O presente trabalho baseia-se no estudo da erva-mate (Ilex paraguariensis) através das técnicas PIXE, RBS e ERDA, com o intuito de avaliar a concentração dos elementos constituintes dessa planta quando ela é submetida a diferentes condições. Com a análise de 20 marcas distintas de erva-mate produzidas no estado do Rio Grande do Sul e disponíveis no comércio de Porto Alegre, buscou-se a determinação da concentração média dos metais presentes na erva-mate. As mesmas amostras foram também analisadas após a passagem de água quente pela erva, simulando o ato de tomar chimarrão, hábito comum nos estados do sul do Brasil. Tal análise revelou que a concentração de alguns metais como, por exemplo, Al e Si, aumenta após a passagem da água quente, enquanto que, para outros, como K, Cl e Mg, a concentração diminui. Variando-se o volume de água utilizado na infusão, observou-se que a concentração de alguns elementos é dependente de tal variável. Através da variação da temperatura da água utilizada na infusão, foi possível determinar quais os elementos cuja solubilidade em água é dependente da temperatura. Foram investigadas, também, amostras representativas das principais etapas do processo de fabricação, revelando a influência do processamento industrial na constituição elementar da erva-mate. / In the present work we investigated the elemental concentration of mate tea leaves (Ilex paraguariensis) when submited to different conditions. To this end, analytical techniques such as PIXE, RBS and ERDA were employed. Sampling 20 different trademarks of mate tea made in Rio Grande do Sul state and sold at Porto Alegre shops, we determined the mean metal concentration present in the product. Moreover, the same samples were analyzed after the passage of hot water through it, simulating the beverage drunk by people living particularly in the southern states of Brazil, Uruguai and Argentina. This analysis shows that the concentration of some elements like Al and Si increases after the passage of the water, while for other elements like K, Cl and Mg, the concentration decreases. By varying the volume of hot water used in the infusion, it was observed that the concentration of some elements is dependent on the volume used. Moreover, experiments where the temperature of the water used in the infusion was changed allowed to pinpoint those elements whose concentration is dependent on this variable. Finally, it was investigated samples representative from the main steps of the manufacturing process, in order to access the influence of the industrial process in the elemental concentration of the mate tea leaves.

O presente trabalho baseia-se no estudo da erva-mate (Ilex paraguariensis) através das técnicas PIXE, RBS e ERDA, com o intuito de avaliar a concentração dos elementos constituintes dessa planta quando ela é submetida a diferentes condições. Com a análise de 20 marcas distintas de erva-mate produzidas no estado do Rio Grande do Sul e disponíveis no comércio de Porto Alegre, buscou-se a determinação da concentração média dos metais presentes na erva-mate. As mesmas amostras foram também analisadas após a passagem de água quente pela erva, simulando o ato de tomar chimarrão, hábito comum nos estados do sul do Brasil. Tal análise revelou que a concentração de alguns metais como, por exemplo, Al e Si, aumenta após a passagem da água quente, enquanto que, para outros, como K, Cl e Mg, a concentração diminui. Variando-se o volume de água utilizado na infusão, observou-se que a concentração de alguns elementos é dependente de tal variável. Através da variação da temperatura da água utilizada na infusão, foi possível determinar quais os elementos cuja solubilidade em água é dependente da temperatura. Foram investigadas, também, amostras representativas das principais etapas do processo de fabricação, revelando a influência do processamento industrial na constituição elementar da erva-mate. / In the present work we investigated the elemental concentration of mate tea leaves (Ilex paraguariensis) when submited to different conditions. To this end, analytical techniques such as PIXE, RBS and ERDA were employed. Sampling 20 different trademarks of mate tea made in Rio Grande do Sul state and sold at Porto Alegre shops, we determined the mean metal concentration present in the product. Moreover, the same samples were analyzed after the passage of hot water through it, simulating the beverage drunk by people living particularly in the southern states of Brazil, Uruguai and Argentina. This analysis shows that the concentration of some elements like Al and Si increases after the passage of the water, while for other elements like K, Cl and Mg, the concentration decreases. By varying the volume of hot water used in the infusion, it was observed that the concentration of some elements is dependent on the volume used. Moreover, experiments where the temperature of the water used in the infusion was changed allowed to pinpoint those elements whose concentration is dependent on this variable. Finally, it was investigated samples representative from the main steps of the manufacturing process, in order to access the influence of the industrial process in the elemental concentration of the mate tea leaves.

O presente trabalho teve como objetivos produzir um extrato seco de Ilex paraguariensis por spray-drying, em escala semi-industrial, e desenvolver grânulos esferoidais a partir do extrato seco, pelo método de extrusão/esferonização, bem como caracterizar as propriedades físicas, químicas e tecnológicas e investigar a estabilidade dos principais constituintes polifenólicos de ambos produtos frente à radiação UVC e ao calor. O extrato seco apresentou partículas esféricas (tamanho médio de 19,6 μm), com superfície lisa, boas propriedades de fluxo e rendimento satisfatório (67 %). No teste de fotoestabilidade, o extrato seco se manteve estável frente à radiação UVC, por 48 h, nos diferentes materiais de acondicionamento (frascos de vidro âmbar, frascos de vidro transparente ou vidros de relógio). No teste de estabilidade acelerada (40 ºC, 75 % de umidade relativa, 4 meses), o extrato seco demonstrou ser higroscópico e sensível ao calor, especialmente quando acondicionado em frascos de polietileno, por serem permeáveis à umidade. Os grânulos esferoidais, por sua vez, apresentaram tamanho médio de 1,10 mm, forma e rendimento (78,7 %) satisfatórios, boa dissolução em água (89,44 a 100,05 %) e adequada recuperação (> 95 %) do conteúdo de polifenóis totais em relação ao extrato seco. Os grânulos esferoidais foram estáveis frente à radiação UVC quando acondicionados em frascos de vidro âmbar, entretanto, o teor de polifenóis totais foi reduzido quando as amostras foram acondicionadas em vidro de relógio ou em frascos de vidro transparente. No teste de estabilidade acelerada, os grânulos esferoidais demonstraram ser higroscópicos e sensíveis ao calor. Este efeito foi mais pronunciado quando as amostras foram acondicionadas em frascos permeáveis (de polietileno) do que em frascos impermeáveis (de vidro transparente). Os resultados apontam para a importância da redução da umidade residual tanto do extrato seco quanto dos grânulos esferoidais, bem como para a necessidade de acondicioná-los em embalagens com proteção contra a umidade e a luz, sob baixas temperaturas. / The present work was designed to produce a dry extract of Ilex paraguariensis by the spray-drying process, in semi-industrial scale, and to develop pellets from dry extract, by the extrusion/spheronization method, as well as to characterize the physical, chemical and technological properties and to investigate the stability of the main polyphenol constituents from both products against UVC radiation and heat. The dry extract presented spherical particles (mean size of 19.6 μm), with smooth surface, good flow properties and satisfactory yield (67 %). In the photo stability test, the dry extract remained stable against UVC radiation, for 48 h, in all packaging material (amber glass bottles, transparent glass bottles or open-dishes). In the accelerated stability testing (40 ºC, 75 % relative humidity, 4 months), the dry extract demonstrated to be hygroscopic and sensible to the heat, especially when conditioned in polyethylene ethyl bottles because they are permeable to the humidity. The pellets presented mean size of 1.10 mm, satisfactory shape and yield (78.7 %), good dissolution in water (89.44 to 100.05 %) and good recovery (> 95 %) of the total polyphenol content in comparison with dry extract, the pellets were stable against UVC radiation when conditioned in amber glass bottles, however, the total polyphenol content was reduced when the samples were conditioned in open-dishes or in transparent glass bottles. In the accelerated stability testing, the pellets demonstrated to be hygroscopic and sensible to the heat. This effect was more pronounced when the samples were conditioned in permeable flasks (polyethylene ethyl bottles) than in semi-permeable flasks (transparent glass bottles). These findings point to the relevance of reducing the residual moisture of both dry extract and pellets, as well as to the necessity of conditioning both into opaque humidity tight packing, at low temperatures.

Ilex paraguariensis A. St. Hil. é uma espécie nativa da América do Sul popularmente conhecida como mate ou erva-mate. Três principais classes de compostos bioativos estão presentes nas folhas: metilxantinas, polifenóis e saponinas, nas quais são atribuídas diversas atividades biológicas, incluindo efeitos no metabolismo lipídico. Do ponto de vista químico e biológico, essa espécie é bastante estudada. Em relação ao processo de obtenção, enriquecimento e purificação das frações do mate, porém, a pesquisa tecnológica revela-se restrita. Este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade dos principais grupos de compostos do mate sobre o metabolismo de ratos Wistar submetidos à uma dieta hiperlipídica. A extração de polifenóis, metilxantinas e saponinas das folhas foi otimizado mediante um desenho experimental do tipo Box-Behnken, obtendo-se rendimentos máximos de 357, 41 e 15 mg/g de planta seca, respectivamente. Uma fração enriquecida em polifenóis e metilxantinas (MXPL) e outra enriquecida em saponinas (SFL) foram preparadas por fracionamento em fase sólida de resina polimérica, metanol e água em gradiente decrescente de polaridade. Os rendimentos para polifenóis, metilxantinas e saponinas foram 497, 88 e 245 mg/g de material seco, respectivamente. Vinte quatro ratos Wistar machos foram submetidos a uma dieta hiperlipídica e seis ratos submetidos à uma dieta padrão durante cinco semanas. Posteriormente, foram separados em dois grupos controles (dieta padrão e hiperlipídica), um grupo tratado com extrato de mate (YME), outro tratado com MXPL e outro tratado com SFL. Nenhum aumento significativo no peso corporal em ratos com dieta hiperlipídica foi observado, contudo, houve alterações evidentes em outros parâmetros relevantes relacionados ao metabolismo. Resultados referentes à redução de peso corporal, níveis plasmáticos de glicose e lipogênese se contrapõem a outros antes relatados na literatura, sugerindo uma relação com o modelo animal utilizado. Atividades observadas para o extrato e frações indicam claramente que essas podem ser diferentes e até opostas, levando acreditar que os principais compostos do mate possuam diferentes efeitos no metabolismo quando testados separadamente. / Ilex paraguariensis A. St. Hil. is a South American native species commonly known as mate or yerba mate and is widely used as stimulant tea-like beverages. Methylxanthines, polyphenols and saponins are the main compounds present in its leaves. To these, are attributed several biological activities, including effects in lipid metabolism. Although there are a range of studies of mate, in the point of view of technological processing and biological testing of enriched and purified fractions revealed to be restricted. In this sense, the aim of this study is to evaluate the activity of the main compounds found in mate on the lipid metabolism of male Wistar rats fed with a high-fat diet. For this propose, it was obtained and optimized an extract of mate leaves (YME) by a Box-Behnken design, obtaining maximum yields of 357, 41 and 15 mg/g dry material, respectively. Subsequently, the main compounds were separated by solid phase extraction and fractionation using a polymer resin, methanol and water, in decreasing gradient polarity, achieving an enriched fraction of polyphenol and methylxanthines (MXPL) and an enriched fraction of saponins (SFL). Yields for polyphenols, saponins and methylxanthines were 497, 88 and 245 mg/g of dry material, respectively. Twenty four male Wistar rats were submitted to a high-fat diet and six to a standard diet, during five weeks and separated in five groups (standard diet (control) (n = 6); high-fat diet (n = 6); YME-treated group (n = 6); MXPL-treated group (n = 6); SFL-treated group (n = 6). No significant increase in rats body weight fed with high-fat diet was observed. However, there were evident alterations in fat other relevant parameters related to metabolism. Dissimilar results regarding the reduction of body weight, plasma levels of glucose and lipogenesis, for instance, are opposed to other studies, previously reported in the literature, suggesting that the animal model might be determinant in the evaluation of these activities. Likewise, effects observed in the crude extract and enriched fractions clearly indicate that these may be different, even opposite, leading to believe that the main compounds of mate have different effects on metabolism when are tested separately.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Este trabalho descreve algumas das pesquisas multidisciplinares realizadas pelo Departamento de FÃsica da Universidade Federal do Cearà (UFC), envolvendo o aproveitamento de resÃduos e a utilizaÃÃo da microscopia de forÃa atÃmica (AFM) na caracterizaÃÃo de estruturas biolÃgicas. TrÃs resÃduos foram estudados: o bagaÃo do caju, as cinzas de carvÃo mineral e as conchas de mexilhÃo Perna perna. No primeiro, foi feita a caracterizaÃÃo das cinzas originadas da queima do pedÃnculo do caju, destacando os compostos gerados neste processo: KHCO3 e K2SO4. Ambos sÃo importantes na indÃstria farmacÃutica e na produÃÃo de adubos fosfatados. No segundo, foi demonstrado o uso das cerÃmicas produzidas a partir das cinzas volantes de carvÃo mineral originadas da termelÃtrica Presidente MÃdici (RS), como substratos para a imobilizaÃÃo da invertase responsÃvel pela produÃÃo de aÃÃcar invertido. Esta aplicaÃÃo tem uso direto na produÃÃo de bebidas, medicamentos e cosmÃticos. Finalmente no terceiro, foram estudadas as alteraÃÃes na composiÃÃo, topografia da superfÃcie e dureza das conchas de mexilhÃo Perna perna tratadas termicamente. O nÃcar (ou superfÃcie perolada) de mexilhÃes tem sido usado como biomaterial na regeneraÃÃo Ãssea, tendo que sofrer processos de esterelizaÃÃo (normalmente tÃrmicos). Por isso, a importÃncia do estabelecimento de regiÃes de estabilidade mecÃnica, estrutural e composicional durante estes processos. No uso do microscÃpio de forÃa atÃmica para estudar estruturas biolÃgicas, destacou-se a importÃncia desta tÃcnica na caracterizaÃÃo do desenvolvimento de biofilmes de Enterococcus faecalis, freqÃentemente encontrada em casos clÃnicos; e a anÃlise nanoestrutural da esporopolinina de grÃos de pÃlen de Ilex Paraguarinsis St. Hill. A esporopolinina à um dos biopolÃmeros mais resistente que existe, sendo do interesse crescente dos cientistas e engenheiros de materiais.

Le paludisme est une maladie endémique sérieuse qui représente une menace importante de santé publique en Afrique, en Asie, Océanie, et en Amérique latine. En Amérique latine, les régions touchées sont principalement centrées autour de l'Amazonie brésilienne. En effet, le Brésil enregistre, chaque année, 100 000 nouveaux cas de paludisme. Aujourd’hui, même les Etats-Unis et l’Europe de l'ouest, qui ne sont pourtant pas des secteurs endémiques, enregistrent un nombre important et croissant de nouveaux cas, essentiellement dus à des voyageurs. Il y a également une recrudescence de la résistance du parasite, à l’origine du paludisme, aux molécules actuellement commercialisés. Par conséquent, la recherche de nouvelles molécules antipaludiques est un enjeu primordial. Nous avons observé que l’acide ursolique, extrait d’espèces sud americainnes Ilex paraguariensis et Ilex dumosa, possédait une activité antipaludique intéressante. Ce travail de thèse a pour but l’extraction, l’hémisynthèse d’analogues de l’acide ursolique et enfin l’évaluation de l’activité antipaludique des composés ainsi obtenus. Le but de ce travail est d'augmenter l'activité antipaludique de l’acide ursolique, initialement décrite, par pharmacomodulation du noyau triterpénique en position 3 et 28. Sept produits naturels ont été extraits et purifiés à partir d’espèces sud americainnes Ilex paraguariensis et Ilex dumosa. Il s’agit des triterpénes de l’acide ursolique et de l’acide oléanolique et les saponosides matésaponines peracetylées ou non. L’optimisation de l’activité antipaludique, par la synthèse de nouveaux analogues triterpéniques, a été basée sur l’hypothèse que l’activité antipaludique initialement observée était due à un mécanisme d’inhibition de la formation de la β-hémozoïne par l’acide ursolique. Ces analogues peuvent être classés selon trois séries : acides ursolique et oléanolique avec des modifications au niveau du cycle A, dérivés ferrocéniques de l'acide ursolique et dérivés pipéraziniques de l'acide ursolique. Les meilleures activités ont été observées pour les derivés pipéraziniques de l’acide ursolique. En effet, sept nouveaux analogues ont démontré des activités intéressantes de l'ordre de nanomolaire (IC50 78 to 964 nM). Les activités obtenues représentent ainsi un gain d’activité au moins d’un facteur 100 par rapport à celle de l’acide ursolique. Une étude de structure-activité a été réalisée sur ces dérivés pipéraziniques de l'acide ursolique. Ainsi, nous avons démontré l’importance du noyau triterpénique et du groupement acétyle en C-3 pour l’activité antipaludique. De même, l’importance des substitutions au niveau de l’azote terminal de la chaine bis-(3-aminopropyl)pipérazine, notamment de groupements hydrophiles, a aussi été réalisée par une étude de relation structure acivité quantitative (QSAR). Enfin, l’hypothèse que ces composés agissent sur l’inhibition de la formation de β-hémazoïne a été confirmée par des études in vitro (inhibition de la formation de la β-hématine) et de modélisation moléculaire. / A Malária é uma doença endêmica que representa um grave problema de saúde pública na África, Ásia, Oceania e América Latina. Na América latina as principais áreas endêmicas estão na Bacia Amazônica e, infelizmente, são registrados cem mil novos casos clínicos no Brasil anualmente. Atualmente, mesmo nos Estados Unidos e no Oeste da Europa, o número de casos de malária tem aumentado a cada ano devido aos viajantes que vêm de áreas de risco. Este trabalho apresenta a síntese de compostos visando aumentar a atividade antimalárica de triterpenos através de farmacomodulação, especialmente em C-3 e em C-28 dos ácidos ursólico e oleanólico. Sete produtos naturais foram obtidos a partir das espécies sul-americanas Ilex paraguariensis e Ilex dumosa: os triterpenos ácido ursólico e ácido oleanólico e as matessaponinas 1 e 3, bem como, os derivados peracetilados das matessaponinas 1, 2 e 3. Três séries de derivados triterpênicos foram sintetizadas: derivados dos ácidos ursólico e oleanólico com modificações no ciclo A, derivados ferrocênicos e derivados piperazínicos do ácido ursólico. Estes compostos foram testados in vitro frente a cepas de Plasmodium falciparum. Os derivados piperazínicos do ácido ursólico foram os mais ativos. Sete novos análogos apresentaram atividade em concentrações na ordem de nanomolar (IC50 78 a 964 nM), enquanto que a cloroquina apresentou IC50 de 130 nM. Baixos índices de resistência cruzada com a cloroquina foram observados. Este estudo também contribuiu para o melhor entendimento da relação estrutura-atividade (REA) para a classe de derivados piperazínicos do ácido ursólico. Desta forma, foi demonstrada a importância do esqueleto triterpênico e do grupamento acetila em C-3 para a atividade antimalárica. O grupamento piperazina foi identificado como farmacóforo nesta série de compostos. Foi caracterizada a importância de substituintes hidrofílicos no nitrogênio terminal da cadeia lateral bis-(3-aminopropil)piperazina através de um estudo de relação estrutura-atividade quantitativa (QSAR). O possível mecanismo de ação destes compostos foi sugerido via inibição da formação de β-hematina a partir de testes in vitro e de modelagem molecular.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AtividadeAntimicrobianaAntioxidante.pdf: 2908572 bytes, checksum: e12ae6d5a92fa7674e91793cb3fff4f9 (MD5) Previous issue date: 2016-09-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A sepse é uma disfunção orgânica causada por uma resposta imune desregulada a uma infecção. Na abordagem terapêutica inicial da sepse são utilizados antimicrobianos de amplo espectro, que não é suficiente para o controle da infecção, sendo necessário associações com outras terapias. Dessa forma, o Ilex paraguariensis por ser um potente antimicrobiano, antioxidante, e Agaricus brasiliensis possui propriedades imunomoduladora poderiam ser uma nova fonte de terapia. Assim, o presente estudo visou avaliar o efeito antimicrobiano, antioxidante e imunomodulador in vitro e in vivo dos extratos. Para tanto, neste estudo, foi avaliada a ação antimicrobiana in vitro dos extratos aquosos de A.brasiliensis e I. paraguariensis frente à Staphylococcus aureus e Escherichia coli pelo método da microdiluição e espectrofotmétrico para determinação de concentração inibitória Mínima e técnica de cultivo em placa de petri para a concentração bactericida mínima. Foi também avaliada a citotoxicidade em macrófagos, produção de óxido nítrico (NO), proliferação, fagocitose, capacidade antioxidante equivalente ao Trolox (TEAC) e determinação da atividade antioxidante total pela captura do radical livre e produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). In vivo, os camundongos swiss com sepse induzida foram pré-tratados com os extratos aquosos de A.brasiliensis e I. paraguariensis e após 12 e 24 horas suas amostras coletadas,e avaliado a sobrevida, migração leucocitária, hemograma, carga bacteriana, produção de NO, níveis de malonaldeído, TEAC em ex vivo avaliou-se capacidade fagocítica e liberação de EROs. O A.brasiliensis não apresentou atividade antimicrobiana in vitro, manteve as células viáveis, reduziu a capacidade fagocítica, aumentou NO, mas na presença de LPS reduziu o NO, apresentou efeito proliferativo, mas na presença do mitógeno teve efeito antiproliferativo e possui uma forte atividade antioxidante e capacidade de sequestro de radicais in vitro. O I.paraguariensis apresentou atividade antimicrobiana assim como efeito citotóxico, induziu à capacidade fagocítica dos leucócitos, aumentou NO, mas na presença de LPS reduziu, teve efeito proliferativo e atividade antioxidante com capacidade de sequestro de radicais in vitro. Em modelo de sepse in vivo, ambos aumentaram da sobrevida dos animais. O A.brasiliensis reduziu o influxo de leucócitos enquanto que o I. paraguariensis aumentou. Somente A.brasiliensis teve o hemograma semelhante ao sham, ambos extratos reduziram a carga bacteriana e diminuíram os níveis de NO, MDA e aumentaram os níveis de antioxidante nos tecidos, além disso, ambos diminuíram a produção de ERO. Apesar de ambos extratos apresentarem excelente resultados in vitro, o extrato aquoso de A.brasiliensis mostrou ser mais promissor que o extrato de I.paraguariensis como uma terapia adjuvante na sepse, devido sua elevada atividade antimicrobiana, antioxidante e anti-inflamatória in vivo. / Sepsis is an organ dysfunction caused by a dysregulated immune response to an infection, the initial therapeutic approach to sepsis are broad spectrum antimicrobials, which is not sufficient for control of infection, requiring association with other therapies. Thus, Ilex paraguariensis where to be a potent antimicrobial, antioxidant and Agaricus brasiliensis has immunomodulatory properties could be a new source of therapy. Thus, this study aimed to evaluate the antimicrobial effect, antioxidant and immunomodulatory in vitro and in vivo of the extracts. Therefore, in this study, we evaluated the in vitro antimicrobial activity of aqueous extracts from A.brasiliensis and I. paraguariensis against Staphylococcus aureus and Escherichia coli by the method of microdilution and by spectophotometry for determination of minimum inhibitory concentration and cultivation technique on petri dish for minimum bactericidal concentration, cytotoxicity in macrophages was evaluated, nitric oxide (NO) production, proliferation, phagocytosis, equivalent antioxidant capacity to Trolox (TEAC) and determination of the total antioxidant activity by capturing the free radical and reactive species production oxygen (ROS). In the swiss mice with induced sepsis were pretreated with aqueous extracts of A.brasiliensis and I. paraguariensis, after 12 and 24 hours collected their samples and evaluated the survival, leukocyte migration, hemogram, bacterial load, NO production, malondialdehyde (MDA), TEAC and ex vivo we evaluated phagocytic capacity and release of ROS. The A.brasiliensis showed no antimicrobial activity in vitro, remained viable cells reduced the phagocytic capacity, increased NO, but in the presence of LPS reduced, showed proliferative effect, but in the presence of mitogen had antiproliferative effect and has a strong antioxidant activity and capacity to sequester radicals in vitro. I.paraguariensis presented antimicrobial activity as well as cytotoxic effect induced phagocytic capacity increased NO, but in the presence of LPS reduced, had proliferative effect, antioxidant activity and capacity to sequester radicals in vitro. In vivo model of sepsis, both increased the survival of animals, A.brasiliensis reduced leukocyte influx while Ilex increased, only A.brasiliensis had hemogram similar to sham, both extracts reduced bacterial load and levels decreased NO, MDA and increased antioxidant levels in the tissues, in addition, both reduced the production of both extracts present ERO. Although excellent in vitro results, the aqueous extract from A.brasiliensis was found to be most promising as an adjuvant therapy in sepsis that I. paraguariensis due to its high antimicrobial activity, antioxidant and anti-inflammatory in vivo.

L'objectiu general d'aquest treball fou aprofundir en el coneixement dels sistemes de fotoprotecció en fulles de Quercus ilex. Per assegurar l'homogenitat i conservació del material vegetal durant el seu magatzematge i transport fins al moment de l'anàlisi de compostos fotoprotectors, s'ha estandarditzat un protocol consistent en la liofilització de les mostres vegetals amb la prèvia addició de 2-butilamino etanol. Es va comprovar que aquest protocol evita la degradació de les molècules implicades en la fotoprotecció i ha permès disposar de material vegetal sec i homogeni per a poder treballar amb espectroscòpia de reflectància al vermell proper (NIRS).La quantificació de compostos fotoprotectors i antioxidants és costosa en temps i diners. Per a aconseguir-ne una avaluació ràpida i àgil es construí una base de dades (BD) correlacionant, a cadascuna de les mostres de fulles de Q. ilex liofilitzades, les anàlisi bioquímiques de cada molècula amb els seus espectres del NIRS. S'establiren les equacions de cal·libració predictives per la quantificació dels pigments cloroplàstics (clorofil·les a i b, neoxantina, violaxantina, zeaxantina, anteraxantina, α- i ß-carotè, luteïna i luteïna epòxid (Lx)) i compostos antioxidants (α-, (β+γ)-tocoferol, ascorbat i fenols totals) mitjançant l'algoritme per regressió de mínims quadrats parcials. Les equacions de cal·libració de clorofil·les a i b, feofitina, β-carotè, neoxantina, luteina, fenols totals i α-tocoferol foren cal·librades acuradament mentre que les de la Lx i l'α-carotè mostraren resultats de cal·libració no tan bons degut a les baixes concentracions. Aquesta BD permet, per primera vegada, amb una sola lectura NIRS, la predicció de les concentracions de molècules amb caràcter fotoprotector o antioxidant emprades amb més freqüència en estudis ecofisiològics. Se n'ha demostrat la fiabilitat mitjançant un estudi de bosc caracteritzant fulles d'alzines adultes i de rebrots després de tala durant les dues estacions més estressants (estiu i hivern). També s'aplicà la nova BD NIRS per caracteritzar les respostes fotosintètiques i antioxidants de fulles d'alzines i dels seus rebrots originats sota diferents concentracions de CO2: ambiental (350 µL·L-1) (RA) i elevada (750 µL·L-1) (RE). En aquest estudi es demostrà que els RE compensaren la baixa fotosíntesi amb una major participació dels cicles de les xantofil·les (major Z/VAZ) i de la luteina epòxid (menor Lx), els quals són responsables de la dissipació tèrmica de l'excés d'energia d'excitació. Els RE mostraren també un major contingut en ascorbat (el qual es considera responsable de la major part de l'activitat antioxidant a Q. ilex) i un menor contingut en el compostots lipofílics (clorofil·les, carotenoids i tocoferols). Quan es someteren ambdos tipus de rebrots a estrès tèrmic (per alta temperatura), els RE mostraren una major resistència a l'estrès per altes temperatures.Els dos últims objectius d'aquest treball aprofundeixen en el paper de les poliamines en la fotoprotecció de les fulles d'alzina en condicions naturals i en condicions d'irradiància controlada, així com en la funció de les transglutaminases vegetals com a lligands de les poliamines a membranes. Primer trobàrem una disminució de les poliamines lliures (i en especial la putrescina) en augmentar la disponibilitat lluminosa (PPFD), atribuible a una necessitat superior de lligar poliamines als tilacoides per ajudar a la fotoprotecció de l'aparell fotosintètic en front a la situació d'estrès. Posteriorment, observàrem una tendència diürna on els valors més alts de la putrescina lligada a proteïnes i de l'activitat transglutaminasa correspongueren sempre al màxim d'intensitat lumínica i dosi de llum rebuda per les fulles. Aquests dos treballs indiquen la participació de les poliamines, i especialment la putrescina, en la fotoprotecció de l'aparell fotosintètic. En concret, l'activitat transglutaminasa, la quantitat de putrescina lligada i l'índex putrescina/espermidina lligades són uns clars indicadors de la magnitud d'estrès per excés de llum de la planta. / SUMMARY:"PHOTOPROTECTION SYSTEMS IN Quercus ilex L. AND THE APPLICATION OF THE NIRS (NEAR-INFRARED REFLECTANCE SPECTROSCOPY) AS AN ECOPHYSIOLOGICAL TOOL TO DETECT OXIDATIVE STRESS" TEXT:The present work goes deeper into our knowledge of photoprotection systems acting in Quercus ilex leaves.To ensure homogeneus plant material and its conservation during storage and transport until analysis avoiding the degradation of the molecules implied in photoprotection we standardized the conditions during freeze-drying to obtain dry material with an unaltered biochemical composition.Quantifying photoprotective and antioxidant compounds is laborious and expensive. A Q. ilex leaves database using Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS-database) and chemical analyses was built. Predictive calibration equations for concentration of chloroplast pigments (chlorophylls a and b, phaeophytin, neoxanthin, violaxanthin, zeaxanthin, antheraxanthin, alpha- and β-carotene, lutein and lutein epoxide) and antioxidants (alpha-, (β+γ)-tocopherol, ascorbate and total phenolics) were established using partial least squares regression algorithm. This is the first time that NIRS is used to characterize pigment composition in plants. NIRS constitutes a valid tool to characterize photoprotection compounds with only one single measurement allowing time and money saving.The NIRS-database feasibility was demonstrated by the characterization of adult holm oak leaves and resprouts after clear cut in their natural environment during the two stressing seasons.The new NIRS-database was applied to characterize the antioxidant compounds responses in holm oak resprouts under ambiental (350 µL·L-1; RA) and elevated (750 µL·L-1; RE) CO2 conditions and high temperature stress (HTS). RE showed higher resistance to HTS showing little response in their antioxidant composition. At the contrary, RA showed a significant increase in lipophilic compounds. Therefore, the higher antioxidant protection and higher temperature tolerance of RE would mitigate the effect of photosynthesis acclimation during the regeneration of Q. ilex plants.Two studies went deeper to the role of polyamines in holm oak photoprotection in its natural habitat or under controlled-irradiance conditions and plant's transglutaminases function binding polyamines to membrane proteins in the protection against high light stress. The obtained results support the hypothesis that the relationship between polamines, and specially putrescine, concentration (free and protein-bound) and transglutaminase activity is modulated by light intensity in Q. ilex leaves and that polamines are involved in the photoprotection of the photosynthetic apparatus.

La presencia de ozono a nivel de la troposfera constituye uno de los problemas de contaminación más significativos en las grandes ciudades en el mundo. La formación de ozono troposférico es provocada principalmente, por las reacciones fotoquímicas entre los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles (COV). Se sabe que la contribución de los COV ya sea por fuentes antropogénicas como por fuentes biogénicas (naturales) son de igual importancia. Para conocer el papel que desempañan las emisiones biogénicas en la formación de ozono troposférico, es necesario cuantificar tanto los niveles de emisión antropogénicos y biogénicos. Hasta la fecha han sido muy pocos los intentos por cuantificar las emisiones biogénicas en el área mediterránea, que es reconocida como una de las fuentes principales de ozono troposférico en Europa. Por lo cual una de las principales limitaciones al momento de realizar un inventario de emisiones para Europa y específicamente para España, era no contar con factores de emisión propios de la vegetación de la zona. Dentro del grupo de los COV biogénicos emitidos por la vegetación terrestre los monoterponos (C10Hx) constituyen una fracción considerable.Con el presente trabajo de Tesis se ha pretendido determinar en forma experimental los flujos de emisión de los monoterpenos en tres especies típicas de la vegetación mediterránea: Pinus pinea, Pinus halepensis y Quercus ilex. Asimismo caracterizar las emisiones con respecto a las variables ambientales (Temperatura y PAR) que las controlan.Dicho objetivo se ha logrado mediante la aplicación de una metodología experimental y analítica de campo y laboratorio, basada en la descrita en la literatura y adaptada a nuestras condiciones, para lo cual ha sido necesario un proceso de validación. Las mediciones en campo se han realizado tanto en forma diaria y a lo largo de un ciclo anual. Con lo cual fue posible estudiar el comportamiento de la emisión diaria para las tres especies durante períodos cortos de tiempo ("short term"), así como cubrir un ciclo anual completo para el Quercus ilex y el Pinus pinea.Los factores de emisión obtenidos están dentro del rango de los reportados previamente para estas especies en la literatura. / The presence of tropospheric ozone constitutes one of the major problems of air pollution in the big cities of the world. Tropospheric ozone formation is controlled by photochemical reactions of NOX and the volatile organic compounds (VOC). It is known that VOC from biogenic sources as well as VOC of anthropogenic origin are of equal importance. Understanding the role that biogenic emission plays in the tropospheric ozone formation implies to quantify both biogenic and anthropogenic emission fluxes. Up to date there have been few attempts at quantifying the biogenic emission fluxes from the Mediterranean area, which is now recognized as one of the major sources of tropospheric ozone in Europe. An important limitation to build an emission inventory for Europe and specifically for Spain, has been the unavailability of specific emission factors for the Mediterranean's vegetation. Monoterpenes (C10HX) represent a significant fraction of the biogenic VOC emitted by the terrestrial vegetation.In the present Thesis the monoterpene emission fluxes from three typical Mediterranean tree species ( Pinus pinea, Pinus halepensis and Quercus ilex) have been experimentally determined.Likewise, monoterpene's emission has been characterized with regard to the environmental variables that control it.The above mentioned objectives have been achieved by the application of an experimental and analytical methodology, based on the literature and adapted to local conditions, for which a validation procedure has been carried out. Field measurements were made periodically (weekly or monthly). It has thus been possible to study the emission pattern of the species during the daily ("short term") and annual ("long term") cycles for Pinus pinea and Quercus ilex. The standard monoterpene's emission factors obtained were in the range of those previously reported in the literature.

Le paludisme est une maladie endémique sérieuse qui représente une menace importante de santé publique en Afrique, en Asie, Océanie, et en Amérique latine. En Amérique latine, les régions touchées sont principalement centrées autour de l'Amazonie brésilienne. En effet, le Brésil enregistre, chaque année, 100 000 nouveaux cas de paludisme. Aujourd’hui, même les Etats-Unis et l’Europe de l'ouest, qui ne sont pourtant pas des secteurs endémiques, enregistrent un nombre important et croissant de nouveaux cas, essentiellement dus à des voyageurs. Il y a également une recrudescence de la résistance du parasite, à l’origine du paludisme, aux molécules actuellement commercialisés. Par conséquent, la recherche de nouvelles molécules antipaludiques est un enjeu primordial. Nous avons observé que l’acide ursolique, extrait d’espèces sud americainnes Ilex paraguariensis et Ilex dumosa, possédait une activité antipaludique intéressante. Ce travail de thèse a pour but l’extraction, l’hémisynthèse d’analogues de l’acide ursolique et enfin l’évaluation de l’activité antipaludique des composés ainsi obtenus. Le but de ce travail est d'augmenter l'activité antipaludique de l’acide ursolique, initialement décrite, par pharmacomodulation du noyau triterpénique en position 3 et 28. Sept produits naturels ont été extraits et purifiés à partir d’espèces sud americainnes Ilex paraguariensis et Ilex dumosa. Il s’agit des triterpénes de l’acide ursolique et de l’acide oléanolique et les saponosides matésaponines peracetylées ou non. L’optimisation de l’activité antipaludique, par la synthèse de nouveaux analogues triterpéniques, a été basée sur l’hypothèse que l’activité antipaludique initialement observée était due à un mécanisme d’inhibition de la formation de la β-hémozoïne par l’acide ursolique. Ces analogues peuvent être classés selon trois séries : acides ursolique et oléanolique avec des modifications au niveau du cycle A, dérivés ferrocéniques de l'acide ursolique et dérivés pipéraziniques de l'acide ursolique. Les meilleures activités ont été observées pour les derivés pipéraziniques de l’acide ursolique. En effet, sept nouveaux analogues ont démontré des activités intéressantes de l'ordre de nanomolaire (IC50 78 to 964 nM). Les activités obtenues représentent ainsi un gain d’activité au moins d’un facteur 100 par rapport à celle de l’acide ursolique. Une étude de structure-activité a été réalisée sur ces dérivés pipéraziniques de l'acide ursolique. Ainsi, nous avons démontré l’importance du noyau triterpénique et du groupement acétyle en C-3 pour l’activité antipaludique. De même, l’importance des substitutions au niveau de l’azote terminal de la chaine bis-(3-aminopropyl)pipérazine, notamment de groupements hydrophiles, a aussi été réalisée par une étude de relation structure acivité quantitative (QSAR). Enfin, l’hypothèse que ces composés agissent sur l’inhibition de la formation de β-hémazoïne a été confirmée par des études in vitro (inhibition de la formation de la β-hématine) et de modélisation moléculaire. / A Malária é uma doença endêmica que representa um grave problema de saúde pública na África, Ásia, Oceania e América Latina. Na América latina as principais áreas endêmicas estão na Bacia Amazônica e, infelizmente, são registrados cem mil novos casos clínicos no Brasil anualmente. Atualmente, mesmo nos Estados Unidos e no Oeste da Europa, o número de casos de malária tem aumentado a cada ano devido aos viajantes que vêm de áreas de risco. Este trabalho apresenta a síntese de compostos visando aumentar a atividade antimalárica de triterpenos através de farmacomodulação, especialmente em C-3 e em C-28 dos ácidos ursólico e oleanólico. Sete produtos naturais foram obtidos a partir das espécies sul-americanas Ilex paraguariensis e Ilex dumosa: os triterpenos ácido ursólico e ácido oleanólico e as matessaponinas 1 e 3, bem como, os derivados peracetilados das matessaponinas 1, 2 e 3. Três séries de derivados triterpênicos foram sintetizadas: derivados dos ácidos ursólico e oleanólico com modificações no ciclo A, derivados ferrocênicos e derivados piperazínicos do ácido ursólico. Estes compostos foram testados in vitro frente a cepas de Plasmodium falciparum. Os derivados piperazínicos do ácido ursólico foram os mais ativos. Sete novos análogos apresentaram atividade em concentrações na ordem de nanomolar (IC50 78 a 964 nM), enquanto que a cloroquina apresentou IC50 de 130 nM. Baixos índices de resistência cruzada com a cloroquina foram observados. Este estudo também contribuiu para o melhor entendimento da relação estrutura-atividade (REA) para a classe de derivados piperazínicos do ácido ursólico. Desta forma, foi demonstrada a importância do esqueleto triterpênico e do grupamento acetila em C-3 para a atividade antimalárica. O grupamento piperazina foi identificado como farmacóforo nesta série de compostos. Foi caracterizada a importância de substituintes hidrofílicos no nitrogênio terminal da cadeia lateral bis-(3-aminopropil)piperazina através de um estudo de relação estrutura-atividade quantitativa (QSAR). O possível mecanismo de ação destes compostos foi sugerido via inibição da formação de β-hematina a partir de testes in vitro e de modelagem molecular.