retinila (por CLAE - cromatografia líquida de alta eficiência); para análises histológica (hematoxilina e eosina) e imuno-histoquímica (com anticorpos anti-GST-P), bem como para avaliação das expressões gênicas (por northern blot) para as conexinas (cx) 43 e 32. Observou-se, através das análises histológica e imuno-histoquímica, que o pico de proliferação das células ovais foi deslocado para dias mais tardios após HP, de forma análoga nos grupos BC e VA, quando comparados ao grupo controle. Além disso, foi constatado que o pico de expressão gênica para cx 43 foi também deslocado para dias mais tardios pós-HP, de forma similar nos grupos BC e VA, e que houve um aumento na expressão gênica para cx 43 entre o 10º e 16º dias após HP no grupo VA, em relação ao controle. Não foi observada diferença na expressão gênica para cx 32 entre os grupos. Conclui-se que o &#946;-caroteno modulou a proliferação de células ovais e a expressão gênica para cx 43, retardando ambos os fenômenos, e que esta ação foi mediada em parte via retinóides ativos. Ainda, o carotenóide mostrou uma tendência em induzir, de forma intrínseca, a diferenciação das células ovais em hepatócitos. / The aim of this work was to investigate the &#946;-carotene and vitamin A effects in the process of oval cells proliferation at hepatic cellular differentiation model. Wistar male rats were treated with &#946;-carotene (BC group - 70 mg/kg body wt), vitamin A (VA group - 10 mg/kg body wt) or com oil (CO - control group) administrated by gavage, on alternate days, during 4 consecutive weeks. Since, the animals were submitted to a AAF/PH model (6 x 20 mg AAF [2-acetylaminofluorene] / kg body wt and partial hepatectomy - PH) and sacrified at different days after PH. Liver samples were picked for analysing &#946;-carotene, retinol and retinyl palmitate concentration (by HPLC); for histology (HE) and immunohistochemistry (with antibody anti-GST-P), and for evaluating connexins 43 and 32 gene expression (by northem blot). Histological and immunohistochemical analysis showed that the oval cells proliferation peak was delayed to the late days after PH, by similar way in the BC and VA groups, when compared with control group. Northem blot evaluation revealed that the cx 43 gene expression was also delayed to the late days after PH, by analogue way in the BC and VA groups, and vitamin A enhanced cx 43 gene expression in the late days after PH. Connexin 32 gene expression did not change among the experimental groups. Thereby, the &#946;-carotene and vitamin A delayed the oval cells proliferation and the cx 43 gene expression. Moreover, &#946;-carotene showed a tendency to induce the oval cells differentiation to hepatocytes.

Orientador: Lucimara Gaziola de la Torre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:43:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zompero_RafaelHenriquedeFreitas_M.pdf: 2571362 bytes, checksum: c3df7d704fb350757e99b3e400dee050 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento e otimização de um processo escalonável de produção de lipossomas contendo ?-caroteno, visando sua posterior aplicação em produtos de interesse da indústria alimentícia. Para tanto, os efeitos das variáveis que influenciam o processo foram analisados, proporcionando um maior conhecimento a respeito da fenomenologia envolvida na produção dos nanoagregados e maior controle sobre as respostas produzidas pelo sistema. O ?-caroteno é um antioxidante natural, pró-vitamínico e que pode ser empregado como corante natural em formulações alimentícias. Porém sua elevada hidrofobicidade dificulta a aplicação em alimentos de base aquosa. Dentre as metodologias disponíveis para produção de lipossomas, o método de injeção de etanol apresenta-se como o mais facilmente adaptável as necessidades da indústria, possuindo baixo custo de implantação e operação. Na primeira etapa deste trabalho o método de injeção de etanol foi investigado visando a otimização dos parâmetros operacionais para a produção de nanoagregados tendo como objetivo obter propriedades físico químicas tais como diâmetro médio e polidispersidade de forma. Análises estatísticas dos resultados foram realizadas para determinação dos efeitos de cada variável e modelos foram desenvolvidos para predição do comportamento do sistema em diferentes condições de processo. Em seguida, a incorporação de ?-caroteno nos lipossomas obtidos na melhor condição foi avaliada em razões ?-caroteno/lipídio pré-definidas. Ensaios de incorporação de ?-caroteno aos lipossomas revelaram que proporções molares ?-caroteno/lipídio de até 0,5% mostram-se estáveis e solúveis em meio aquoso, resultado confirmado pelos ensaios de monocamadas de Langmuir realizados. A formulação otimizada foi submetida a testes de estabilidade em condições controladas de stress e, em um segundo momento, incorporada a nanofibras de álcool polivinílico e óxido de polietileno através de processo de electrospinning, conferindo proteção extra ao ?-caroteno internalizado. Estas nanofibras produzidas foram caracterizadas quanto a morfologia, diâmetro, presença de fosfolipídios, homogeneidade da distribuição de ?-caroteno e estabilidade a exposição a luz ultravioleta. Testes de rehidratação destas nanofibras foram conduzidos, verificando através de microscopia eletrônica de transmissão a liberação de lipossomas na fase aquosa. Dessa forma, a partir dos resultados obtidos conclui-se que o método de injeção de etanol foi otimizado, sendo que os efeitos de cada uma das variáveis de processo foram elucidados, contribuindo para o desenvolvimento tecnológico da técnica. Os ensaios de aplicação de condições de stress mostram que existe uma barreira a ser vencida no que diz respeito a estabilidade de lipossomas em formulações alimentícias complexas, principalmente para situações de elevada concentração de sacarose e altos teores de NaCl. Por fim, os testes de incorporação em nanofibras mostraram-se bastante promissores, mostrando a viabilidade e benefícios que podem ser agregados ao sistema através da utilização de técnica de eletrofiação contribuindo no desenvolvimento de novos materiais e produtos a serem utilizados pelo setor industrial alimentício / Abstract: The main goal of the present work was the development and optimization of a scalable process for production of ?-carotene loaded liposomes, aiming its application in the food industry. In that way, the effects of the variables that have influence on the process were analysed, providing greater information about the phenomenology evolving the production of these nano aggregates and improved control over the system responses. ?-carotene is a natural antioxidant, pro-vitaminic, and can be employed as a natural colorant in food formulations. However, its high hydrophobicity makes it difficult to be applied in water based foods. The development of feasible processes that can be implemented in the food industry for ?-carotene encapsulation is a actual research challenge. On the first step of this work the ethanol injection method was investigated aiming process parameters optimization for liposomes production with controlled size and polidispersity. Statistical analyses of the results were performed for variables effects determination and mathematical models development for system behaviour prediction. Then, ?-carotene incorporation on liposomes produced at the optimized condition was evaluated studying different ?-carotene/lipid ratios. ?-carotene incorporation experiments revealed that 0.5% ?-carotene/lipid ratios show to be stable and soluble in aqueous media, result confirmed by Langmuir monolayer experiments. The optimized formulation was submitted to stability tests under controlled stress conditions and, in a second stage, incorporated to polyvinyl alcohol and polyethylene oxide nanofibers using electrospinning technique for extra ?-carotene protection. The produced nanofibers were characterized regarding morphology, diameter, phospholipids presence, ?-carotene homogeneity and stability to UV light exposure. Nanofibers rehydration tests were conducted, verifying using transmission electron microscopy that liposomes were released in the aqueous media. In that way, from the obtained results we can conclude that the ethanol injection method was successfully optimized and the evaluation of the effects of each variable was elucidated, contributing to the technological development of the technique. Experiments regarding application of different stress conditions to liposomes formulations show that there is a barrier that must be overcome related to stability of liposomes to complex food formulations. Finally, incorporation tests on nanofibers showed to be promising, demonstrating the feasibility and benefits that can be aggregated to the system by using electrospinning, contributing to the development of new materials and products to be used by the food processing industries / Mestrado / Engenharia Química / Mestre em Engenharia Química