Em um cenário global de indisponibilidade hídrica, até regiões sem histórico de escassez de recursos hídricos vêm sendo impactadas pela ausência de chuvas e circunstâncias de adversidade climática. Com perspectivas cada vez menos favoráveis quanto ao abastecimento hídrico, têm-se difundido progressivamente, no Brasil e no mundo, alternativas de tratamento de efluentes aquosos industriais visando seu reúso na própria indústria, diminuindo a necessidade de captação de água em corpos hídricos. Os processos de separação com membrana (PSM\'s) têm tido destaque, sobretudo para reúso em caldeiras e torres de resfriamento. Em um PSM, no entanto, os íons removidos da corrente de alimentação durante o processo de dessalinização concentram-se no compartimento de rejeito das membranas (concentrado). Consequentemente, os sais de baixa solubilidade comumente ultrapassam sua saturação e excedem seus limites metaestáveis, passando a oferecer risco de deposição sobre as membranas. As deposições salinas, chamadas incrustações (ou scaling) prejudicam o processo de dessalinização: reduzem a taxa de recuperação de água, aumentam o consumo energético e danificam membranas e tubulações. Uma vez que o sulfato de bário (BaSO4) é um dos sais com maior potencial incrustante em efluentes industriais, e cujas incrustações apresentam maiores resistências às práticas convencionais de limpeza, estudou-se métodos preventivos de incrustação de BaSO4 por remoção de íons bário de fase líquida a montante de um PSM. A depleção de bário de solução foi analisada mediante: (i) precipitação de BaSO4 por meio de dessupersaturação (com adição de sementes) e efeito do íon comum (excesso de sulfato) e (ii) precipitação de CaCO3 por abrandamento com incorporação do íon Ba2+ no precipitado. Desenvolveu-se, inicialmente, um estudo conceitual da precipitação de BaSO4 por modelagem termodinâmica, aplicada ao tratamento de um efluente padrão de refinaria de petróleo supersaturado em BaSO4. As simulações termodinâmicas apontam que o pre-tratamento de efluentes por dessupersaturação, com opção de adicionar sulfato (via adição externa ou reciclo) são promissores para aumentar o rendimento de PSM\'s. Em estudos experimentais com efluente sintético de refinaria de petróleo, foi obtida a cinética de precipitação do BaSO4 para o ajuste de um modelo de precipitação de BaSO4. Observou-se que o tempo de indução do BaSO4 foi reduzido à medida que se aumentou o excesso de sulfato (em relação ao bário presente) ou à medida que se adicionou sementes de BaSO4. Após um período curto de precipitação (alguns minutos), a solução permanecia supersaturada por longos períodos (horas), com razões de supersaturação residuais dentro da faixa de 1,1 a 3,0. Esses valores foram associados com uma dependência de quarta ordem da taxa de crescimento do cristal com a taxa de supersaturação. Verificou-se que a carga de sementes de BaSO4 é diretamente proporcional à depleção de supersaturação, que sementes heterogêneas (CaCO3, CaSO4.2H2O) são ineficazes para a precipitação do BaSO4 e que os íons cálcio inibem a precipitação de BaSO4. A precipitação de CaCO3 (em mix de vaterita e calcita) por abrandamento em efluente sintético foi eficaz para remover bário da solução. O mecanismo que controla o processo foi identificado como sendo a substituição isomórfica do íon cálcio pelo íon bário no retículo cristalino do carbonato de cálcio. Consequentemente, a remoção de bário da solução é favorecida quando se aumenta a quantidade de carbonato de cálcio precipitado e quando o coeficiente de distribuição aparente em vateita e calcita (DBa, que indica a quantidade de bário incorporada ao sólido) é elevado. Valores altos de pH e de concentração de cálcio elevam a precipitação de CaCO3 e, portanto, maximizam a remoção de bário. O coeficiente de distribuição aparente do bário mostra-se independente do pH inicial (na faixa de 9,5 a 11,7) e aumenta com a concentração de cálcio. Ele também aumenta com a quantidade de sementes de calcita, o que pode ser consequência de uma maior incorporação de bário em camadas que crescem sobre substratos puros de CaCO3 ou ainda, pode ser devido à manifestação de mecanismos de adsortivos com o aumento de lugares ativos disponíveis para incorporação de bário. Em experimentos com efluente real, ao contrário do observado com soluções sintéticas, a remoção de bário por dessupersaturação foi realizada com eficiência mesmo em presença do íon cálcio, devido provavelmente a sua complexação com aditivos orgânicos. Em precipitação de calcita, fatores que aumentam a supersaturação inicial, como adição de carbonato e aumento do pH, elevaram a precipitação de CaCO3, o que maximizou a remoção de bário. Tais fatores, no entanto, reduziram valores de DBa em calcita, possivelmente devido à diminuição na sorção de íons que estimulam a incorporação do bário. Dosagens de sulfato (insuficientes para precipitar BaSO4) reduziram a quantidade de calcita precipitada, diminuindo a remoção de bário e, inesperadamente, elevando DBa em calcita. Por fim uma análise de ecoeficiência foi feita em um estudo de reúso de água com zero de descarte líquido em refinaria de petróleo aplicando as técnicas de precipitação estudadas. A implantação de etapas de precipitação e de unidades maiores de osmose inversa (OI) acarretaram em reduções no consumo de energia no tratamento térmico do concentrado da OI, diminuindo proporcionalmente a emissão de gases de efeito estufa, consumo de água e degradação ecotoxicológica de água doce. Além disso, verificou-se redução de capital de investimento (dada à aquisição de equipamentos de evaporação menores) e redução nos custos energéticos operacionais. / In a global scenario of water unavailability, even regions with no records of water scarcity have been impacted by the absence of rainfall and climatic adversity. With increasingly unfavorable perspectives on water supply, alternatives to water treatment for industrial reuse have been progressively diffused in Brazil and around the world, reducing the need for water withdraw in water bodies. The membrane separation processes (PSM) have been emphasized in the tertiary treatment of industrial effluents, providing improvement in water quality for reuse in boilers or cooling towers. In a PSM, however, the salts removed from the feed stream during the desalination process are concentrated in the brine stream (concentrate). At this stage, the low solubility salts commonly exceed their saturation in the system, and surpasses their metastable limits, offering risk of deposition on the membranes. Salt deposits, called scaling, jeopardize the desalination process: they reduce the rate of water recovery, increase energy consumption and damage membranes and pipes. Since BaSO4 is one of the salts with the greatest scaling potential in the industry, and which the fouling presents the greatest resistance to conventional cleaning practices, preventive methods of BaSO4 scaling were studied by removal of barium ions from the liquid phase upstream a PSM. The barium depletion from solution was analyzed during the processes of: (i) precipitation of BaSO4 by means of desupersaturation (with addition of seeds) and common ion effect (excess of sulfate) and (ii) chemical precipitation of CaCO3 (softening) with incorporation of the Ba2+ ion in the precipitated crystal. A conceptual study of the BaSO4 precipitation was first developed by thermodynamic modeling, applied to the treatment of a standard oil refinery effluent supersaturated in BaSO4. The thermodynamic simulations show that effluents pretreatment by desupersaturation, with the option of adding sulfate (via external addition or recycle), are promising to increase the yield of PSM\'s. In experimental studies with synthetic oil refinery effluent, BaSO4 precipitation kinetics were obtained in order to adjust a BaSO4 precipitation model. The BaSO4 induction time was reduced as the excess sulfate (relative to the barium present) was increased and/or as BaSO4 seeds were added. After a short period of precipitation (a few minutes), the solution remained supersaturated for long periods (hours), with residual supersaturation ratios within the range of 1.1 to 3.0. These values were associated with a fourth order dependence of the crystal growth rate with the supersaturation rate. It was found that BaSO4 seed loading is directly proportional to the supersaturation depletion, heterogeneous seeds (CaCO3, CaSO4.2H2O) are ineffective for BaSO4 precipitation and that calcium ions inhibit BaSO4 precipitation. The precipitation of CaCO3 (as a mix of vaterite and calcite) by softening in synthetic effluent was effective to remove barium from solution. Isomorphic substitution of calcium by barium ion in the crystalline lattice of calcium carbonate was identified as the controlling mechanism of sorption process. Consequently, removal of barium from the solution is favored when the amount of precipitated calcium carbonate is increased and when the apparent distribution coefficient (DBa, which indicates the amount of barium incorporated into the solid) is raised. High values of pH and calcium concentration raise the precipitation of CaCO3 and, therefore, maximize the barium removal. The apparent barium distribution coefficient is independent of the initial pH (in the range of 9.5 to 11.7) and increases with calcium concentration. It also increases with the amount of calcite seeds, which may be consequence of higher barium incorporation in growing layers on CaCO3 pure substrates, or may be due to manifestation of adsorption mechanisms by the increase on available active places for barium incorporation. In experiments with real effluent, unlikely the synthetic solutions, the removal of barium by desupersaturation was performed efficiently even in the presence of calcium ion, probably due to its complexation with organic additives. In calcite precipitation, factors that increase initial supersaturation, such as carbonate addition and pH increase, elevates CaCO3 precipitation, which maximized the barium removal. These factors, however, reduced DBa in calcite, possibly due to a decrease on sorption process of ions which may stimulate barium incorporation. Sulphate dosages (insoluble to precipitate BaSO4) reduced the amount of precipitated calcite, decreasing barium removal and unespectly reducing the DBa in calcite. Finally, an eco-efficiency analysis was carried out in a water reuse study with zero liquid discharge in an oil refinery, applying the precipitation techniques studied. The implementation of precipitation stages and larger units of OI resulted in reductions in energy consumption in the thermal treatment of OI concentrate, reducing proportionally the emission of greenhouse gases, water consumption and ecotoxicological degradation of fresh water. In addition, there was reduction of investment costs (given the purchase of smaller evaporation equipment) and reduction in the operational energy costs.

Esta pesquisa avaliou o uso de ozônio para inativar cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum presentes na água filtrada obtida após a utilização da tecnologia de ciclo completo com flotação (coagulação, floculação, flotação e filtração) em escala de bancada, empregando o cloreto de polialumínio – PAC – como coagulante. O método de floculação em carbonato de cálcio – FCCa, sem e com a etapa de separação imunomagnética – IMS – foi utilizado na quantificação dos protozoários. A recuperação nos ensaios de qualidade utilizando o kit Easyseed® de Giardia spp. foi de 8,4% ± 97,4% sem IMS e com IMS, com duas dissociações, o valor foi de 7,4% ± 39,7% e, com três dissociações, a recuperação alcançou 9,6% ± 34,7%, portanto, somente o ensaio com IMS e duas dissociações, não atendeu os padrões do Método 1623.1. A recuperação de Cryptosporidium parvum, obteve valor de 3,4% ± 100% em ensaio sem IMS e com IMS, o valor obtido foi de 1,0% ± 70,0% com duas dissociações e 1,8% ± 44,4% com três dissociações e nos três métodos apresentados, não houve conformidade com os critérios do Método 1623.1. Na etapa de desinfecção com ozônio, os ensaios realizados na Etapa 1, que se utilizou 5 mgO3L-1 e tempo de contato de 1 min sem IMS, as maiores inativações atingidas foram de 2,52 e 2,22 log para cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Com o tempo de contato de 5 min, as maiores inativações foram de 2,52 e 2,92 log de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Na Etapa 2, com IMS, utilizando a mesma dosagem e tempo de contato de 1 min, obteve-se 2,27 e 0,21 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Comparando-se com o tempo de contato de 5 min, foram obtidos 2,9 e 2,3 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Na avaliação de custo, o método de FCCa sem IMS demonstrou ser o mais econômico em relação ao procedimento com IMS. A influência da inclusão da terceira dissociação ácida no método com IMS também foi analisada e este procedimento não resultou em diferenças estatísticas significativas nos resultados. / This research evaluated the use of ozone to inactivate Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts present in the filtered water obtained after the use of the complete cycle of flotation technology (coagulation, flocculation, flotation and filtration) on a bench scale employing polyaluminium chloride - PAC as coagulant. The calcium carbonate flocculation method - FCCa, without and with immunomagnetic separation step - IMS has been used in the quantification of protozoa. The recovery in quality test using the kit Easyseed® for Giardia spp. was 8.4% ± 97.4% non-IMS and IMS with two dissociations, the value was 7.4% ±39.7% and with three dissociations, the recovery reached 9.6% ± 34,7%, so only the test with IMS and two dissociations, did not meet the standards of method 1623.1. Recovery of Cryptosporidium parvum obtained value of 3.4% ± 100% in non-IMS and IMS testing, the value obtained was 1.0% ± 70.0% with two dissociations and 1.8% ± 44.4% with three dissociations and the three methods presented, there was non-compliance with the criteria of Method 1623.1. In step disinfection with ozone, tests performed in Step 1 was used 5 mgO3L-1 and contact time of 1 min without IMS, the major inactivation achieved were 2.52 and 2.22 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. With 5 minutes of contact time, the greater inactivation were 2.52 and 2.92 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. In Step 2, with IMS, using the same dose and 1 min contact time, there was obtained 2.27 and 0.21 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. Compared with the 5 min of contact time, were obtained 2.9 and 2.3 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. In evaluating cost, the FCCa method without IMS proved to be the most economical in relation to the procedure with IMS. The influence of inclusion of the third acid dissociation method in IMS was also analyzed and this procedure did not result in statistically significant differences in the results.

A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa que afeta os neurônios motores levando a atrofia muscular e morte por insuficiência respiratória. Esta patologia se manifesta de forma esporádica ou familiar, que são indistinguíveis clinicamente. Mutações na enzima antioxidante superóxido dismutase 1 (hSod1) respondem por aproximadamente 20% dos casos familiares de ELA. Além disso, o caráter autossômico dominante destas mutações revela que a hSod1 adquire propriedades tóxicas aos neurônios motores. Atualmente, duas hipóteses não mutuamente excludentes existem para explicar o caráter tóxico das mutantes da hSod1 relacionadas à ELA. A primeira refere-se à produção de oxidantes pela atividade peroxidásica exacerbada das mutantes contribuindo para o estresse oxidativo observado em ELA. A segunda refere-se à agregação de proteínas como ocorre em outras doenças neurodegenerativas. Digno de nota, o radical carbonato produzido na atividade peroxidásica da hSod1 causa a formação de um dímero covalente da proteína análogo a uma espécie de hSod1 frequentemente detectada em modelos experimentais e pacientes da doença e associada à propriedade tóxica das mutantes. Desta forma, o presente trabalho buscou esclarecer o mecanismo de produção do radical carbonato pela hSod1, bem como caracterizar o dímero covalente da proteína para posterior estudo de sua formação em um modelo de ELA em ratos que superexpressam a mutante G93A da hSod1. Os estudos cinéticos da variação do pH sobre os efeitos de bicarbonato/CO2, nitrito e formato na atividade peroxidásica da hSod1, medidos pelo consumo de peróxido de hidrogênio e produção de radical, permitiram excluir o mecanismo de Fenton para explicar o ciclo peroxidativo da enzima em tampão bicarbonato em favor de outros intermediários reativos. Já, os experimentos de 13C RMN, modelagem molecular e cinética de fluxo interrompido com mistura assimétrica demonstraram que o ânion peroxomonocarbonato constitui o precursor do radical carbonato produzido pela hSod1. A caracterização do dímero covalente da hSod1 por proteólise com tripsina seguida de análise por HPLC/UV-vis e HPLC/ESI-MS identificou um peptídeo característico do dímero covalente da hSod1. A digestão enzimática em H2 18O demonstrou de forma inequívoca a natureza dímerica deste peptídeo pela marcação da extremidade C-terminal. Ainda, o sequenciamento do peptídeo dimérico por MS/MS revelou a estrutura primária ESNGPVKVW(ESNGPVKVWGSIK)GSIK, na qual as cadeias polipeptídicas estão ligadas através de um aduto de ditriptofano composto por resíduos Trp32 da proteína. Por fim, este peptídeo dimérico pode ser empregado como marcador bioquímico específico para o estudo do dímero covalente da hSod1 in vivo. A análise do extrato de proteínas das medulas dos ratos modelo de ELA identificou quinze candidatos a dímero covalente da hSod1 por Western-blot, sendo que dois deles foram excluídos por espectrometria de massa, pois tiveram o resíduo Trp32 identificado. O peptídeo ESNGPVKVW(ESNGPVKVWGSIK)GSIK não foi observado, porém as treze espécies restantes permanecem candidatas e deverão ser reexaminadas em trabalhos que darão sequência a esta tese de doutorado. Em suma, o peroxomonocarbonato constitui o intermediário na produção do radical carbonato pela hSod1 e o peptídeo ESNGPVKVW(ESNGPVKVWGSIK)GSIK uma ferramenta importante no estudo da agregação covalente da hSod1 em ELA. / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease of motors neurons that causes muscle atrophy, weakness, and death by respiratory failure. This pathology occurs in both sporadic and familiar forms that are clinically indistinguishable. Mutations in the antioxidant enzyme superoxide dismutase 1 (hSod1) respond to about 20% of the familiar cases of ALS. Besides, the autosomal dominant nature of these hSod1-associated ALS suggests that the mutants gain toxic properties to motor neurons. Currently, two hypotheses exist to explain the toxicity of hSod1 mutants but they do not exclude each other. The first one is related to the production of oxidants by the increased peroxidase activity of the ALS-linked mutants that could contribute to the oxidative stress reported in ALS. The second refers to protein aggregation as proposed in other neurodegenerative diseases. Noteworthy, the carbonate radical produced during hSod1 peroxidase activity leads to the formation of a covalent dimer of the protein similar to a hSod1 species often detected in experimental models and patients of the disease and implicated in the toxic properties of hSod1 mutants. Thus, the present work aimed to determine the mechanism of carbonate radical production by hSod1 and to characterize the covalent dimer of the protein in vitro followed by the study of covalent aggregates of hSod1 in a rat model of ALS that overexpresses the G93A mutant of the protein. The kinetic studies of the effect of bicarbonate/CO2, nitrite and formate in the peroxidase activity of hSod1 at various pH, measured by hydrogen peroxide consumption and radical production, permitted to exclude the Fenton mechanism to explain the enzyme peroxidative cycle in bicarbonate buffer in favor of other reactive intermediates. Furthermore, 13C NMR, molecular docking and stopped-flow experiments with asymmetric mixing demonstrated that the anion peroxomonocarbonate is the precursor of the carbonate radical produced by hSod1. The characterization of hSod1 covalent dimer by proteolysis with trypsin followed by HPLC/UV-vis and HPLC/ESI-MS analysis identified a peptide characteristic of the covalent dimer of the protein. The enzymatic digestion in H2 18 O irrefutably demonstrated the dimeric nature of this peptide because of the C-terminal labeling with oxygen-18 isotopes. In addition, sequencing of the dimeric peptide by MS/MS determined the primary structure ESNGPVKVW(ESNGPVKVWGSIK)GSIK, in which the polipeptide chains are crosslinked through a ditryptophan adduct formed by a covalent bond between the Trp32 residues of each subunit. So, this dimeric peptide can be employed as a biochemical marker for studying the hSod1 covalent dimer in vivo. The analysis of protein extracts from the spinal cord of the rat model of ALS by Western-blot identified fifteen candidates to hSod1 covalent dimer, but two of them were excluded by mass spectrometry analysis that identified unmodified Trp32 residues. Moreover, neither the dimeric peptide nor the Trp32 residue were observed in the remaining species. Therefore, these thirteen candidates must be reexamined in subsequent studies. In conclusion, the anion peroxomonocarbonate is the key intermediate in the production of the carbonate radical by hSod1 and the dimeric peptide constitutes a specific tool to study hSod1 covalent aggregation in ALS

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-16T14:58:40Z No. of bitstreams: 1 HÉBERT RODRIGUES PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2002..pdf: 21337764 bytes, checksum: b4876f987ec18ec26560a742ef52fa37 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T14:58:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HÉBERT RODRIGUES PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2002..pdf: 21337764 bytes, checksum: b4876f987ec18ec26560a742ef52fa37 (MD5) Previous issue date: 2002-02-18 / Capes / Na atual economia mundial globalizada, o Brasil se consolida como o maior mercado ocidental de revestimentos cerâmicos e como terceiro maior exportador mundial de revestimentos cerâmicos. Inserido neste cenário, o estado de Sergipe é hoje um dos pólos cerâmicos do país. Grande parte das argilas disponíveis no estado possui um elevado teor de carbonato de cálcio, que internacionalmente sofre restrições na sua utilização no processo de fabricação de revestimentos semiporosos e gressificados, por monoqueima rápida. O presente trabalho estudou composições de três argilas naturais vermelhas com diferentes teores de carbonato de cálcio utilizados por uma unidade industrial do estado de Sergipe. Uma ampla caracterização destas argilas foi realizada tanto na forma de pó, quanto nos corpos cerâmico sinterizados, onde se evidenciou a influência da composição mineralógica no fenômeno de expansão por umidade. A aplicação da dilatometria se mostrou viável como ferramenta para o desenvolvimento de formulações cerâmicas a partir de argilas naturais. Outro aspecto evidenciado no estudo é que um aumento nos teores de carbonato na formulação da massa cerâmica proporciona uma diminuição da expansão por umidade à medida que favorece a formação de fases cristalinas de aluminossilicatos de cálcio e uma menor formação de fases vítreas. Foi também verificado o efeito de aditivos, pressão de compactação e ciclo de queima na identificação da melhor formulação para utilização industrial. Definiu-se então uma composição que atendeu as exigências das normas, possibilitando o emprego destas argilas calcificas no processo de fabricação, com um ciclo de queima muito rápido, o que propiciará um forte retorno econômico para a unidade industrial. / In the world actual economy, Brazil appears as the biggest occidental market for ceramic tiles covers and as the third major world exporter of these products. Inserted in this scenery, the state of Sergipe is nowadays one of the ceramics polés of Brazil. A large quantity of available clay in Sergipe has a high percentage of calcium carbonate that is not well accepted in the manufacturing of semi porous and vitrified tiles covers, due to single fast firing. This report studied composition of three natural red clays with different rates of calcium carbonate used in one industrial plant in the state of Sergipe. A broad characterization of these clays has been made not only as a powdered shape but also as in the sinterized ceramics body, resulting the evidence of the influence of the mineralogical composition on the moisture expansion phenomena. The application of the dilatometer showed itself as a tool for the development of ceramics formulations based on the natural clays. Another aspect became evident on the studies, so as the increasing on the rates of carbonate in the ceramics mass provides a decrease in the moisture expansion while it enables the forming of crystalline phases of calcium aluminum silicates and a smaller formation of vitreous phase. Has been also observed that the effect of additives, compacting pressure and the firing cycle, during identification of the best formulation for industrial uses. Has been defined also a composition that attended the exigencies of normal standards, enabling the use of these calcites clays in the production process, deriving a very short firing cycle, which will provide a strong economical return rate for the industrial plant.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-18T18:45:52Z No. of bitstreams: 1 ROBERTO ALVARES DE ANDRADE - TESE PPGEP 2009..pdf: 16622579 bytes, checksum: 3d27a2976f134c663977125e77248ac7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T18:45:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROBERTO ALVARES DE ANDRADE - TESE PPGEP 2009..pdf: 16622579 bytes, checksum: 3d27a2976f134c663977125e77248ac7 (MD5) Previous issue date: 2009-05-28 / A partir dos últimos trinta anos, a difusão da alvenaria estrutural com o emprego de blocos cerâmicos passou a exigir destes últimos a capacidade de absorver esforços mecânicos provenientes do peso próprio das edificações e das sobrecargas a elas transmitidas. As pesquisas para a viabilização desta nova função dos blocos cerâmicos não foram, até o presente momento, tão intensas a ponto de garantirem de forma efetiva o seu bom desempenho estrutural, e alguns problemas relacionados com as suas propriedades mecânicas e expansão por umidade (EPU) passaram a evidenciar a necessidade do aprimoramento das suas características. Foi com tal propósito que nesta tese se desenvolveram algumas investigações voltadas à detecção de novos parâmetros que aumentassem o acervo de conhecimento da EPU e das propriedades mecânicas dos blocos cerâmicos e, em tal direcionamento, partiu-se de informações da literatura técnica relativas ao efeito benéfico dos óxidos de cálcio e de magnésio incorporados às massas tomadas como matérias-primas dos blocos cerâmicos. Os resultados obtidos com corpos-de-prova autoclavados permitiram o confronto das suas características atuais com aquelas projetadas para o término da sua vida útil. Estudos para constatar eventuais minimizações da EPU e controle da resistência mecânica de corpos cerâmicos de vedação foram desenvolvidos com o emprego das massas das Cerâmicas ditas "A" e "B", as quais foram manipuladas de forma idêntica. Os teores diferenciados da incorporação feita a cada uma das citadas massas dos carbonatos empregados, a saber, os carbonatos de cálcio e de magnésio, foram calculados com o propósito de gerarem idênticos teores de óxidos após o desprendimento do dióxido de carbono ao longo do ciclo da queima. Os resultados obtidos evidenciaram, para os blocos obtidos ao longo de ciclo de queima entre 850-1000°C, uma redução universal da EPU decorrente da ação do carbonato de cálcio, e uma discreta tendência da sua redução decorrente da adição do carbonato de magnésio; tais reduções de EPU se deveram à formação de fases cristalinas desencadeadas pela ação dos referidos carbonatos. O maior valor de perda de massa, o surgimento da brucita, e os elevados valores de absorção de água decorrentes das adições magnesianas justificaram as menores reduções, ou ausência de reduções, de EPUs delas decorrentes. Quando as duas citadas massas foram manipuladas sem adições, aquela com maior teor de argila apresentou valores mais elevados de EPU, o que se explica, já que a maior quantidade de argila forma maior quantidade de fase vítrea. As adições utilizadas intervieram não só na EPU como também nas propriedades cerâmicas dos corpos-de-prova analisados. As adições calcárias e magnesianas, de forma quase absoluta, tenderem ao aumento das absorções de água, e, quanto à interferência no aumento da resistência mecânica, marcante foi a grande suscetibilidade ao teor "médio" (16,3%) de adição magnesiana associado à temperatura de queima de 1000°C, situação em que a tensão de ruptura à flexão, tanto para a Cerâmica "A" quanto para a Cerâmica "B", apresentou valores desproporcionalmente superiores àqueles relativos a temperaturas de queima inferiores a 1000°C, fato provavelmente devido à efetiva presença da enstatita e da ringwoodita a esta temperatura de queima. / The use of ceramic blocks in structural masonry since the last thirty years has demanded their capacity of absorbing mechanic efforts resulting from the own weight of building and respective overloads. Researches intended to make possible the new performance of ceramic blocks have not been intensive enough to definitively assure a good structural performance, and some problems concerning their mechanic properties and moisture expansion have shown the need of deeply improve their characteristics. Aiming at that purpose, this doctoral thesis has developed some investigations to identify new patterns that may contribute to increase the knowledge of moisture expansion and mechanic properties of ceramic blocks. To achieve that purpose, we started from information provided by technical literature concerning the good effects of calcium oxide and magnesium oxide incorporated to the rawmaterials of ceramic blocks. Results obtained from the autoclaved specimens have shown the differences between their present characteristics and those expected to be at the end of their working life. Researches to confirm possible moisture expansion minimizations and control of mechanic resistance of packing ceramic bodies have been carried out by using ceramic masses called "A" and "B", handled alike. Different contents of the carbonate used, such as calcium and magnesium carbonates, have been estimated, with the purpose of providing the same oxide contents after the carbon dioxide exit, along the firing cycle. Blocks obtained during a firing cycle between 850-1000°C show a universal moisture expansion decrease resulting from the action of calcium carbonate and a strong trend of its decrease resulting from the addition of magnesium carbonate. Such moisture expansion decreases resulted from the crystalline stages developed by the activity of those carbonates. The highest rate of mass loss, ocurrence of brucite and high rates of water absorption resulting from the addition of magnesium carbonate justify shorter decreases or even non-reduction or moisture expansion resulting therefrom. When both masses were handled without additions, the one with higher rate of clay showed higher moisture expansion values, since a higher rate of clay responsible for higher quantity of vitreous phases. Added material interfered both in moisture expansion and in the ceramic properties of observed specimens. Remarkable was the high susceptibility of the medium content (16.3%) of magnesium carbonate addition interfering in the increase of mechanical resistance, joined to the firing temperature at 1000°C, and acording to this tendency, rupture tension, in both Ceramics "A" and "B", showed disproportionably higher figures relative to firing temperatures under 1000°C. This fact is probably due to the effective presence of enstatite and ringwoodite at this firing temperature.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-11-05T22:28:11Z No. of bitstreams: 1 ROSEMARY RIBEIRO RAMOS - DISSERTAÇÃO PPGEQ 1985..pdf: 46832957 bytes, checksum: 99eea8bc7664b29c95a76c9107593a6f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-05T22:28:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROSEMARY RIBEIRO RAMOS - DISSERTAÇÃO PPGEQ 1985..pdf: 46832957 bytes, checksum: 99eea8bc7664b29c95a76c9107593a6f (MD5) Previous issue date: 1985-12-27 / CNPq / Este trabalho de laboratório procurou dar continuidade a uma serie de pesquisas que, com o decorrer do tempo,vem se desenvolvendo com as argilas esmectíticas de cores verde-clara, vermelha e do tipo sortida da localidade de Bravo,Distrito de Boa Vista, Município de Campina Grande, Paraíba, visando o estudo dos efeitos de tratamento de cura* cm algumas propriedades reológicas dessas argilas para uso como fluidos tixotrópicos na perfuração de poços de Petróleo. De início foram feitos os ensaios de caracterização mineralógica. Posteriormente foi feita uma analise das propriedades tecnológjcas verificadas através da determinação das viscosidades aparente e plástica e do volume do filtrado nas argilas em sua forma natural. Em seguida, foram observadas as propriedadesreologicas nas argilas tratadas com carbonato de sódio na proporção de 100meq por 100g de argila seca sem tratamento de cura. Os processos de tratamento de cura foram realizados com o auxílio de uma câmara úmida e autoclave , mantendo-se constante a concentração de carbonato de sódio e umidade relativa, e, variando-se a temperatura e o tempo. Em todas as condições estudadas foi verificado o efeito da diálise e o efeito da diálise com uso de COj. 0 uso da diálise, visa eliminar os compostos solúveis ou parcialmente solúveis de cálcio e magnésio, formados pela reação química de dupla trocapor ocasião de tratamento com o composto de sódio (montmorilonita (Mg ,Ca ,Na ,K ,11) + Na2C03 -> montmori 1 onita (Na) + MgCO^ + CaCO., + CO +llO0 + K? CO ) (|ne se pode dissolver na dispersão aquosa da argila, prejudicando as propriedades coloidais da montmorilonita , principalmente a viscosidade plástica. O uso do CO2 tem a finalidade de observar ate que ponto sua ação prejudica as propriedades reológicas das argilas em estudo. Foram determinados, igualmente, teores de carbonatos e bicarbonatos, existentes na suspensão a 6% de sólidos. Estes valores foram utilizados para explorar possíveis correlações com as viscosidades aparentes, plásticas e volume do filtrado, através da análise de regressões lineares simples e múltipla. Os resultados obtidos dos ensaios tecnológicos mostraram que as argilas de cores verde-clara, vermelha e do tipo sortida após tratamento conveniente, apresentaram excelentes propriedades reológicas, possibilitando, assim, o uso dessas argilas como agentes tixotrópicos em fluidos para a perfuração rotativa de poços de Petróleo. 0 efeito da diálise, por sua vez, tem grande influência na melhoria das propriedades reológicas para o tratamento das argilas sem processo de cura e, após o processo de cura em câmara úmida e autoclavagem ,onde as argilas são tratadas com solução de carbonato de sódio na proporção adequada após a autoclavagem; o uso do CO2 por sua vez, influencia bastante as propriedades reológicas, que por serem solúveis, mostram tendência de flocular o sistema e consequentemente prejudicar as propriedades reológicas. Com relação as correlações obtidas de validade Limitada, tendo em vista o reduzido numero de observações realiza das, foram obtidos coeficientes próximos de 1, mostrando que existe relação linear entre os teores de carbonatos, bicarbonatos e carbonatos mais bicarbonatos com as viscosidades aparentes e plásticas e volume do filtrado em algumas condições de cura. / This work of laboratory aims continue a series of research work, which has been developing, using the smectites clays light green, red and mixed couloured from Bravo, District of Boa Vista,Campina Grande, Paraîra, with purpose to study the effects of treatment of cure in some rheological properties of these clays, keeping in mind its applicability as tixotropic fluids for perfuration of oil well. Inicially, the analysis of the rheological properties was done investing from the determination of the apparent plastic viscosités and filtrate volume in the clays under it natural form. The rheological properties of the clays were observed by the treatment of sodium carbonate at the proportion of lOOmeq per 100g of dry clay without treatment of cure. The processes of cure treatment were done in a humid chamber and autoclave keeping the concentration of sodium carbonate and relative humidity constant and changing the temperature and time. The dialysis effect was investigated with the use of C02 at all conditions studied. The use of dialysis process has the purpose to eliminate either soluble compounds or parcially soluble of calcium and magnesium compounds or parcially soluble of calcium and magnesium compounds formed by double exchange chemical reaction by the • 2 + 2-1- + treatment with sodium compounds (montmorilonite, Mg ,Ca ,Na , K+, H30+)+ Na2C03 - montmorilonite (Na + ) + MgC03 + CC>2 compounds (montmorilonite, Mg ,Ca ,Na , K+, H30+)+ Na2C03 - montmorilonite (Na + ) + MgC03 + CC>2 + H20 + K2C03) that are able to be dissolved into clays aqueous dirpèrsion so this will spoil the colloid properties of the montmorilonite, mainly the plastic viscosité. The use of CC>2 has the objective to observe the maximun point that its action will damage rheological properties of the clays in this study. Carbonates and Bicarbonates existing in the 6% solids suspension were determined. These values were used to find correlation in filtrate volume and apparent and plastic viscosites by simple and multiple linear regression analysis. results obtained from technological tests showed that light green, red and mixed coloured clays, after the treatment, presented rheological properties adequated to be used in the perforation of oil wells. However, the effects,of dialysis has considerable influence in the improvement of the rheological properties to the treatment of the clays without the cure process and after the cure process in chamber and autoclave where the clay are treated with sodium carbonate to adequade to proportion after autoclave process.; The use of CC^,however , has considerable influence on the rheological properties, once it being soluble, presented the tendency to floculate the system and consequently to damage the rheological properties. With relation to correlations obtained showing to be of limited validity, even to the rcdused number of observations taken; so were obtained correlations coeficients approximately one taking that there exists linear relation between amounts of carbonates and carbonates plus bicarbonates with apparent and plastic viscosites and the filtrate volume in some of the cure conditions.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.

Esta pesquisa avaliou o uso de ozônio para inativar cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum presentes na água filtrada obtida após a utilização da tecnologia de ciclo completo com flotação (coagulação, floculação, flotação e filtração) em escala de bancada, empregando o cloreto de polialumínio – PAC – como coagulante. O método de floculação em carbonato de cálcio – FCCa, sem e com a etapa de separação imunomagnética – IMS – foi utilizado na quantificação dos protozoários. A recuperação nos ensaios de qualidade utilizando o kit Easyseed® de Giardia spp. foi de 8,4% ± 97,4% sem IMS e com IMS, com duas dissociações, o valor foi de 7,4% ± 39,7% e, com três dissociações, a recuperação alcançou 9,6% ± 34,7%, portanto, somente o ensaio com IMS e duas dissociações, não atendeu os padrões do Método 1623.1. A recuperação de Cryptosporidium parvum, obteve valor de 3,4% ± 100% em ensaio sem IMS e com IMS, o valor obtido foi de 1,0% ± 70,0% com duas dissociações e 1,8% ± 44,4% com três dissociações e nos três métodos apresentados, não houve conformidade com os critérios do Método 1623.1. Na etapa de desinfecção com ozônio, os ensaios realizados na Etapa 1, que se utilizou 5 mgO3L-1 e tempo de contato de 1 min sem IMS, as maiores inativações atingidas foram de 2,52 e 2,22 log para cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Com o tempo de contato de 5 min, as maiores inativações foram de 2,52 e 2,92 log de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Na Etapa 2, com IMS, utilizando a mesma dosagem e tempo de contato de 1 min, obteve-se 2,27 e 0,21 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Comparando-se com o tempo de contato de 5 min, foram obtidos 2,9 e 2,3 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Na avaliação de custo, o método de FCCa sem IMS demonstrou ser o mais econômico em relação ao procedimento com IMS. A influência da inclusão da terceira dissociação ácida no método com IMS também foi analisada e este procedimento não resultou em diferenças estatísticas significativas nos resultados. / This research evaluated the use of ozone to inactivate Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts present in the filtered water obtained after the use of the complete cycle of flotation technology (coagulation, flocculation, flotation and filtration) on a bench scale employing polyaluminium chloride - PAC as coagulant. The calcium carbonate flocculation method - FCCa, without and with immunomagnetic separation step - IMS has been used in the quantification of protozoa. The recovery in quality test using the kit Easyseed® for Giardia spp. was 8.4% ± 97.4% non-IMS and IMS with two dissociations, the value was 7.4% ±39.7% and with three dissociations, the recovery reached 9.6% ± 34,7%, so only the test with IMS and two dissociations, did not meet the standards of method 1623.1. Recovery of Cryptosporidium parvum obtained value of 3.4% ± 100% in non-IMS and IMS testing, the value obtained was 1.0% ± 70.0% with two dissociations and 1.8% ± 44.4% with three dissociations and the three methods presented, there was non-compliance with the criteria of Method 1623.1. In step disinfection with ozone, tests performed in Step 1 was used 5 mgO3L-1 and contact time of 1 min without IMS, the major inactivation achieved were 2.52 and 2.22 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. With 5 minutes of contact time, the greater inactivation were 2.52 and 2.92 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. In Step 2, with IMS, using the same dose and 1 min contact time, there was obtained 2.27 and 0.21 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. Compared with the 5 min of contact time, were obtained 2.9 and 2.3 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. In evaluating cost, the FCCa method without IMS proved to be the most economical in relation to the procedure with IMS. The influence of inclusion of the third acid dissociation method in IMS was also analyzed and this procedure did not result in statistically significant differences in the results.