Most eukaryotic organisms have an internal circadian clock which allows them to maintain their physiological and behavioral cycles in phase with the 24-hour day. The ability to synchronize with (entrain to) the 24-hour day prevents mismatch between the internal circadian clock and the daily cycle which could lead to serious health risks. Some spider species, including Parasteatoda tepidariorum, appear to be exempt from the negative consequences of being out of phase with the 24-hour day. Parasteatoda tepidariorum, the common house spider, is a nocturnal species that consistently demonstrates a short-period circadian clock averaging 21.6 hours when left in constant darkness, yet they are able to entrain to the 24-hour light cycle. Here we test if these spiders are able to use cues (Zeitgebers) other than light to entrain to the 24-hour day. These non-photic Zeitgebers included food, disturbance, and temperature changes. The spiders were assigned into groups which received the given external cues at 24-hour intervals for 7 days followed by 7 days without any external cues. Food, disturbance, and temperature were not found to be effective Zeitgebers for the spiders’ entrainment. There were significant results between random feedings with consistent scheduled feedings which suggests that these spiders were able to manipulate the duration of activity based on the consistency and regularity of a food source. Adjusting the span of activity based on availability of food sources would be advantageous for spiders considering that prey availability in natural environments may not be rhythmic. Given that these spiders tend to build webs in dark secluded spaces, it would be a particular advantage for them to be able to use an environmental cue in addition to light to entrain their internal clocks. However, our data to date suggest otherwise.

Chrononutrition, or the circadian timing of food intake, has garnered attention as a topic of study due to its associations with health (e.g., weight gain); however, a valid assessment of chrononutrition in daily life has not yet been developed. The present study therefore aimed to develop and validate both a diary and questionnaire version of the Chrononutrition Profile which assess 6 components of chrononutrition that have been associated with poor health (breakfast skipping, night eating, eating window, evening latency, largest meal, and evening eating). The measure demonstrated preliminary evidence of test-retest reliability and convergent validity, though concurrent validity was not interpretable. Based on analyses, the final diary and questionnaire versions of the CP assess 5 components of chrononutrition: breakfast skipping, night eating, eating window, evening latency, and evening eating. This measure offers health care professionals, researchers, and stakeholders a cost-effective method of evaluating chrononutrition and identifying targets for health improvement.

Circadian rhythms are a roughly 24-hour endogenous process that allows organisms to anticipate regular changes in their environment. These rhythms are present in almost all living eukaryotes and regulate important physiological process such as sleep-wake cycles, metabolic changes, hormone release, and activity patterns. In nature, organisms reset their internal clocks to synchronize daily with Earth’s solar day. The inability to synchronize with the environment has shown to result in fitness costs. Spider species within the superfamily Araneoidea have been found to exhibit extreme circadian periods up to five hours different than the 24-hour day, with little evidence of such extremes occurring outside of this superfamily. Studies have also shown that araneoid spiders can undergo large phase shifts without exhibiting any evidence of fitness costs such as reduced survivorship. Araenoid species can re-synchronize their internal clocks to large phase shifts, up to 10 hours daily. The rate of re-synchronization also appears to be accelerated in araneoid species. This indicates a functional difference between the circadian clocks of araneoid species and non-araneoid species. To further investigate differences between the circadian systems of araneoid and non-araneoid spiders, we are conducting a series of phase-shift experiments. Rates of re-entrainment to a six-hour phase shift were compared between an araneoid species (Metazygia wittfeldae) and a non-araneoid species (Pholcus manueli). We hypothesized that the non-araneoid spiders would require a longer amount of time to re-entrain. Results to date are ambiguous. M. wittfeldae, as expected can re-entrain to a six-hour shift within two days. For comparison, such re-entrainment would take a mammal about six days. An interruption in the experimental protocol prevents us from drawing robust conclusions in P. manueli. However, the data suggest that this species may have two circadian oscillators, one which re-entrains to a phase shift rapidly, and one which is highly resistant to re-entrainment.

O tecido adiposo, através da leptina, desempenha um papel permissivo sobre a maturação sexual do indivíduo. Apesar da importância do tecido adiposo para a puberdade, pouco se sabe a respeito do processo de formação deste tecido neste período da vida. Estudos em humanos têm descrito a presença de resistência à insulina puberal. Assim, frente à importância do tecido adiposo para a puberdade, o objetivo do trabalho foi investigar a resposta do tecido adiposo à insulina no período puberal. Foram utilizados os coxins adiposos subcutâneo e periepididimal. Na puberdade, paralelamente à intolerância à glicose transitória que ocorreu nas semanas iniciais, e, portanto, prejuízo da utilização da glicose pelos tecidos insulino-dependentes, o tecido adiposo (SC e PE) teve sua responsividade normal à insulina e uma melhor capacidade de incorporação de glicose em lipídeos o que leva a crer que há um desvio da utilização deste substrato energético, a glicose, para a formação do tecido adiposo. / The adipose tissue is critical to puberty. Leptin exerts a permissive role to hypothalamic-hypophysial-gonadal maturation and, thereby, adipose tissue is necessary to pubertal development. Despite its importance to puberty, little is known about the process of adipose tissue formation during this period of life. Researches have described insulin resistance at pubertal period in humans. The adipose tissue importance to puberty added to pubertal insulin resistance described in humans lead us to investigate how the adipose tissue responds to insulin at this period since it is essential at this time. We assessed two distinct fat pads: the subcutaneous fat pad and the epididymal one. At the puberty, despite the temporary glucose intolerance and the constraint for glucose utilization by insulin-dependent tissues, the adipose tissue had normal insulin responsiveness plus an improved capacity to synthesize lipids from glucose which led us to hypothesize that glucose could have been deviated towards the adipose tissue.

A glândula pineal de mamíferos não é uma estrutura oscilatória autônoma, exigindo a liberação de noradrenalina (Nor) na fase escura para que a melatonina seja circadianamente produzida. Na cultura padrão de glândula pineal, o órgão não expressa ritmicidade funcional e para mimetizar o padrão fisiológico de liberação de Nor, desenvolvemos a cultura temporizada com Nor. Logo, o objetivo desse trabalho foi investigar a manutenção do ritmo de expressão dos genes relógio pela cultura temporizada, e qual a via noradrenérgica envolvida. Para os estudos in vitro, realizaram-se culturas dos grupos: controle (sem Nor), agudo (cultura padrão) e temporizado (12h com Nor/12h sem Nor). Além disso, à cultura temporizada se adicionou Prasozin e/ou Propranolol. Analisou-se expressão dos genes relógio, atividade da enzima AANAT e conteúdo de melatonina no meio de cultura. No grupo temporizado, observou-se a manutenção da ritmicidade dos genes analisados, diferente do observado nos grupos controle, agudo e temporizado tratado com bloqueadores, além do aumento da atividade enzimática da AANAT e aumento do conteúdo de melatonina. Em suma, a cultura temporizada com Nor se mostra importante para evitar a arritmicidade encontrada na cultura padrão de glândula pineal. / The mammals pineal gland is not an autonomous oscillator, the circadian melatonin synthesis requires the release of norepinephrine (NE) on the dark phase. In standard pineal gland culture, the glands do not express any functional rhythmicity. To mimic the physiological pattern of NE release in the pineal gland culture, we developed a synchronized culture with NE. We aimed to investigate the maintenance of circadian clock genes expression within rat pineal gland under acute and synchronized culture and the noradrenergic pathway involved. In in vitro experiments, culture glands were under: control (without NE), acute (standard culture) and synchronized (12h with NE/12h without NE) conditions. Furthermore, in the synchronized group were added Prasozin and/or Propranolol. We investigated clock genes expression, AANAT activity and melatonin content. The synchronized culture was able to maintain the rhythmic clock genes expression, which didn´t occur in control, acute and synchronized treated with blockers groups, and was able to improve AANAT activity and melatonin synthesis. In conclusion, synchronized culture method showed as a useful approach to avoid disruption of rhythmic variations found in the standard culture.

Tanto as evidências experimentais que demonstraram a geração endógena de ritmos com períodos circadianos, quanto as investigações sobre os diferentes mecanismos de sincronização dos ritmos circadianos aos marcadores temporais externos de períodos fixos de 24h forneceram material para a elaboração de proposições importantes sobre as características do sistema de temporização biológica circadiana. Dentro desse cenário, foi de muita ajuda a aplicação da modelagem matemática. O desenvolvimento desses modelos permitiu a investigação de conjecturas que tentam explicar as características subjacentes aos mecanismos que coordenam esse sistema. Nosso objetivo, neste trabalho, foi de explorar a hipótese de que o mecanismo de controle da ritmicidade circadiana é exercido pela ação de laços de retroalimentação negativa acionados após tempos de retardo característicos do sistema. Para alcançarmos esse objetivo, elaboramos um modelo no qual o controle e a manutenção da expressão rítmica circadiana fossem conseqüentes da ação de dois laços de retroalimentação negativa com tempos de retardo distintos. Adicionalmente, avaliamos a resposta do modelo à ação de oscilações externas. Por meio da dinâmica não-linear resultante do modelo, nós observamos sugestiva similaridade entre as respostas obtidas nas simulações e as descrições experimentais da expressão do sistema de temporização circadiana citadas na literatura. Esses resultados deram suporte a hipótese inicial como explicação do funcionamento do sistema. / Both the experimental evidences of generation of biological circadian rhythms and the results of investigation about the mechanisms of synchronization between the circadian rhythms with the external cycles of 24-hour period provided material for the development of important assumptions about the characteristics of the circadian timing system. Inside this scenery, it was helpful the application of mathematical models. The development of these models permited the inquiry of some hypotheses which try to explain the underlying characteristics of this system. Our aim, in this work, was to investigate the hypothesis that explain the controlling mechanism of the circadian system as a result of the action of negative feedback loops triggered after charateristic time delays. For reaching this goal, our porpouse was to build a mathematical model which simulated circadian rhythmic expressions controlled by two feedback loops with different time delays. Additionaly, we also simulated the response of the model under external oscillations. Through the non-linear dynamic resulting from the model we observed suggestive similarity between the simulations and the experimental descriptions of the circadian system expressions present in many works. These results gave support to the validation of the initial hypothesis.

O exercício físico aumenta a concentração do GH sérico. Durante o mesmo ocorre elevação da lactacidemia, o que pode estimular a secreção hormonal. Pretendemos investigar se o lactato poderia ser um fator que ative o eixo somatotrófico. Usaram-se ratos Wistar adultos, (a) submetidos à injeção ip de 15 e 150 <font face=\"symbol\">mmols de lactato, na fase clara ou escura, sendo sacrificados após 30\', 60\' e 120\' da injeção (Agudo) ou (b) submetidos à infusão ev de 15 e 150 <font face=\"symbol\">mmols de lactato, na fase clara ou escura (Crônico). Coletou-se suas hipófise e fígado para avaliação da expressão do GH (mRNA e proteína) e do mRNA de IGF-I. Análise em 2 way ANOVA. O lactato injetado não alterou a lactacidemia e glicemia dos grupos. Também não houve alteração nos parâmetros analisados no grupo agudo claro. As duas doses de lactato aumentaram o mRNA do GH e IGF-I e o conteúdo sérico de GH do grupo agudo escuro. O lactato apenas aumentou o mRNA de GH e seu conteúdo sérico do grupo crônico escuro. Em suma, o lactato produzido no exercício físico pode ser um dos fatores que ativam o eixo somatotrófico. / Exercise increases serum GH concentrations. During the same occurs elevation of lactate, which can stimulate hormone secretion. We intend to investigate whether lactate could be a factor that activates the somatotrophic axis. We used adult male Wistar rats (a) subjected to ip injection of 15 and 150 <font face=\"symbol\">mmols lactate during light or dark phase, and sacrificed after 30\', 60\' and 120\' injection (acute) or (b) subject to ev infusion of 15 and 150 <font face=\"symbol\">mmols lactate, in light or dark phase (chronic). Pituitary and their liver were collected to evaluate the GH expression (mRNA and protein) and IGF-I mRNA. The analysis was made by 2-way ANOVA. The injected lactate did not change serum lactate and glucose groups. No change in the parameters analyzed in the acute light group. The two lactate doses increased GH and IGF-I mRNA and GH serum content of the group acute dark. The lactate only increased GH mRNA and serum content of chronic dark group. In short, the lactate produced in the exercise may be one of the factors that activate the somatotropic axis.

Muitos trabalhos sobre comportamento consideram que os ritmos observados são simplesmente uma resposta aos estímulos ambientais. No entanto, desde o século XVIII, sabe-se que a temporização é real e muitos organismos exibem ritmos endógenos que são arrastados por zeitgebers ou \"doadores de tempo\". Para a grande maioria dos seres vivos, o principal zeitgeber é o ciclo claro/escuro (CE). No entanto, para os organismos das zonas entremarés, o ciclo das marés é tão importante quanto o ciclo de luz. A maré e seus componentes agindo como zeitgeber têm sido estudados com invertebrados e pouca atenção tem sido dada aos peixes que vivem nas zonas entremarés. Uma das espécies mais comuns destes ambientes é o Bathygobius soporator, conhecido como amborê, e o presente trabalho teve como objetivo verificar a presença de ritmicidade em sua atividade locomotora, avaliando as contribuições endógenas e exógenas dos ciclos de luminosidade, da variação da coluna d\'água e da turbulência da água sobre este ritmo. Para isso, os amborês foram mantidos em aquários individuais onde as condições abióticas puderam ser controladas de acordo com os experimentos em andamento. A atividade locomotora foi registrada com câmeras de segurança e fontes de luz infravermelha acopladas a um vídeo \"time-lapse\" que fez o registro de um quadro a cada trinta segundos. As distâncias percorridas a cada trinta segundos foram categorizadas em quatro classes discretas, e esses valores foram agrupados a cada trinta minutos, compondo 48 pontos a cada 24 horas. A análise das séries temporais foi feita através do programa \"El Temps\" que gerou actogramas e periodogramas de Lomb-Scargle, que permitem identificar ritmos com períodos significativos. Diante dos resultados obtidos, pôde-se concluir que o ciclo CE e de variação na coluna d\'água são zeitgebers, enquanto a turbulência é um agente mascarador para a ritmicidade locomotora dos amborês. Concluiu-se, também, que os relógios biológicos nos amborês não são rígidos e possuem acoplamento extremamente frágil, gerando uma alta plasticidade na expressão dos ritmos endógenos e exógenos, o que está de acordo com o modo de vida dos amborês observados no ambiente natural. / Many organisms\' rhythms are considered to be simple reactions to the cyclical changes in the environment. However, the endogenous rhythms entrained by zeitgebers are well known and have been described for many organisms since the 18th century. Although the light/dark cycle (LD) is the main zeitgeber for most living beings, the tidal cycles are as important for the intertidal organisms. It has been studied as a zeitgeber mainly for invertebrates, and little attention has been given to the intertidal fish. Bathygobius soporator, also known as frillfin goby, is one of the most abundant species in the tropical intertidal zone, and this project was designed to verify the rhythmicity in its locomotor activity, and measure how the LD cycle, the cyclical change in water level, and the turbulence cycle affect the endogenous and/or exogenous aspects of this rhythm. The gobies were kept in individual aquariums where all abiotic conditions were controlled according to the requirements of each experiment. The locomotor activity was recorded with security cameras and infrared light bulbs connected to a time-lapse video recorder that taped one frame every thirty seconds. The distance moved by each fish every thirty seconds was categorized into four discrete classes. The values assigned to these classes of movements were added into thirty minutes blocks, thus giving 48 numbers for every 24 hours. The collected data was analyzed by the \"El Temps\" software that provided actograms and Lomb-Scargle periodograms which allowed the detection of rhythms and significant periods. The results led us to conclude that LD cycle and the cyclical change in water level are zeitgebers to locomotor activity of B. soporator, and that the turbulence is a masking agent. We could also affirm that the frillfin gobies\' biological clocks are weak and have a very fragile coupling, giving the fish a malleable expression of their endogenous and exogenous rhythms. This concurs with the natural history of B. soporator.

A Cronobiologia estuda a origem e a manifestação de ritmos biológicos nos mais diversos táxons. A análise dos dados obtidos experimentalmente, contudo, é bastante complexa, haja vista a restrita gama de métodos disponíveis para tal. Os osciladores que determinam a existência dos ritmos biológicos são exemplos de sistemas dinâmicos não-lineares, os quais estão amplamente distribuídos nos seres vivos. Esses sistemas, por suas peculiaridades, são melhor analisados por métodos não-lineares. O objetivo deste trabalho é testar diferentes métodos de análise séries temporais, tanto alguns classicamente empregados na Cronobiologia quanto métodos não-lineares, verificando sua empregabilidade e funcionalidade para dados cronobiológicos, bem como as propriedades que permitem ou não seu uso. Para tanto, foram utilizados dados de ritmos de consumo de O2 obtidos para diferentes grupos etários de operárias de Melipona quadrifasciata (Hymenoptera, Meliponini). Tais dados foram submetidos às seguintes análises: Transformada Rápida de Fourier (TRF), Análise de Potência Espectral (PSA), Estatística Circular (teste de Rayleigh), Teste de Estacionariedade (Teste da Raiz Unitária de Dickey-Fuller Aumentado - ADF), Plot de Poincaré, Entropia Aproximada (ApEn) e Entropia Aproximada Volumétrica (vApEn). Os resultados obtidos demonstram que os métodos não-lineares de análise detectam a existência de ritmo metabólico, assim como os métodos lineares utilizados por Teixeira (2006) e Camargo (em andamento) indicam sua presença. Ressalta-se, contudo, que há certa dificuldade em distinguir se a variabilidade existente nas séries deve-se, possivelmente, a seu comportamento determinístico ou a ruídos externos a elas, cuja detecção não é possível. Outro importante fator limitante da aplicabilidade das análises não-lineares é o número de pontos das séries temporais em questão, que era bastante reduzido nesse estudo. Dessa maneira, conclui-se que alguns métodos não-lineares, e.g. TRF, também são eficazes na detecção de ritmos biológicos, devendo ser observada a restrição devido ao tamanho da série temporal. / Chronobiology is the study of the origin and manifestation of rhythmical phenomena in all sorts of taxons. The analysis of the experimental obtained data is, however, still very complex due to the lack of availability of methods and techniques. The oscillators that determine the existence of rhythmical biological phenomena are examples of non-linear dynamic systems, which are widely spread among organisms. This research intends to present the result of a sort of temporal series analysis methods, some already used for Chronobiology research, as non-linear methods, testing their use and functionality for chronobiological data as well as determining their gaps and limitations for this purpose. For this research, data regarding to rhythm of O2 consumption were obtained from different age groups of Melipona quadrifasciata (Hymenoptera, Meliponini) workers. Such data were submitted to the following analysis: Fast Fourier Transform (FFT), Power Spectrum Analysis (PSA), Circular Statistics (Rayleigh\'s test), Stationarity Test (Unit Root Augmented Dickey-Fuller Test - ADF), Poincaré Plot, Approximate Entropy (ApEn) e Volumetric Approximate Entropy (vApEn). The results indicate that nonlinear methods detect the presence of metabolic rhythm, such as previous researches where linear methods used by Teixeira (2006) and Camargo (ongoing research) indicate its presence. However, there is some difficulty in determining if the variability present in the series is possibly due to its deterministic behavior or to the external noise, from which the determination is still not possible. Another limiting factor is the number of points of analyzed temporal series, which was very small. We conclude that some nonlinear methods, e.g. FFT, are effective to detect biological rhythms, but the constraint to time series length must be observed.

Esta pesquisa traz à tona, de forma interdisciplinar, estudos realizados e em andamento nas áreas de medicina, fisiologia, biologia, saúde pública, psicologia, engenharia e arquitetura, para investigar algumas alterações fisiológicas provocadas pela luz produzida pelos LEDs e, a partir da análise dos dados coletados, estabelecer em caráter preliminar novos parâmetros a serem considerados e aplicados ao projeto luminotécnico residencial que utiliza LEDs como fonte de luz. Desenvolvemos um protocolo para coletar os dados e comparar, para cada sujeito, o comportamento das variáveis entre dois períodos distintos, com a duração de 3 dias cada: um período em que, à noite, os sujeitos utilizaram óculos bloqueadores de luz azul (Período BB) e outro em que, também à noite, permaneceram expostos à iluminação artificial de LEDs em seus ambientes de maior permanência, previamente por eles definidos (Período LED). Verificamos a carga excretada de 6-sulfatoximelatonina na urina noturna de 12 horas (n=10), as variações de temperatura corporal (n=9) e as variáveis produzidas por meio da actimetria (n=10). Confrontamos estes dados com a literatura atual e com as características dos respectivos sistemas de iluminação. Do grupo de 10 sujeitos, 7 apresentaram redução da carga excretada de 6-sulfatoximelatonina do Período BB para o Período LED. A análise de temperatura corporal do grupo de 9 sujeitos, revelou que 7 deles apresentaram atraso de fase do respectivo ritmo do Período BB para o Período LED. A actimetria não revelou diferenças significativas entre os períodos. Porém, para o grupo que apresentou redução da carga excretada de 6-sulfatoximelatonina do Período BB para o Período LED, o L5 (período de 5 horas de menor atividade motora) apresentou um atraso de fase médio de 15 minutos. Os resultados desta pesquisa comprovam, pela primeira vez por meio de um estudo de campo, que os LEDs utilizados nos sistemas de iluminação artificial do ambiente residencial, possuem a capacidade de causar impactos deletérios na saúde dos usuários. / This research uses interdisciplinary ongoing studies in medicine, physiology, biology, public health, psychology, engineering and architecture, to investigate some physiological changes caused by the light emitted by LEDs and, based on the results, establish in a preliminary way, new parameters to be considered and applied to residential lighting projects using LEDs as a light source. We developed a protocol to collect some data and we compared, for each subject, the values between two distinct periods of 3 days each: the BB Period, where subjects wore blue-light blocking glasses at night, and the LED Period, where they were exposed to their room\'s LED lights at night. We verified the excreted load of 6-sulfatoxymelatonin in the 12-hour overnight urine (n=10), changes in pheripheral body temperature (n=9), and the variables of actimetry (n=10). We analyzed these data using information provided by the current literature and crossed these data with the characteristics of the lighting systems. Within the group of 10 subjects, 7 had a reduction in the excreted load of 6-sulfatoxymelatonin from the BB Period to the LED Period. The analysis of body temperature from the group of 9 subjects revealed that 7 of them showed acrophase phase delay from the BB Period to the LED Period. Actimetry did not reveal significant differences between these periods. However, for the group which showed a reduction in the excreted load of 6-sulfatoxymelatonin from the BB Period to the LED Period, the L5 (least active 5-hour period) presented, in average, a 15-minute phase delay. The results of this research prove, for the first time through a field study, that the LEDs used in residential lighting systems fave the capacity to cause deleterious impacts on users\' health.