Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseSFS.pdf: 10691709 bytes, checksum: 968fca4ee1f6c4fff2a9f8ed36b52c57 (MD5) Previous issue date: 2005-03-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work, the main objective was to determine the energy of fracture in ceramic materials, focused on refractories, at high temperatures and to inquire the interference of the creep on this measurement. Therefore, castable containing white fused and calcined aluminas, hydrated alumina as a binder, with and without, a glass of SiO2-CaO-Al2O3-B2O3-MgO was designed. This material can simulate the real situation of refractory castables that present possible glassy phase formation due to the presence of cement, silica fume and impurities of raw materials. In addition to this material two commercial refractories were also characterized. Physical characterizations, refractoriness under load, modulus of rupture, Young's modulus and coefficient of linear thermal expansion were evaluated. The energy of fracture was measured through stable crack propagation in three-point bending tests. The creep curves were obtained in three-point bending and compression tests. The concept of rate of energy of creep deformation was used to evaluate creep semiquantitatively as well as to consider a description for the energy of fracture at high temperatures. The results indicate that a maximum in the energy of fracture measured through stable crack propagation under three-point bending tests occurs as a function of temperature. For this case it will exist a range of temperature at which the material will suffer a transition from brittle to ductile behaviour due to the presence of glassy phase in the microstructure. In the transition, bridges of glassy phase contribute for the increase of the average energy for crack propagation. Consequently, these results have strong influence on the thermal shock damage resistance parameters. / Neste trabalho, o objetivo principal foi determinar a energia de fratura em materiais cerâmicos, em particular refratários, em temperaturas elevadas e averiguar a interferência da fluência sobre esta medida. Para tanto, foram projetados e preparados compósitos contendo aluminas eletrofundidas e calcinadas, alumina hidratável como ligante e, com e sem, fibras moídas de um vidro de SiO2-CaO-Al2O3-B2O3-MgO. Com este material, colocando teores conhecidos de vidro, foi simulado um concreto refratário à base de alumina contendo fase vítrea que na prática são formulações contendo cimento de aluminato de cálcio, microssílica e impurezas típicas dessas matérias-primas. Além destes compósitos foram avaliados dois refratários comerciais. Foram realizadas caracterizações físicas e mecânicas, a saber, refratariedade-sobcarga, módulo de ruptura, módulo de Young e coeficiente de dilatação térmica linear. A energia de fratura foi obtida através de ensaios de flexão a três pontos com propagação estável de trinca. As curvas de fluência foram obtidas sob carregamento de compressão e de flexão a três pontos. Foi utilizado o conceito de taxa de energia de deformação de fluência tanto para avaliar semiquantitativamente a fluência quanto para propor uma descrição analítica para a energia de fratura em temperaturas elevadas. Os resultados indicam que a energia de fratura passa por um máximo na faixa de temperatura em que ocorre uma transição de comportamento mecânico frágil-dúctil de materiais cerâmicos que contêm fase vítrea na microestrutura. Nesta transição pontes de fase vítrea contribuem para o aumento da energia média dissipada para a propagação de uma trinca e a geração de duas superfícies de fratura. Por conseqüência, estes resultados influenciam fortemente os parâmetros de resistência ao dano por choque térmico.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-04T19:13:31Z No. of bitstreams: 1 DissCCDE.pdf: 2006360 bytes, checksum: 46f662cd87530824224a85a7adbdb646 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T19:54:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCCDE.pdf: 2006360 bytes, checksum: 46f662cd87530824224a85a7adbdb646 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T19:54:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCCDE.pdf: 2006360 bytes, checksum: 46f662cd87530824224a85a7adbdb646 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T19:54:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCCDE.pdf: 2006360 bytes, checksum: 46f662cd87530824224a85a7adbdb646 (MD5) Previous issue date: 2013-03-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / This dissertation tries to understand the mechanisms involving damping phenomenon in ceramic refractory materials, using a dynamic technique. Damping proves to be an interesting parameter to analyze thermal shock damage in these sorts of materials. This technique would make possible to compare damping measurements with well-established techniques, such as the determination of modulus of elasticity modulus and modulus of rupture. Furthermore, this study attempts to understand the nonlinear phenomenon in damping and modulus of elasticity that depends on the vibrational amplitude. Aiming to understand how the variation on the vibration amplitude affects the mzasured values of damping and modulus of elasticity and how the nonlinear effect can be used in our advantage and in industrial daily routine, such as determining whether samples are damaged or not without a previous analysis or a standard material for reference. This study also approaches the influence of water in the nonlinear behavior of damping and modulus of elasticity. Thus, it would be possible to establish trustable and standardize procedures to measure those. In addition it would be possible to understand the drying process of ceramic refractory castables. / Esta dissertação consiste em compreender os mecanismos responsáveis pelo fenômeno de amortecimento de vibrações em materiais cerâmicos refratários, utilizando-se de uma técnica dinâmica de medida do mesmo. O amortecimento é uma característica interessante para ser analisada quando se deseja quantificar o grau de dano por choque térmico nestes materiais. Sendo, possível comparar a técnica de amortecimento com outras já bem estabelecidas, como a medida de módulo de elasticidade e módulo de ruptura. Além disso, o trabalho se estende a compreensão do fenômeno de não-linearidade do amortecimento e do módulo de elasticidade devido aos efeitos da amplitude de vibração. Visa-se compreender como a variação da amplitude de vibração altera os valores obtidos de módulo de elasticidade e de amortecimento e como isso pode ser aplicado na prática, utilizando-se da não- linearidade como uma forma de determinar se o material está ou não danificado, independentemente de análise prévia ou referência. Outra abordagem deste estudo consiste na compreensão da influência da umidade nas medidas de amortecimento e de módulo de elasticidade e como isto influencia o comportamento não-linear destas propriedades. Assim, seria possível estabelecer procedimentos padronizados e confiáveis de medida, além da caracterização e compreensão do processo de secagem de concretos refratários.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 97959 bytes, checksum: 2df39a0e76b111666756f8b7b6f67107 (MD5) Previous issue date: 2006-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente Dissertação de Mestrado trata do desenvolvimento de um modelo e método matemático para calcular a distribuição de temperatura transiente e das tensões térmicas transientes numa placa resfriada. Para isso, foi utilizado o método dos volumes finitos tanto para o cálculo das temperaturas quanto para as tensões térmicas transiente, dividindo-se a placa numa malha contínua de volumes cúbicos e retangulares. O programa computacional de cálculo para a simulação numérica das temperaturas e tensões térmicas transientes foi elaborado em linguagem Fortran, gerando o campo de temperaturas e tensões em cada instante do resfriamento. No caso da distribuição de temperatura, o modelamento foi feito para uma placa tridimensional, já para a distribuição das tensões térmicas transientes foi para estado plano de tensões e termo-elasticidade. Em ambos os casos, a discretização das equações foi feita através do balanço das propriedades em cada tipo de volume de controle da malha e de acordo com as condições nas suas fronteiras. A solução do sistema de equações formado foi feita pelo método de Gauss-Seidel com sobre-relaxação, tanto para a temperatura como para os deslocamentos. O campo de temperaturas geradas no programa, considerando os coeficientes de troca de calor e as propriedades térmicas constantes, foi comparado com as temperaturas calculadas pelos métodos analíticos da capacitância global e das temperaturas calculadas pela equação diferencial do calor de uma placa resfriada. Nas comparações dos resultados das temperaturas pelo método da capacitância global com os valores obtidos do método dos volumes finitos, observou-se que os erros globais ficaram menores que 1% para incrementos de tempo de 0.1 s, 0.01 s e 0.001s, mas o erro diminui com a diminuição do incremento. Porém, deve-se levar em consideração nas simulações de temperatura numa placa que ocorrem variações no coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície da placa, no módulo de elasticidade, na difusividade térmica do material nos valores experimentais obtidos durante o processo prático de resfriamento. Por esse motivo na comparação dos valores obtidos das temperaturas experimentais em blocos resfriados de alumínio e com os resultados obtidos pelo presente trabalho foi verificado uma grande variação. As tensões térmicas transientes foram calculadas também pelo método dos volumes finitos para estado plano de deformações, estado plano de tensões e termo-elasticidade, calculando-se inicialmente os deslocamentos dos pontos da malha inicial através das equações de equilíbrio de cada volume. Em seguida, as tensões térmicas transientes foram calculadas a partir das distorções geométricas ou deslocamentos ocorridos. Os resultados foram comparados com as soluções analíticas de Timoshenko et al., Lu et al. e de Collin et al.. Os valores numéricos obtidos estão em boa concordância com os valores de Collin et al. As tensões térmicas transientes são trativas na superfície e sub-superficie e são de compressão no centro da placa. Essas tensões térmicas transientes calculadas no presente trabalho variam substancialmente com o instante de tempo de resfriamento, número de Biot, geometria da placa e com as condições de contorno. Isto difere grandemente das fórmulas empíricas utilizadas comumente que empregam somente a diferença inicial de temperatura entre a placa e o meio. A severidade do choque térmico ou as tensões térmicas máximas dependem de parâmetros como a diferença inicial de temperatura, o instante de tempo de resfriamento, a geometria da placa, as propriedades térmicas da placa e o número de Biot. As soluções do Método dos Volumes Finitos com distribuição de temperatura homogênea nas camadas, MVF_H, são bastante próximas da solução analítica de Collin, porém, as soluções do Método dos Volumes Finitos com distribuição de temperatura heterogênea nas camadas, MVF, diferem bastante com as soluções analíticas. Para o caso de uma placa de aço de geometria 0,50 m x 0,50 m e 0,05 m de espessura cuja temperatura inicial foi de 600 ºC resfriada em água a 0 ºC, número de Biot igual a 10, a tensão térmica transiente máxima de tração na superfície da placa ocorreu no instante 3 segundos após o resfriamento e seu valor calculado pelo método analítico de Lu foi de 1059 MPa, 992,45 MPa por Collin e de 963,5 MPa pelo presente Método Homogêneo dos Volumes Finitos, MVF_H. Entretanto, para Biot=1, a tensão trativa térmica máxima ocorreu no instante 14 segundos e foi de 371 MPa para Lu, 352 MPa para Collin e 335 MPa para MVF_H. Porém, estas tensões térmicas podem ser suficientes para produzir deformações plásticas permanentes ou mesmo gerar uma trinca superficial na placa ou também uma fratura. Finalizando, o presente Método dos Volumes Finitos aplicado ao cálculo da distribuição de temperaturas e tensões térmicas transientes numa placa, produz bons resultados para a geometria retangular, possibilitando variar as condições de contorno.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:41:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000438527-Texto+Completo-0.pdf: 10657738 bytes, checksum: caad3abdc5d9b9863dbe5c3d7120700f (MD5) Previous issue date: 2012 / Transplantation of solid organs has emerged as a viable therapeutic modality for the treatment of a variety of disorders. Rejection of solid organ allografts is the result of a complex range of interactions involving coordination between both the innate and adaptive immune system. Therewith, a major goal of clinical organ transplantation is to induce a donor-specific unresponsive state in a mature immune system that is free from long-term immunosuppression and chronic rejection. The limitations in the establishment of immunossupressive stratagies led us to search new methods to the modulation of the homeostatic mechanisms that limit and prevent inflammatory responses in allograft tissue. The heat shock protein 70 (Hsp70) has a protective and antiinflamatory role in several animals models like arthritis, colitis, pulmonary fibrosis and brain injury. This protein can modulates both the innate and adaptative immune system. Our group demonstrated that Mycobacterium tuberculosis Hsp70 (Mt Hsp70) can inhibit bone marrow dendritic cells (BMDCs) maturation; however the mechanisms involved in this process has not been completely elucidated. In the present work, we demonstrated that Mt Hsp70 inhibited the acute rejection in two allograft models (a tumor model and a skin allograft model).In both models, we observed an involvement of Tregs. In addition, s. c. Mt Hsp70 injection leds to an increase in Treg population and IL-10 production in the draining lymph node. We also observed that the inhibition of acute rejection induced by Mt Hsp70 was dependent on the presence of toll-like receptor (TLR) 2 in the allograft, and not in the host. In BMDCs, we demonstrated that IL-10 production induced by Mt Hsp70 is dependent on TLR2. Also, we analyzed the phosphorylation of ERK, p38 and Akt after Mt Hsp70 stimulus. We observed an increase in p-ERK expression, but no difference in p-38 and p-Akt levels. The inhibition of ERK abolished the IL-10 production induced by Mt Hsp70. We propose that Mt Hsp70 effect on DCs can be used as a therapeutic approach in transplantation models. / O transplante de órgãos sólidos emergiu como uma terapia viável para o tratamento de uma variedade de patologias. A rejeição dos enxertos é resultado de uma série complexa e coordenada de interações envolvendo o sistema imune inato e adaptativo. Com isso, o maior desafio no transplante de órgãos sólidos é induzir um estado irresponsivo e específico ao doador em um sistema imune maduro sem que haja uma imunossupressão sistêmica e de longo prazo, tudo isso livre de rejeição crônica. As limitações no estabelecimento de estratégias imunossupressoras nos levaram a buscar novos métodos para a modulação dos mecanismos homeostáticos que previnem e limitam as respostas inflamatórias nos tecidos enxertados. A proteína de choque térmico (Heat shock protein – Hsp) 70 tem um papel antiinflamatório e protetor em modelos animais experimentais como artrite, colite, fibrose pulmonar e danos cerebrais. Essa protéina pode modular tanto o sistema imune inato quanto o adaptativo. Nosso grupo demonstrou que a Hsp70 de Mycobacterium tuberculosis (Mt Hsp70) pode inibir a maturação de células dendríticas diferenciadas da medula óssea (bone marrow dendritic cells – BMDCs), porém o mecanismo envolvido nesse processo ainda não foi totalmente esclarecido. Nesse trabalho, demonstramos que a Mt Hsp70 foi capaz de aumentar a sobrevida do enxerto em dois modelos murinos de transplantes (um modelo tumoral e um modelo de aloenxerto cutâneo).Em ambos os modelos, observamos o envolvimento de Tregs. Demonstramos que a administração s. c. da Mt Hsp70 levou a um aumento dessas células nos linfonodos drenantes, além de um aumento na produção de IL-10. Também observamos que a inibição da rejeição aguda induzida pela Mt Hsp70 no modelo de aloenxerto cutâneo é dependente da presença do receptor do tipo toll (toll like receptor – TLR) 2 no enxerto, e não no receptor. Nas BMDCs, vimos que a indução da IL-10 induzida pela Mt Hsp70 é dependente de TLR2. Ainda nessas células, analisamos a fosforilação de moléculas como a ERK, p38 e Akt após o estímulo com a Mt Hsp70. Observamos um aumento na expressão de p-ERK e nenhuma alteração nos níveis de p-p38 e p-Akt. A inibição da ERK aboliu a produção de IL-10 induzida pela Mt Hsp70. Propomos que esse efeito da Mt Hsp70 sobre as DCs pode servir como intervenção terapêutica em modelos de transplantes.

A expressão da HSP70 intracelular está associada a efeitos citoprotetores contra uma variada gama de estímulos estressores, tais como processos inflamatórios, estresse oxidativo, endotoxinas bacterianas, infecções e febre. Este efeito citoprotetor é principalmente atribuído à habilidade de as proteínas de choque térmico estabilizarem estruturas protéicas através de interações reversíveis. A HSP70 foi recentemente detectada no meio extracelular, e sua presença tem sido associada a situações patológicas, nas quais ela exerce efeitos modulatórios sobre células do sistema imunológico. Previamente, nós descrevemos a relação entre os níveis de HSP70 sérica, o estatus oxidante e o desfecho clínico de pacientes sépticos; o grupo de pacientes com maiores níveis pró-oxidantes e maiores níveis de HSP70 sérica também foi aquele que houve maior mortalidade. Afim de investigar a possível associação entre HSP70 oxidada e efeitos citoprotetores ou morte celular, macrófagos da linhagem RAW 264.7 foram incubados com HSP70 e HSP70 oxidada, e a produção de nitrito, proliferação celular, viabilidade celular, produção de espécies reativas de oxigênio, liberação de TNF-α e atividade fagocítica foram avaliadas. Também foram avaliadas as modificações estruturais causadas pela oxidação na HSP70 purificada. Observamos que a oxidação da HSP70 alterou a estrutura da proteína; e que os efeitos modulatórios da HSP70 oxidada sobre a linhagem de macrófagos RAW 264.7 foram diferentes dos efeitos modulatórios da HSP70 nativa. Os macrófagos tratados com HSP70 oxidada apresentaram menor proliferação, maior produção de espécies reativas de oxigênio, menor atividade fagocítica e menor liberação de TNF-α. Estes resultados indicam que a oxidação da HSP70 extracelular modifica suas propriedades sinalizadoras, causando alterações na modulação das funções e da viabilidade dos macrófagos. / Expression of intracellular HSP70 is associated to cytoprotective effects against a wide range extent of stressful stimuli, such as inflammation, oxidative stress, hypoxia, endotoxins, infections and fever. This cytoprotective effect is mainly attributed to their ability to stabilize protein structures through chaperon-like reversible interactions. HSP70 was recently detected in the extracellular medium and its presence in serum is commonly associated with pathological situations, where it exerts modulatory effects on cells of the immune system. Previously, we have described the relationship between serum HSP70 levels, oxidant status and clinical outcome of septic patients; the group of patients with higher pro-oxidant status and higher serum HSP70 had also higher mortality. To investigate the possible association between oxidized HSP70 and cytoprotection or cell death, we incubated RAW 264.7 macrophages with oxidized HSP70 and evaluated nitrite production, cell proliferation, cell viability, reactive oxygen species production, TNF-α release and phagocytic activity. We also evaluated structural modifications caused by oxidation in purified HSP70. Oxidation of HSP70 altered its protein structure; besides, the modulatory effect of oxidized HSP70 on RAW265.7 cells was different from native HSP70. Macrophages treated with oxidized HSP70 presented lower proliferation, higher reactive oxygen species production, lower phagocytic activity and TNF-α release. These results indicate that oxidation of extracellular HSP70 modify its signaling properties, causing alterations on its modulatory effects on macrophage function and viability.

O desempenho é foco de diversos estudos atuais, a comunidade técnica está buscando melhorar os sistemas construtivos. Apesar de ser discutido há décadas, este tema foi recentemente revigorado pela elaboração e publicação da norma de desempenho NBR 15575 (ABNT, 2013a). Este documento apresenta requisitos mínimos a serem atingidos pelas edificações, bem como metodologia para a avaliação destes parâmetros. Dentre os ensaios apresentados, consta em seu anexo E um método para avaliação de vedações verticais frente a choques térmicos. Inúmeras pesquisas adotam os choques térmicos como agente de degradação, contudo não existe um consenso quanto às condições de contorno ou mesmo as dimensões dos corpos de prova. A norma brasileira recomenda que as essas possuam 120 cm de largura e altura equivalente a 1 pé direito, entretanto em determinadas situações tais dimensões inviabilizam o programa experimental, dado a falta de equipamentos deste porte. Assim, encontram-se na literatura técnica pesquisas realizadas sobre protótipos reduzidos de sistemas de vedação. Este trabalho buscou identificar a influência das dimensões e condições de contorno dos corpos de prova nos resultados obtidos em ensaios de choques térmicos Para tal, foram ensaiadas amostras em 3 tamanhos diferentes, as dimensões propostas pela NBR 15575 e duas variações reduzidas. Os corpos de prova reduzidos foram ensaiados livres e com restrições as dilatações. Todas as combinações foram sujeitas a 10 e 30 choques térmicos e as avaliações foram realizadas antes e após os ciclos. As variáveis de resposta adotadas foram a resistência à aderência, fissuração e permeabilidade, também foram mensuradas as variações lineares em momentos pré-determinados. Os choques térmicos não provocaram a perda da aderência, uma vez que as amostras apresentaram aderências estatisticamente iguais antes e após os ciclos, com exceção da amostra grande exposta a 30 choques, que teve sua aderência majorada. Apenas nas amostras grandes ocorreu alteração do índice de fissuras decorrente da exposição aos choques. Majoritariamente, a permeabilidade das amostras não foi alterada com a exposição aos choques, com exceção das amostras reduzidas livres expostas a 30 choques que apresentaram uma redução da absorção, indicando o fechamento dos poros. / Performance is the focus of many current researches, the technical community is searching to improve building systems. Despite being discussed for decades, this subject has recently been reinvigorated by the elaboration and publication of performance standard NBR 15575 (ABNT, 2013a). This document presents minimum requirements to be achieved by the buildings, as well a methodology for the evaluation of these parameters. Among the tests presented, attachment E shows a method for evaluating vertical seals against thermal shocks. Numerous researches adopt thermal shocks as a degradation agent, however, there is no consensus regarding the boundary conditions or even about the dimensions of the specimens. The Brazilian standard recommends that these specimens have at least 120 cm wide and height equivalent to room's height, however in certain situations such dimensions make the experimental program unfeasible, given the lack of equipment of this size. Thus, we find in the technical literature researches on reduced prototypes of walls. This study aimed to identify the influence of the dimensions and boundary conditions of the specimens on the results of thermal shock tests. For this, samples were tested in 3 different sizes, the dimensions proposed by NBR 15575 and two reduced variations The reduced specimens were tested without and with dilation restrictions. All combinations were subjected to 10 and 30 thermal shocks and the evaluations were performed before and after the cycles. The tests adopted to evaluate were resistance to adhesion, cracking and permeability, and linear variations were also measured at predetermined moments. The thermal shocks did not cause the loss of adhesion, since the samples had statistically equal adhesions before and after the cycles, except for the large sample exposed to 30 shocks, which had its adherence increased. Only in large samples occurred change of cracks index from exposure to shocks. The permeability of the samples was not altered with the exposure to shocks, except for the unrestricted reduced samples exposed to 30 shocks that showed a reduction of the absorption, indicating the closure of the pores.

Justificativa: O processo de envelhecimento está associado com o aumento demasiado na produção das espécies reativas de oxigênio (EROS). Dentre as estratégias que as células desenvolveram ao longo da evolução para combater o estresse celular, destacam-se as proteínas de choque térmico (HSP). Em especial, a HSPA1A (HSP72) é importante para recuperação de proteínas danificadas, impedindo a agregação das mesmas no citoplasma. O processo de envelhecimento parece estar associado a um declínio nos níveis das HSPs, resultando na perda do controle da proteostase, atrofia muscular, resistência à insulina e incapacidade de reparo após dano. Já é demonstrado na literatura que o exercício físico aumenta a expressão de HSPA1A, o que, possivelmente, exerce função protetora durante o envelhecimento e reduz a inflamação sistêmica clássica encontrada em idosos. Mais recentemente, tem se verificado que HSPA1A pode ser encontrada tanto dentro quanto fora das células, apresentando funções diferentes. Intracelularmente (iHSP70), apresenta função protetora, anti-inflamatória e anti-apoptótica, enquanto que no meio extracelular (eHSP70) apresenta um importante papel imunológico, com função pró-inflamatória e pró-apoptótica. Objetivos: A presente dissertação esta dividida em três partes distintas, denominados como estudos 1, 2 e 3. No primeiro estudo, o objetivo foi comparar a resposta ao choque térmico (leucócitos expostos a temperatura elevada – 42º C por 2 horas) em diferentes populações: indivíduos de meia-idade, idosos e idosos com diabetes do tipo 2. No segundo estudo, o objetivo foi verificar a influência de um protocolo de treinamento de força na relação da HSPA1A extra e intracelular em leucócitos, do dano oxidativo, das adaptações neuromusculares e morfológicas, em indivíduos de meia-idade Finalmente, no último estudo, serão mostrados dados preliminares da resposta de indivíduos idosos ao mesmo protocolo e parâmetros do estudo dois. Metodologia: No primeiro estudo os voluntários foram divididos em três grupos: Meia Idade (49,36±3,61 anos), Idosos (63,57±3,25 anos) e Idosos Diabéticos (68,9± 7,8 anos; HbA1c 7±0,67 %). Foram realizadas coletas de sangue para posterior indução ao choque térmico e avaliação da eHSP70. Nos estudos dois e três, indivíduos de meia-idade (40-59 anos) e idosos (60-75 anos), respectivamente, foram randomicamente alocados nos grupos Controle ou Treinado. O treinamento durou doze semanas com frequência de três vezes por semana. Cada sessão de treinamento incluía nove exercícios de força tanto para membros inferiores quanto superiores e três exercícios funcionais (subir um lance de escadas, sentar e levantar e subir e descer de uma caixa). Antes e após esse período foram realizadas coletas de sangue para posterior análise da HSPA1A extracelular e intracelular em leucócitos, avaliação de peroxidação lipídica (TBARS), atividade antioxidante (SOD e CAT), nitritos e do perfil lipídico. Foram realizadas avaliações de composição corporal, força e teste de consumo máximo de oxigênio Resultados: A resposta ao choque térmico (avaliada pela capacidade das células em exportar eHSP70 quando submetidas a uma temperatura elevada) parece ser igual entre indivíduos de meia-idade e idosos saudáveis. Curiosamente, em indivíduos idosos e com diabetes, esta resposta parece estar bloqueada, indicando que a resistência à insulina e o diabetes tem um papel dominante na capacidade da resposta ao estresse. Quando indivíduos de meia-idade (estudo 2) foram submetidos ao treinamento de força, os mesmos responderam com ganhos de força, melhora da capacidade funcional e aumentos na massa muscular. No entanto, a resposta ao choque térmico (eHSP70 e iHSP70) não foi modificada pelo treinamento, possivelmente pelo fato de que esta se encontrava normal. Os dados preliminares do estudo 3 mostram que, em idosos saudáveis, ocorreram ganhos de força, melhora da capacidade funcional, redução do tecido adiposo visceral (VAT) e melhora da resposta ao choque térmico após o treinamento, no entanto, considerando o baixo n amostral, essa resposta ainda deve ser confirmada em estudos posteriores Conclusão: A ausência de resposta ao choque térmico em Diabéticos está relacionada com resistência à insulina e inflamação, de modo que o treinamento de força parece ser uma alternativa eficaz para contornar esse quadro. Em relação ao efeito do treinamento, em sujeitos de Meia Idade, ele mostra-se eficaz para reduzir as chances de sarcopenia e dinapenia e possíveis doenças relacionadas ao processo do envelhecimento. Os dados preliminares em idosos saudáveis demonstram que, além de diminuir as chances de sarcopenia e dinapenia, o treinamento parece eficaz para reduzir inflamação sistêmica, visto que houve redução do VAT e aumento da resposta ao choque pós-treinamento. Este projeto é financiado pelo CNPq, Edital Universal (Processo nº 482398/2013-2). / Introduction: The aging process is associated with increase in the production of reactive oxygen species (ROS). Among the strategies that the cells developed during the evolution to counteract the cellular stress, we highlight the heat shock proteins (HSP). In particular, HSPA1A (HSP72) is important for the recovery of damaged proteins, preventing them from aggregating into the cytoplasm. The aging process appears to be associated with a decline in HSP levels, resulting in loss of proteostasis control, muscle atrophy, insulin resistance, and inability to repair after damage. It has been demonstrated in the literature that exercise increases the expression of HSPA1A, which possibly exerts protective function during aging and reduces the classical systemic inflammation found in the elderly. More recently, it has been found that HSPA1A can be found both inside and outside the cells, exhibiting different functions. Intracellularly (iHSP70), it has a protective, anti-inflammatory and anti-apoptotic function, whereas in the extracellular environment (eHSP70) it has an important immunological role, with pro-inflammatory and pro-apoptotic function. Objectives: This dissertation is divided into three distinct parts, called studies 1, 2 and 3. In the first study, the objective was to compare the response to heat shock (leukocytes exposed to high temperature - 42º C for 2 hours) in different populations: middle-aged, elderly and elderly individuals with type 2 diabetes. In the second study, the objective was to verify the influence of a resistance training protocol on the relationship of extra and intracellular HSPA1A in leukocytes, oxidative damage, neuromuscular and morphological adaptations in middle-aged individuals. Finally, in the last study, preliminary data from the response of elderly subjects to the same protocol and parameters of study two will be shown Methods: In the first study the volunteers were divided into three groups: Middle Age (49.36 ± 3.61 years), Elderly (63.57 ± 3.25 years) and Diabetic Elderly (68.9 ± 7.8 years; HbA1c 7 ± 0.67%). Blood samples were collected for further induction of heat shock and evaluation of eHSP70. In studies two and three, individuals of middle age (40-59 years) and elderly (60-75 years), respectively, were randomly assigned to the Control or Trained groups. The training lasted twelve weeks three times a week. Each training session included nine strength exercises for both lower and upper limbs and three functional exercises (climbing a flight of stairs, sitting and getting up and going up and down a box). Blood samples were collected for analysis of extracellular and intracellular HSPA1A in leukocytes, lipid peroxidation (TBARS), antioxidant activity (SOD and CAT), nitrite and lipid profile. Body composition, strength and maximal oxygen consumption tests were performed. Results: The response to heat shock (assessed by the ability of cells to export eHSP70 when submit to elevated temperature) appears to be equal between middle-aged and healthy elderly individuals. Interestingly, in elderly individuals with diabetes, this response appears to be blocked, indicating that insulin resistance and diabetes play a dominant role in the ability to respond to stress. When middle-aged individuals (study 2) underwent strength training, they responded with strength gains, improved functional capacity, and increases in muscle mass. However, the response to heat shock (eHSP70 and iHSP70) was not modified by training, possibly because the response was normal. Preliminary data from study 3 show that, in healthy elderly, strength gains, functional capacity improvement, visceral adipose tissue (VAT) reduction and improved heat shock response after training occurred, however, considering the low n sample , this response has yet to be confirmed in later studies. Conclusion: The lack of response to heat shock in diabetics is related to insulin resistance and inflammation, so resistance training seems to be an effective alternative to circumvent this condition. Regarding the training effect, in middleaged subjects, it is effective in reducing the chances of sarcopenia and dynapenia and possible diseases related to the aging process. Preliminary data in healthy older adults demonstrate that, in addition to decreasing the chances of sarcopenia and dynapenia, training seems effective in reducing systemic inflammation, since there was a reduction in VAT and increased post-training shock response. This project is funded by the CNPq, Edital Universal (Process nº 482398/2013-2).

O uso de protocolos de diluição bitérmica está aumentando em centros de inseminação artificial e é necessário garantir que as doses de inseminação tenham a mesma qualidade quando comparado com protocolos de diluição isotérmica. Quatro ejaculados de cada 19 reprodutores PIC® foram coletados e distribuídos em split sample em três tratamentos: diluição bitérmica em duas etapas (T1), diluição isotérmica em duas etapas (T2) e diluição isotérmica em uma etapa (T3). A curva de temperatura para os três tratamentos foi feita utilizando um data logger com sensor de temperatura. As doses inseminantes foram preparadas utilizando o diluente BTS e armazenadas a 16ºC e usadas para avaliação dos parâmetros espermáticos através do Sistema CASA e avaliação de morfologia espermática, durante 120 horas. A temperatura das amostras de sêmen submetidas à diluição bitérmica em duas etapas alcançou 24,1ºC durante 120 minutos , enquanto que as amostras submetidas à diluição isotérmica em uma ou duas etapas alcançou 26,8ºC e 27,0ºC, respectivamente. A motilidade total, a progressiva e BCF foram influenciadas (P<0,05) pelo tempo de diluição, mas não pelo protocolo de diluição. A motilidade total e progressiva diminuiu com o tempo de armazenamento (91.0 ± 0.91 para 81.5 ± 1.08 % e 74.0 ± 2.48 para 60.4 ± 2.59% de 24h para 120h, para MOT e PROG, respectivamente) enquanto BCF diferiu entre 24 e 120h (28.6 ± 0.76 e 27.3 ± 0.79 Hz). As seguintes características de motilidade não foram afetadas pelo protocolo de diluição e pelo tempo de armazenamento: DAP, DCL, DSL, VAP, VCL, VSL, STR, LIN, WOB e ALH. Às 72 h de armazenamento, a morfologia espermática não diferiu entre os tratamentos (P>0.05), apresentando uma média geral de 9.2 ± 0.36 defeitos totais. Concluindo, a diluição bitérmica torna o processo de produção de doses inseminantes mais rápido, pois demoraram menos tempo para alcançar a temperatura próxima de armazenamento, sem comprometer a qualidade das doses inseminantes produzidas. / The use of bithermic dilution protocols is increasing in artificial insemination centers, being necessary to guarantee that the quality of insemination doses remain the same when compared to isothermic dilution protocols. Four ejaculates from each one of 19 crossbreed PIC® boars were collected and assigned, in a split sample design, in to three treatments: two step bithermic dilution (T1), two step isothermic dilution (T2) and one step isothermic dilution (T3). Temperature curve for the three treatments was recorded using a temperature sensor data logger. Semen doses prepared with BTS extender were stored at 16°C and were used to evaluate sperm parameters through CASA system and sperm morphology, during 120 h. The temperature in semen samples submitted to a two-step bithermic dilution reached 24.1ºC during 120 min, whereas one or two-step isothermic dilution samples reached 26.8ºC and 27.0ºC, respectively. Total motility, progressive motility and BCF were influenced (P<0.05) by the storage time but not by the dilution procedure. Total and progressive motility reduced throughout the storage time (91.0 ± 0.91 to 81.5 ± 1.08 % and 74.0 ± 2.48 to 60.4 ± 2.59% from 24h to 120h, for MOT and PROG respectively) whereas BCF differed between 24 and 120h (28.6 ± 0.76 and 27.3 ± 0.79 Hz). The following motility traits were neither affected by the dilution procedure nor by the time of storage: DAP, DCL, DSL, VAP, VCL, VSL, STR, LIN, WOB, and ALH. At 72 h of storage, sperm morphology was not different among treatments (P>0.05), showing an overall mean of 9.2 ± 0.36 total defects. In conclusion, the bithermic dilution makes the process of artificial insemination doses production faster by taking less time to reach a temperature close to that of storage, without impairing semen quality.

A aterosclerose é uma doença cardiovascular (DCV) que afeta 4 em cada 1.000 pessoas, e é caracterizada por lesões arteriais inflamatórias que evoluem com o desenvolvimento da doença. Está envolvida neste processo uma alta produção de citocinas pró-inflamatórias cuja expressão é mediada pela ativação do fator de transcrição nuclear kappa B (NF-B), responsável por desencadear processos de proliferação celular e migração de células musculares lisas nas regiões de lesões arteriais, contribuindo para o agravamento da doença. Estudos de nosso laboratório mostraram que prostaglandinas ciclopentenônicas (CP-PGs), que são anti-inflamatórias, revertem as lesões ateromatosas em modelos animais, num processo que depende da indução de proteínas de choque térmico - HSP (do inglês Heat Shock Protein) por estas CP-PGs. HSPs impedem a desnaturação de proteínas intracelulares e “desligam” o fator nuclear NF-B, que é um dos principais envolvidos na doença inflamatória vascular da aterosclerose. Por isso, decidimos investigar o efeito direto da expressão de HSPs via choque térmico, no processo inflamatório da aterosclerose, pelo método de “hot tub” realizado semanalmente em camundongos machos nocaute para o receptor de LDL (KO-LDLr), em dieta hiperlipídica e hipercolesterolêmica. Para avaliar estes efeitos os animais foram semanalmente (num período de oito semanas) submetidos a um banho térmico elevando a temperatura corporal para 41,5°C por 15 min. Os resultados demonstraram que, na aorta torácica, o choque térmico aumentou a expressão da HSP70 em cerca de 50% o que foi acompanhado de aumento de 100% na expressão do fator de choque térmico – HSF e dramática queda na ativação do fator NF-kB (75%). Em paralelo, o choque térmico reduziu em mais de 50% a deposição de lípides na parede da aorta e na gordura epididimal e a lipoperoxidação em cerca de 40%. As análises com ultrassonografia Doppler demonstraram que o choque térmico melhorou o fluxo sanguíneo, reduziu a espessura da parede aórtica e melhorou a performance cardíaca. O tratamento também melhorou o status glicêmico (redução de glicemia de jejum e aumento de sensibilidade à insulina) além de reduzir significativamente os valores de colesterol total e LDL, aumentando a proporção de HDL. Os mecanismos envolvidos nestes efeitos benéficos do tratamento com choque térmico encontram-se em estudo em nosso laboratório. / Atherosclerosis is a cardiovascular disease (CVD) that affects four in every 1,000 people, and is characterized by inflammatory arterial lesions which evolve with the development of the disease. It is involved in this process a high production of proinflammatory cytokines whose expression is mediated by the activation of nuclear transcription factor kappa B (NF-B), responsible for triggering the processes of cell proliferation and migration of smooth muscle cells into the arterial lesions, thus contributing to the worsening of the disease. Studies of our laboratory have shown that cyclopentenone prostaglandins (CP-PGs), which are anti-inflammatory, revert atherosclerotic lesions in animal models in a process that depends on the induction of heat shock proteins - HSPs by these CP-PGs. HSPs prevent denaturation of intracellular proteins and "turn off" nuclear factor NF-B, which is a major player involved in the inflammatory vascular disease that accompanies atherosclerosis. Therefore, we decided to investigate the effect of the direct expression of HSPs via heat shock, on the inflammatory process of atherosclerosis, by the "hot tub" method performed weekly in male mice knockout for the LDL receptor (LDLr-KO) under a high fat and hypercholesterolemic diet. To assess these effects, the animals were weekly subjected to a thermal bath (for a period of eight weeks) by raising the body temperature to 41.5 ° C for 15 min. The results demonstrated that in the thoracic aorta, the heat shock increased HSP70 expression approximately 50%, which was accompanied by an increase of 100% in the expression of heat shock factor - HSF and a dramatic decrease in the activation of nuclear factor NF-kB (75%). In parallel, heat shock decreased by more than 50% lipid deposition in the aortic wall and in the epididymal fat, and lipid peroxidation by about 40%. Ultrasound with Doppler analysis showed that heat shock improved blood flow, reduced thickness of the aortic wall and improved cardiac performance. The treatment also improved the glycemic status (reduction of fasting blood glucose and increased insulin sensitivity) and significantly lower levels of total and LDL cholesterol and by increasing the rates of HDL. The mechanisms involved in these beneficial effects of treatment with heat shock are under investigation in our laboratory.

Os lipídeos da dieta desempenham um importante papel na obesidade, e a ingesta excessiva está relacionada com problemas de saúde. A presença crônica de ácidos graxos saturados na dieta pode induzir um estado de inflamação sistêmica de baixo grau, característica da obesidade, do diabetes e das doenças cardiovasculares. A HSP70 é um regulador chave da inflamação (atuando como uma molécula anti-inflamatória) e da sensibilidade à insulina. Interessantemente, alguns nutrientes, tais como a glutamina e a alanilglutamina, podem potenciar a expressão de HSP70. Assim, a suplementação de aminoácidos poderia ser uma estratégia útil para aumentar a expressão de HSP70, diminuir a inflamação e melhorar a sensibilidade à insulina. Este trabalho teve como objetivos investigar os efeitos de longo prazo da suplementação com glutamina e alanil-glutamina em camundongos B6129SF2J alimentados com uma dieta rica em lipídeos (HFD), sobre a sensibilidade à insulina, estresse oxidativo, metabolismo e expressão de HSP70, bem como comparar a resposta metabólica de camundongos das linhagens B6129SF2-J e C57BL/6J recebendo HFD. Camundongos B6129SF2-J foram alimentados com uma dieta padrão com baixo teor de gordura (PAD) ou HFD durante 20 semanas. Na 21a semana, camundongos do grupo HFD foram alocados em cinco grupos e receberam suplmentação por 8 semanas adicionais: grupo HFD controle (HFD-Con), grupo HFD + dipeptideo alanil-glutamina (HFD-Dip), grupo HFD + alanina (HFD-Ala), grupo HFD + glutamina (HFD-Gln) e grupo HFD alanina + glutamina (nas suas formas livres) (HFD-Ala + Gln). Em adição, camundongos C57BL/6J foram alimentados com PAD ou HFD durante 16 semanas. A administração de HFD induziu um aumento de peso corporal, gordura corporal total, glicose em jejum e colesterol total em comparação com o grupo PAD. A suplementação de aminoácidos não induziu quaisquer alterações nestes parâmetros. Dados de teste de tolerância à insulina (ITT), indicam resistência à insulina em todos os grupos HFD, no entanto, a suplementação de aminoácidos não melhorou a sensibilidade à insulina. Não houve diferença significativa na expressão das proteínas IR, Akt e TLR4. Notavelmente, a expressão de HSP70 total (HSP72 + Hsp73) no fígado foi acentuadamente maior no grupo HFD-Con em comparação com o grupo PAD. Em conclusão, a suplementação com glutamina e dipeptideo alanil-glutamina não reverteu as alterações metabólicas induzidas por administração prévia de HFD. Aparentemente, ao contrário dos camundongos C57BL/6J, que são geneticamente predispostos para se tornarem obesos e desenvolverem hiperglicemia frente a HFD, camundongos B6129SF2-J são mais resistentes aos efeitos nocivos de HFD, por meio de um mecanismo que pode incluir a adaptação intestinal, por reduzida absorção de nutrientes, incluindo aminoácidos, o que pode explicar parcialmente nossos resultados. / Dietary fat plays a major role in obesity and great intake is linked with the development of health problems, and the chronic presence of saturated fatty acids on the diet can induce a state of low-grade inflammation which is a hallmark in obesity, diabetes and cardiovascular diseases. Heat shock protein 70 is a key regulator of inflammation (by acting as an anti-inflammatory molecule) and insulin sensitivity. Interestingly, some nutrients, such as glutamine and alanyl-glutamine were shown to potentiate the expression of HSP70. Thus, amino acid supplementation may be a useful tool to enhance HSP70 expression, decrease inflammation and improve insulin sensitivity. In this work we aimed to investigate the effects of long term glutamine and alanylglutamine supplementation on High-Fat Diet-Fed B6129SF2-J mice over the insulin sensitivity response and signaling, oxidative stress markers, metabolism and HSP70 expression, and to compare B6129SF2-J and C57BL/6J in terms of high-fat diet (HFD) metabolic response. B6129SF2-J mice were fed in a standard low-fat diet (STA) or a HFD for 20 weeks. On the 21th week, mice from the HFD group were allocated in five groups and supplemented for additional 8 weeks with different amino acids: HFD control group (HFD-Con), HFD + dipeptide l-alanil-l-glutamine group (HFD-Dip), HFD + alanine group (HFD-Ala), HFD + glutamine group (HFD-Gln) and the HFD alanine + glutamine (in their free forms) group (HFD-Ala+Gln). In addiction, C57BL/6J mice were fed in a standard low-fat diet (STA) or a HFD for 16 weeks. HFD induced higher body weight, fat pad, fasted glucose and total cholesterol in comparison with the STA group. Amino acid supplementation did not induce any modifications in these parameters. ITT data indicates insulin resistance in all HFD groups, however, amino acid supplementation did not improve insulin sensitivity. There was no significant difference in protein content of IR, Akt and TLR4 expression. Notably, total HSP70 (HSP72+HSP73) protein contents in liver is markedly increased in HFD-Con group compared with STA group. In conclusion, glutamine and dipeptide alanyl-glutamine supplementation fails to improve metabolic changes induced by prior long term High-Fat Diet. Apparently, unlike the C57BL/6J mice, that are genetically predisposed to become overweight and develop hyperglycemia if raised on a HFD, B6129SF2-J mice are more resistant to the harmful effects of HFD through a mechanism that may include gut adaptation, reducing nutrients absorption, including amino acids, which may explain the lack of improvements in our intervention.