Charles University in Prague Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Biophysics and Physical Chemistry Candidate: Denisa Mazouchová Supervizor: Mgr. Monika Kuchařová, Ph.D. Title of diploma thesis: Effect of ultraviolet radiation on the change the mechanical parameters of human skin This diploma thesis deals in theoretical part with the properties of human skin, the characteristics of the UV radiation and its effects on human skin. The practical part of the thesis focuses on the in vivo measurement of mechanical parameters of human skin after UV radiation. Mechanical characteristics of human skin were measured in 12 subjects before the application of UV radiation, immediately after application of UV and after 24 hours of rest skin. The experiment used a UV lamp with a wavelength of 370 nm emitted light. The monitored parameters were Hooke's and Newton's coefficients. Hooke's coefficient gives us the stiffness of the skin as a whole , Newton coefficient characterises its viscosity. For measurement of those parameters was used dynamic viscoelastomer. The experiment has been found out that no signifiant ganges of Hooke's and Newton's coefficients were not found immediately after the application of UV radiation of wavelength 370 nm, in 12 volunteers. Significant change occurred only in the...

L'hippocampe est une région du cerveau située dans le lobe temporal médian. Avec d'autres structures limbiques, l'hippocampe est impliqué dans des processus d'apprentissage et de mémorisation et possède un rôle crucial dans le traitement spatial de l'information. Les synapses de l'hippocampe formées entre les fibres moussues (fm) originaires du gyrus denté et les neurones pyramidaux de CA3 ont reçu une attention particulière, compte tenu de la position stratégique occupée par le gyrus denté à l'entrée de l'hippocampe. En outre les synapses fm- CA3 sont distinctes de la plupart des autres synapses excitatrices du système nerveux central par leurs propriétés morphologiques et physiologiques uniques. Cela soulève la question de savoir si ces propriétés uniques reflètent aussi un rôle fonctionnel unique dans le traitement de l'information effectué par cette synapse au sein du microcircuit de l'hippocampe. Malheureusement nous ne savons que peu de choses sur la façon dont les cellules granulaires modulent l'activité des neurones de CA3 dans le réseau intact in vivo (Henze et al, 2002 ; Hagena et Manahan - Vaughan, 2010, 2011). Le manque d'information est dû au fait que la manipulation classique des circuits neuronaux par des approches électriques, pharmacologiques et génétiques manque de précisions spatiale et temporelle in vivo. L'utilisation de la stimulation extracellulaire de fibres moussues peut conduire à l'activation polysynaptique de cellules pyramidales de CA3, qui peuvent ensuite contaminer les réponses enregistrées. Par ailleurs, l'utilisation de critères trop conservateurs peut conduire à l'exclusion des réponses provenant des fibres moussues «purs» aux propriétés méconnues (Henze et al., 2000). Toutefois, le développement récent et rapide de l’optogénétique dans les neurosciences a fourni de nouveaux outils offrant une sélectivité spatiale élevée (activation optique spécifique de la cellule), et une grande précision temporelle (à l'échelle de la milliseconde), permettant la dissection et l'étude des circuits neuronaux in vivo. L'objectif de ma thèse était de mieux comprendre les mécanismes et les conséquences physiologiques de la plasticité synaptique à court terme se produisant à la synapse formée entre les fibres moussues et les neurones pyramidaux de CA3 dans le cerveau de souris intact. La présente thèse se compose de deux parties principales. Dans la première partie, j'ai exploré de nouveaux outils optogénétiques dans le but de contrôler l'activité des cellules granulaires à l’aide d’impulsions de lumière. La stimulation optogénétique repose sur l'activation du canal ionique channelrhodopsin - 2 - lumière fermée ( ChR2 ) par une lumière bleue et induit des potentiels d'action sur une large gamme de fréquences de stimulation. J'ai aussi observé que la stimulation optique peut être utilisée pour déclencher la plasticité à court terme au niveau des synapses fm-CA3.Dans la deuxième partie j'ai affiné la méthodologie de stimulation optogénétique in vivo pour la caractérisation non invasive du fonctionnement synaptique des synapses fm- CA3. La fiabilité de la stimulation optogénétique d'une population neuronale génétiquement ciblée ainsi que la résolution d'une seule cellule obtenue en utilisant des enregistrements de cellules entières sont des étapes importantes vers une meilleure compréhension du rôle fonctionnel des fibres moussues dans le réseau de l'hippocampe in vivo. / The hippocampus is a brain region located in the medial temporal lobe. Along with other limbic structures, the hippocampus is involved in learning and memory processes and has a crucial role in spatial information processing. Within the hippocampus synapses made between mossy fibers (mf) originating from the dentate gyrus and CA3 pyramidal neurons have received particular attention, given the strategic position occupied by the dentate gyrus at the entrance of the hippocampus. Moreover mf-CA3 synapses are distinct from most of other excitatory synapses in the central nervous system for their unusual morphological and physiological properties. This raises the question if these unique properties reflect a unique functional role in information processing carried out by this synapse within the microcircuit of the hippocampus. Unfortunately very little is known on how granule cells modulate the activity of CA3 neurons in the intact network in vivo (Henze et al., 2002; Hagena and Manahan-Vaughan, 2010, 2011). The paucity of information is due to the fact that classical manipulation of neuronal circuits using electrical, pharmacological and genetic approaches lack spatial and temporal precision in vivo. The use of bulk extracellular stimulation may lead to polysynaptic activation of CA3 pyramidal cells, which can subsequently contaminate putative mossy fibers synaptic responses measured in CA3 pyramidal cells. The use of overly conservative criteria on the other side may lead to the exclusion of “pure” mossy fibers responses with unexpected properties (Henze et al., 2000).However the recent and fast growth of optogenetics in neuroscience has provided new tools with high spatial selectivity (cell specific optical activation) and temporal precision (at the millisecond scale), allowing the dissection and investigation of neuronal circuits in vivo. The aim of my thesis was to gain insight into the mechanisms and the physiological consequences of short-term synaptic plasticity occurring at mossy fibers to CA3 pyramidal neurons synapses in the intact mouse brain. The present thesis consists of two main parts. In the first part I explored new optogenetic tools to control the activity of granule cells with pulses of light. Optogenetic stimulation, which relies on the activation of the light-gated ion channel channelrhodopsin-2 (ChR2) by blue light reliably induced action potentials over a wide range of frequencies of stimulation. I also found that optical stimulation can be used to trigger short term plasticity at mf-CA3 synapses. In the second part I refined optogenetic stimulation methodology in vivo for non-invasive characterization of synaptic functioning of the mf-CA3 synapses. The reliability of optogenetic stimulation of a genetically targeted neuronal population together with the single cell resolution obtained using whole-cell recordings are important steps towards a better understanding of the functional role of the mossy fibers in the hippocampal network in vivo.

La D-sérine, co-agoniste endogène du récepteur N-Méthyl D-Aspartate, est impliquée à la fois dans des fonctions physiologiques telles que l'apprentissage et le vieillissement et dans des pathologies psychiatriques et neurodégénératives comme la schizophrénie ou la sclérose latérale amyotrophique. Ce travail de thèse est composé de deux parties. Premièrement, je me suis intéressée aux mécanismes de régulation de la D-sérine extracellulaire. A l'aide de biocapteurs enzymatiques développés au laboratoire, nous avons évalué, in vivo, la diffusion de la D-sérine à travers la barrière hématoencéphalique et estimé sa concentration dans différents compartiments. Nous avons aussi montré que la recapture de la D-sérine est assurée par les transporteurs de type ASC et que sa dégradation est effectuée par la D-amino acide oxydase dans le cervelet et par la sérine racémase dans le cortex. Deuxièmement, j'ai étudié l'implication de la D-sérine dans le status épilepticus, un modèle présentant une forte excitotoxicité avérée. Nous avons tout d'abord développé une méthode de comptage automatique pour quantifier précisément la mort neuronale. Puis nous avons enregistré les concentrations de D-sérine et de glutamate extracellulaires lors du status épilepticus et nous avons montré que ces deux transmetteurs ont leur concentration augmentée dans le cortex piriforme/amygdale, zones fortement touchées par l'excitotoxicité. En revanche dans le cortex où il n'y a pas de perte neuronale excitotoxique, leur concentration reste inchangée. Mieux comprendre la régulation de la D-sérine et son rôle pathologique est essentiel pour développer et adapter des traitements / D-serine, an endogenous agonist of the N-methyl-D aspartate receptor, is implicated both in physiological functions like learning, aging and in psychiatric and neurodegenerative diseases like schizophrenia and amyotrophic lateral sclerosis. This thesis work is composed of two parts. First, I studied the mechanisms regulating D-serine extracellular concentration in the brain. With biosensors developed in the laboratory, we evaluated D-serine diffusion across the blood brain barrier and estimated its concentration in different compartments in vivo. We have shown that D-serine reuptake is mediated by ASC transporters and that its degradation relies on D-amino Acid oxidase in the cerebellum and on serine racemase in the cortex. Second, I have study the implication of D-serine in neuronal lesions produced by status epilepticus, a pathological model in which excitotoxicity is demonstrated. We have developed an automatic software to determine the density of neurons in a brain slice and identify the brain regions with most neuronal lesions following status epilepticus. We have then recorded the extracellular D-serine and glutamate concentration during status epilepticus and demonstrated that the concentration of both transmitters is increased in piriform cortex/amygdala, area corresponding to extended excitotoxic neuronal death. However, in the cortex, an area without excitotoxic neuronal death, D-serine and glutamate concentration are constant. Understanding D-serine regulation and its pathological implication is essential to develop new treatment for protecting the neuronal tissue against excitotoxic insult

A dosimetria in vivo é uma ferramenta essencial para programas de garantia de qualidade no campo da radioterapia, sendo um procedimento comumente realizado com TLDs ou diodos. No entanto, um dosímetro que vem em crescente popularidade nos últimos anos é o detector do tipo transistor de efeito de campo de metal-óxido-semicondutor (MOSFET). Os dosímetros MOSFET preenchem todas as características necessárias para realização da dosimetria in vivo, uma vez que possuem tamanho pequeno, boa precisão e viabilidade de medição, além de seu fácil manuseio. No entanto, seu verdadeiro diferencial é permitir a leitura de dose em tempo real, possibilitando intervenção imediata na correção de desvios de parâmetros físicos e na antecipação de pequenas alterações anatômicas no paciente durante um tratamento. Assim, foi proposta a caracterização dosimétrica do detector microMOSFET TN-502RDM-H e a construção de seu respectivo modelo computacional em MCNP6. Os resultados mostraram que o dosímetro MOSFET possui boa reprodutibilidade, boa linearidade e independência energética para feixes de altas energias de fótons e elétrons. Com relação a linearidade, destaca-se o excelente desempenho do detector MOSFET para valores doses acima de 50cGy, tendo apresentado uma precisão de 0,3%. Além disso, foi obtido um fator de calibração único, considerando fótons e elétrons de altas energias, com 2,9% de reprodutibilidade. Também foram constatadas dependências angulares de 4% e 13% para irradiações com e sem a condição de equilíbrio eletrônico, respectivamente. Foi encontrada uma diferença de 8% na resposta entre fótons de baixas energias nas qualidades RQR 3 e RQR 10. Com relação ao modelo computacional, a utilização das técnicas caracterização estrutural de MEV e EDS possibilitaram estimar a geometria e a composição do dispositivo MOSFET. Dos resultados do modelo computacional, ressalta-se a excelente concordância da dependência energética simulada em MCNP6 com a calculada analiticamente e também com a literatura. Por fim, o dosímetro MOSFET mostrou bom desempenho dosimétrico, confirmando seu potencial clínico; fato este que, certamente, contribui para sua maior aceitação na radioterapia. Somado a isto, a obtenção de um modelo computacional adequado proporciona um leque de oportunidades para trabalhos futuros, possibilitando o aprimoramento do instrumento nos mais diversos procedimentos de tratamento do câncer por radiação. / In vivo dosimetry is an essential tool for quality assurance programs in the field of radiotherapy, being a commonly performed procedure with TLDs or diodes. However, a dosimeter coming in popularity growing in recent years is the metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) type detector. MOSFET dosimeters fulfill all necessary characteristics to perform the dosimetry in vivo, since they have small size, good precision and viability of measurement, besides its easy handling. Nevertheless, its true differential is to provide dose reading in real time, allowing immediate intervention in the deviations correction of physical parameters and the anticipation of small anatomical changes in the patient during a treatment. Thus, it was proposed the dosimetric characterization of the TN-502RDM-H microMOSFET detector and the construction of its respective computational model in MCNP6. Results showed that MOSFET dosimeter has good reproducibility, good linearity and energy independence for high energy beams of photons and electrons. Regarding linearity, the excellent performance of the MOSFET detector for dose values above 50 cGy stands out, since the dosimeter presented an accuracy of up to 0.3%. In addition, a single calibration factor was obtained with a reproducibility of 2.9% considering photons and high energy electrons. Angular dependencies of 4% and 13% were also observed for irradiations with and without the charged-particle equilibrium (CPE), respectively. It was found a difference of 8% in the response between low energy photon in RQR 3 and RQR 10 qualities. Concerning the computational model, use of the structural characterization techniques of SEM and EDS allowed to estimate geometry and composition of the MOSFET device. Excellent agreement of simulated energy dependence in MCNP6 with that calculated analytically and with literature is highlighted. Finally, MOSFET dosimeter showed good dosimetric performance, confirming its clinical potential. This certainly contributes to their greater acceptance in radiotherapy. Further, obtaining a suitable computational model provides a range of opportunities for future work, making it possible to improve the instrument in a variety of cancer treatment procedures.

In Brazil, with the continued expansion of agriculture for supplying demands from international markets, progressive increases in emissions of green house gases are expected. The purpose of the project was hypothesized with three major approaches, 1) Strategies to mitigate methane emission in small ruminant production systems; 2) Identify tropical plants and individual bioactive compound against methanogenic propertie and 3) In vivo evaluation of the nutrients metabolism of Santa Ines sheep fed with tropical plants. For this, we have performed three experiments. The first study (Expt. 1) was designed to determine the in vitro effects of three tropical tannin rich plants such as Leucaena leucocephala (LL), Mimosa caesalpineafolia (MC), Schinus molle (SM) and one non-tannin rich plant Medicavo sativa (MS) for their anti-methanogenic properties when used with and without polyethylene glycol (PEG). All plants had significantly (P<0.05) influenced the degraded organic matter (TDOM) and degraded neutral detergent fiber (DNDF), especially LL, which had most influence on these parameters compared to other tannin containing plants. LL had positive response on antimethanogenic effects; its nutrient degradability was higher than that of other tannin containing plants. The second study (Expt. 2) was set to evaluate the effect of different organic extracts from the whole plant methanolic extract (MHE) of LL on in vitro gas production and to characterize the chemical constituents by using gas chromatography coupled with mass spectroscopy (GC-MS). Major abundant compounds present at the relative percentages of MHE were found to be stigmasterol trimethyl ester (TMS), neophytadiene, palmitic acid TMS, ?-Linolenic acid TMS and 2, 3, 5, 6-Tetra-M-Anisylbenzene. The effects of additions of different extracts in terms of nutrient degradability (TDOM and DNDF) were increased by all extracts. This study explained that the hexane extract from whole plant MHE was effective against methanogenic activity. The objective of the third study (Expt. 3) was to study the effect of LL plant leaves on rumen fermentation, apparent nutrient digestibility, nitrogen balance and methane production in Santa Ines sheep. The animals were divided in three groups in which they were fed with (i) 88% Tifton 85-hay (Cynodon dactylon) and 12% soyabean meal (Control group, n=4); (ii) 28% Tifton 85-hay (Cynodon dactylon) and 72% LL plus 20 ml solution containing 10g/day/animal of PEG (With PEG group - WPEG, n=6); (iii) 28% Tifton 85-hay (Cynodon dactylon) and 72% LL plus 20 ml of distilled water (Without PEG group- WOPEG, n=6). Nutrient intake (dry matter, organic matter, acid detergent fiber, lignin and crude protein) were higher in WPEG and WOPEG compared to the control group, except neutral detergent fiber intake. Apparent digestibilities and nitrogen metabolism had non-significant effects between the treatments. However, CH4 emissions were significantly lower in WPEG and WOPEG than the control. Furthermore, expressions of microbial populations of methanogens in WPEG had lower tendency than that of WOPEG and control. The most salient findings of this study were that, using plant rich in tannin in diets of small ruminants, we can get more benefits in terms of replacing the source of protein in the diet (food safety) and reduced production of enteric CH4 (animal production) / No Brasil, com expansão da agricultura para suprir as exigências dos mercados internacionais, são esperados aumentos progressivos nas emissões de gases do efeito estufa. O objetivo do projeto foi hipotetisado com três abordagens principais, 1) estratégias para mitigar emissões de metano em sistemas de produção de pequenos ruminantes; 2) identificar plantas tropicais com compostos bioativos com propriedades anti metanogénicas e 3) avaliação in vivo do metabolismo de nutrientes em ovelhas Santa Inês alimentadas com planta taninífera. Para isso, foram efetuados três experimentos. O primeiro estudo (Expt 1) foi concebido para estudar os efeitos in vitro de plantas tropicais ricas em tanino como Leucaena leucocephala (LL), Mimosa caesalpineafolia (MC) e Schinus molle (SM) e uma planta não taninífera, Medicavo sativa (MS) quanto às propriedades anti-metanogénicas quando usadas com e sem polietileno glicol (PEG). Todas as plantas significativamente (P < 0.05) influenciaram na matéria orgânica degradada (MOD) e na fibra em detergente neutro degradada (FDND), especialmente a LL, que teve maior influência sobre estes parâmetros, em comparação com as outras plantas que contém tanino LL teve resposta positiva sobre os efeitos de antimethanogênicos e a degradabilidade dos nutrientes foi maior do que a das outras plantas que contém tanino. O segundo estudo (Expt 2) foi definido para avaliar o efeito de diferentes extratos orgânicos a partir do extrato metanólico da planta (EMP) de LL na produção de gás in vitro e caracterizar os constituintes químicos usando cromatografia gasosa acoplada com espectroscopia de massa (GC-MS). Os compostos mais abundantemente encontrados, em termos de percentagens relativas do EMP, foram o éster de trimetil estigmasterol, neofitadina, ácido palmítico, ácido ?-linolênico e 2, 3, 5, 6-Tetra-M-anizil -benzeno. Os efeitos de adições dos diferentes extratos orgânicos, em termos de degradabilidade de nutriente (MOD e NDFD) foram aumentados para todos os extratos. Este estudo explicou que o extrato de hexano a partir do EMP foi eficaz na atividade anti metanogênicas em modificar a degradação ruminal de nutrientes. O objetivo do terceiro estudo (Expt 3) foi estudar o efeito das folhas da planta LL na fermentação ruminal, digestibilidade aparente de nutrientes, balanço de nitrogênio e produção de metano em ovinos Santa Inês. Os animais foram divididos em três grupos em que eles foram alimentados com (i) 88% feno de Tifton-85 (Cynodon dactylon) e 12% de farelo de soja (Grupo controle, n = 4); (ii) 28% feno de Tifton-85 (Cynodon dactylon) e 72% LL mais 20 ml solução contendo 10g/dia/animal de PEG (grupo com PEG - CPEG, n = 6); (iii) 28% feno de Tifton-85 (Cynodon dactylon) e 72% LL mais 20 ml de água destilada (sem PEG-grupo-SPEG, n = 6). A ingestão de nutrientes (matéria seca, matéria orgânica, fibra em detergente ácido, lignina e proteína bruta) foram maiores no grupos CPEG e SPEG em relação ao grupo controle, exceto a ingestão de fibra em detergente neutro. As digestibilidades aparentes e o metabolismo do nitrogênio não apresentaram efeitos significativos entre os tratamentos. No entanto, as emissões de CH4 foram significativamente inferiores nos grupos CPEG e SPEG em comparação com o grupo controle. Além disso, as expressões de populações microbianas de metanogênicas no grupo CPEG apresentaram tendência menor do que nos grupos SPEG e controle. As conclusões mais salientes do presente estudo foram que, usando planta rica em tanino em dietas de pequenos ruminantes, poderemos ter mais benefícios em termos de substituição da fonte de proteína da dieta (segurança alimentar) e redução da produção de CH4 entérico

Este trabalho teve como objetivos estabelecer os protocolos para o cálculo de incertezas de medição e a interpretação dos resultados de monitoração do Laboratório de Monitoração In Vivo (LMIV). Especificamente, o trabalho visou quantificar a contribuição dos fatores de influência para o cálculo de incertezas, e estabelecer a incerteza nas medidas. Foram utilizados dois detectores cintiladores de iodeto de sódio ativados com tálio (NaI:Tl) que possuem dimensões de 8x4\" (detector de corpo inteiro) e 3x3\" (detector de tireóide), um analisador multicanal EG&G Ortec, modelo 920E, e um microcomputador onde os espectros são adquiridos, analisados e armazenados com o auxílio do programa Renascence32, Ortec. As medições foram realizadas utilizando-se o objeto simulador antropomórfico do Alderson Research Labs. O radionuclídeo de interesse adotado para este estudo foi o 137Cs. Foram estudadas as influências dos fatores operador, geometria de medição, condições ambientais, flutuações eletrônicas com o tempo e baixa atividade. A análise das incertezas resultou em uma incerteza combinada relativa de 15,7% para o sistema 8x4\" e 9,8% para o sistema 3x3\". Estes valores foram obtidos seguindo os princípios recomendados no Guia para Expressão da Incerteza de Medição (GUM) da Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM). / This work aimed to quantify the contribution of influence factors for the calculation of uncertainties and establish the uncertainties in the measurements of the In Vivo Monitoring Laboratory (LMIV). The materials used were used: two scintillator detectors of sodium iodine activated with thallium (NaI:Tl), with the dimension of 8x4\" (whole body detector) and 3x3\" (thyroid detector), an EG&G Ortec, model 920E multichannel analyzer and a microcomputer, where the spectra are acquired, analyzed and stored, with the support of Ortecs software, Renascence32. The measurements were carried out using the anthropomorphic simulating object from Alderson Research Labs. The targeted radionuclide adopted for this study was 137Cs. The influence factors were operator, measurement geometry, environmental conditions and Electronic fluctuations over time. The analysis of the uncertainties resulted in a relative combined uncertainty of 15.7% for the 8x4\" system and 9.8% for the 3x3\" system. These values were obtained following the Guide for Expression of Uncertainty in the Measurement, (GUM) of Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM).

Um dos objetivos da pesquisa em Biomateriais é o desenvolvimento de dispositivos que auxiliem a regeneração óssea. Duas cerâmicas sintéticas têm sido largamente utilizadas: a hidroxiapatita (HAp) e o beta fosfato tricálcico (b- TCP). Em muitas situações é desejável que a velocidade de absorção desses materiais pelo organismo seja compatível com a velocidade de crescimento ósseo, e nesses casos, o emprego da mistura dessas duas fases mostra-se vantajoso. A absorção e o crescimento ósseo são processos fisiológicos complexos, afetados, entre outras coisas, pela resposta inflamatória da região cirúrgica. Assim, uma resposta inflamatória exacerbada é potencialmente danosa, já que pode induzir a um aumento no estresse oxidativo devido à produção de radicais livres. O ataque dos radicais livres causa, entre outros efeitos danosos, a degeneração da membrana celular, que pode acarretar necrose e/ou apoptose das células da região cirúrgica. Neste trabalho, duas cerâmicas foram implantadas em fêmures de ratos: b-TCP ou a mistura bifásica 60:40% em massa de HAp:b-TCP. O crescimento ósseo foi avaliado por microscopia ótica e de fluorescência, utilizando marcadores ósseos fluorescentes. Além disso, avaliou-se o efeito da presença de um complexo vitamínico, moderador do processo inflamatório. Concluiu-se que o b-TCP puro foi mais absorvido quando comparado a mistura b-TCP-HAp, e encontram-se indícios de que a presença do composto vitamínico mediou de forma favorável a neoformação óssea. / One of the goals of the Biomaterials research is the development of devices that help bone regenaration. Two synthetic ceramics has been widely used with that purpose: Hidroxyapatite (HAp) and Beta tricalcium phosphate (b-TCP). In many situations it is desirable that the resorption rate of these materials by the body matches the bone growth rate. In these cases, the use of a mixture between the two phases is beneficial. The material resorption and bone growth are complexes phisiological processes, influenced amongst other things by the inflammatory response of the surgical site. That being said, an exacerbated inflammatory response is potentially hazardous, since it may induce an increase of the oxidative stress due to the free radicals production. The free radicals attack causes, amongst other hazardous effects, the cell membrane degenaration which in turn may lead to cell necrosis and/or apoptosis within the surgical site. In this work, two ceramics were implanted in rats femora: b-TCP or the biphasic mixture of 60:40% in mass of HAp:b-TCP. The bone growth was assessed by both optical and fluorescence microscopy, using fluorescent bone markers. Moreover, it was also evaluated the effect of the presence of a vitamin complex, mediator of the inflammatory response. It was concluded that the pure b-TCP was more readily absorbed when compared with the mixture b-TCP-HAp, and there it was signs that the presence of the vitamin complex may have helped in a favorable way the bone neoformation.

Novas alternativas de produção de ácidos graxos altamente insaturados n-3 (HUFA n-3) são procuradas mediante várias abordagens experimentais na área aquícola considerando que a oferta atual de óleos marinhos é limitada. Como os ácidos graxos das séries n-3 e n-6 são metabolizados mediante os mesmos processos enzimáticos, o aporte de ácidos graxos essenciais da dieta poderia influenciar nos níveis de alongamento e desaturação em função da disponibilidade relativa destes compostos. O objetivo deste trabalho foi determinar a influência de diferentes relações 18:3n3/18:2n6 (ALA/LA - ácido linolênico/ácido linoleico) de rações exclusivamente vegetais, sobre o metabolismo de ácidos graxos de juvenis de pacu (Piaractus mesopotamicus). Inicialmente 18 unidades experimentais (caixas com 16 peixes) foram alimentadas por 34 dias (C1) com uma dieta controle (tratamento T6) contendo óleo de tilápia como único ingrediente de origem animal. Posteriormente, foram formados aleatoriamente, 6 grupos com 3 unidades experimentais cada. Em uma segunda fase, durante 72 dias, 5 grupos receberam dietas, contendo óleo de linhaça e soja em substituição ao óleo de tilápia, com relações calculadas de ALA/LA de: 2,98 (T1); 1,68 (T2); 1,03 (T3); 0,61 (T4) e 0,35 (T5) e um grupo continuou com a dieta controle (T6). Nesta segunda fase, determinaram-se parâmetros de desempenho zootécnico e metabolismo de ácidos graxos em 3 intervalos de 24 dias (C2=58 dias, C3=82 dias e C4=106 dias). Os animais apresentaram crescimento e ganho de peso sem diferenças significativas entre os grupos e com aumento progressivo da proporção de gordura corporal total. A composição de ácidos graxos da dieta influenciou de forma proporcional sobre a composição da maioria de ácidos graxos de corpo inteiro. Os coeficientes de digestibilidade aparente aumentaram conforme o grau de instauração dos ácidos graxos e sua abundância relativa na dieta. A concentração de ácidos graxos polinsaturados nos lipídios de corpo inteiro não diferiu entre a maioria de tratamentos. O teor e aparecimento do ácido graxo 20:5n3 (EPA) e a atividade da enzima &Delta;-5 desaturase dos grupos T1, T2 e T3 foi menor que os demais tratamentos no período C4. O aparecimento de HUFA n-3 e n-6, atividade &Delta;-6 desaturase total e atividade &Delta;-6 desaturase sobre os ácidos graxos n-3 totais dos tratamentos T1 a T5 foram maiores que no T6 (controle). Estes resultados demonstram que o pacu (Piaractus mesopotamicus) é capaz de alongar e desaturar ácidos graxos essenciais para produzir ácidos graxos altamente insaturados (ácidos graxos com no mínimo 20 C e 3 ligações duplas - HUFA). Esta atividade é diminuída pela presença, mesmo em quantidades pequenas, de HUFA na dieta. Além disso, sugerem que relações ALA/LA da dieta, iguais ou maiores que 1, provocam diminuição na taxa de produção de 20:5n3, nos níveis testados neste estudo. / New alternatives for production of highly unsaturated fatty acids n-3 (n-3 HUFA) are sought by various experimental approaches in aquaculture, considering that the current supply of marine oils is limited. Since fatty acids of the n-3 and n-6 series are metabolized by the same enzyme processes, the supply of essential fatty acids of the diet could influence the elongation and desaturation levels, depending on the relative availability of these compounds. The objective of this study was to determine the influence of different 18:3n-3/18:2n-6 ratios (ALA/LA - linolenic acid/linoleic acid) of diets containing exclusively vegetable ingredients on the metabolism of fatty acids, of pacu juveniles (Piaractus mesopotamicus). Initially, 18 experimental units (boxes with 16 animals) were fed a control diet (T6 treatment) containing tilapia oil as the sole animal ingredient for 34 days (C1). Later, 6 groups with 3 experimental units each were formed at random. In a second phase, during 72 days, five groups were fed diets containing linseed and soy oils to replace tilapia oil, with calculated ALA/LA ratios: 2.98 (T1); 1.68 (T2); 1.03 (T3); 0.61 (T4) and 0.35 (T5) and a group continued with the control diet (T6). In the second phase were determined growth performance parameters and fatty acid metabolism in three intervals of 24 days (C2 = 58 days = 82 days and C3 C4 = 106 days). The animals showed growth and weight gain with no significant differences between groups and progressive increase in the proportion of total body fat. The fatty acid composition of the diet influenced proportionally on the composition of the majority of whole body fatty acids. The apparent digestibility increased as the degree of unsaturation of fatty acids and their relative abundance in the diet. The concentration of polyunsaturated fatty acids in whole body lipids did not differ among the most treatments. The content and appearance of the fatty acid 20:5n3 (EPA) and the activity of &Delta;-5 desaturase enzyme of groups T1, T2 and T3 was lower than the other treatments in C4 period. The appearance of n-3 and n-6 HUFA, &Delta; 6-desaturase activity and the total &Delta; 6-desaturase activity on the total n-3 fatty acids from T1 to T5 treatments were higher than T6 (control). These results demonstrate that pacu juveniles are able to elongate and desaturate essential fatty acids to produce highly unsaturated fatty acids. This activity diminishes by the presence of even small amounts of HUFAs in the diet. Moreover, it suggests that ALA/LA ratio of diet, equal to, or greater than one, cause a decrease in the rate of production of 20:5n3, within the levels tested in this study.

O aumento da incidência do câncer de pele está associado à maior exposição à luz solar e a adoção de ações de proteção ao Sol é uma estratégia para minimizar os níveis cumulativos de danos à pele. Os raios ultravioletas (UV), ao alcançarem o tecido cutâneo, podem causar eritema, inflamação, fotoenvelhecimento, formação de rugas e imunossupressão, entre outros, devido à formação de espécies reativas de oxigênio (ERO´s). A formação de ERO´s, como o oxigênio singleto, radical ânion superóxido, peróxido de hidrogênio e radical hidroxil, elevam o risco dos danos foto-oxidativos. O desequilíbrio entre a formação de ERO´s e os mecanismos antioxidantes do organismo desencadeia o estresse oxidativo. Na pele, as ERO´s são as responsáveis pelo dano oxidativo no DNA, proteínas e lipídeos. Identificar e quantificar biomarcadores do estresse oxidativo cutâneo é essencial para a correlação entre os raios UV e seus efeitos. Deve-se isto, em parte, à limitação de métodos para quantificar os parâmetros que são diretamente afetados pela exposição aos raios UV, tais como a peroxidação lipídica. São necessários métodos complementares para avaliação da eficácia de fotoprotetores perante os danos causados por este tipo de estresse. Esta pesquisa projeto compreendeu a avaliação ex vivo da eficácia de filtros solares UVB por meio da quantificação da peroxidação lipídica proveniente do estrato córneo removido por tape stripping. Foram preparados sistemas emulsionados do tipo O/A com os filtros octocrileno, metoxicinamato de octila e salicilato de octila. A caracterização funcional da eficácia fotoprotetora in vitro demonstrou que o filtro octocrileno manteve-se estável, mesmo após exposição solar artificial. Os filtros octocrileno (10% p/p), metoxicinamato de octila (10% p/p) e salicilato de octila (5% p/p) alcançaram, após irradiância, respectivamente, os valores de FPS 5,7 &#177; 2,1; 4,7 &#177; 1,5 e 1,0&#177; 0,0. As formulações foram utilizadas na avaliação da eficácia fotoprotetora ex vivo. O método por CLAE, para quantificação da peroxidação lipídica no estrato córneo, possuiu linearidade e demonstrou exatidão e precisão satisfatórias. O estresse pela radiação UV desencadeou a peroxidação lipídica no estrato córneo. Em função do protocolo aplicado, não houve diferenças entre as amostras. A eficácia, com relação à inibição da peroxidação lipídica, foi similar em todas as amostras. / The increasing of incidence of skin cancer is associated with greater exposure to sunlight and the adoption of sun protection actions is a strategy to minimize cumulative levels of skin damage. Ultraviolet (UV) rays, when they reach the cutaneous tissue, can cause erythema, inflammation, photoaging, wrinkling and immunosuppression, among other things, due to the formation of reactive oxygen species (ROS). The formation of ROS, such as singlet oxygen, superoxide anion radical, hydrogen peroxide and hydroxyl radical, raise the risk of photooxidative damage. The variation between the formation of ROS and the antioxidant mechanisms of the organism triggers oxidative stress. In the skin, ROS are responsible for oxidative damage in DNA, proteins and lipids. Identifying and quantifying biomarkers of cutaneous oxidative stress is essential for the correlation between UV rays and their effects. This is partially due to the limitation of methods for quantifying parameters that are directly affected by exposure to UV rays, such as lipid peroxidation. Complementary methods are needed to evaluate the effectiveness of photoprotectors because of the damage caused by this type of stress. This research project had the ex vivo evaluation of the efficacy of UVB sunscreens by quantifying the lipid peroxidation from the stratum corneum removed by tape stripping. Emulsified O/A type systems were prepared with the octocrylene, octyl methoxycinnamate and octyl salicylate filters. The functional characterization of photoprotective efficacy in vitro revealed that the octocrylene filter remained stable even after artificial sun exposure. Octocrylene (10% w / w), octyl methoxycinnamate (10% w / w) and octyl salicylate (5% w / w) respectively reached the values of FPS 5.7 &#177; 2.1; 4.7 &#177; 1.5 and 1.0 &#177; 0.0. The formulations were used in the evaluation of ex vivo photoprotective efficacy. The method by HPLC, for quantification of the lipid peroxidation in the stratum corneum, had linearity and demonstrated satisfactory accuracy and precision. UV radiation stress triggered lipid peroxidation in the stratum corneum. Due to the protocol applied, there were no differences between the samples. The efficacy, compared to the inhibition of lipid peroxidation, was similar in all samples.

O objetivo do presente estudo foi identificar entre 10 óleos essenciais, os dois com maior capacidade mitigadora das emissões de metano proveniente da fermentação in vitro da microbiota ruminal de bovinos da raça Nelore (Etapa I), e o subsequente impacto da adoção destes dois óleos essenciais como estratégia nutricional para mitigação das emissões de metano in vivo por bovinos Nelore (Etapa II). Na primeira etapa, pela técnica de produção de gases in vitro foram avaliados a produção de gases acumulada, a degradabilidade, o fator de partição, a concentração de nitrogênio amoniacal, a produção de ácidos graxos de cadeia curta e a produção de metano com o uso dos óleos essenciais extraídos das seguintes plantas: anis estrelado (Illicium verum), citronela (Cymbopogon winterianus), cravo botão (Eugenia caryophyllus), eucalipto staigeriana (Eucalyptus staigeriana), eucalipto globulus (Eucalyptus globulus), gengibre (Zingiber officinale), ho wood (Cinnamomum camphora), melaleuca (Melaleuca alternifolia), orégano (Origanum vulgare) e tomilho branco (Thymus vulgaris). Todos os óleos essenciais foram testados em quatro doses; 0, 50, 250 e 500 mg/l de meio de incubação. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro blocos, 10 tratamentos, quatro doses e duas réplicas dentro de cada bloco. Os procedimentos estatísticos foram obtidos com auxílio do programa SAS 9.3. Os resultados foram submetidos a análise de variância e regressão, com graus de liberdade desdobrados em efeitos linear e quadrático. A produção de gases acumulada sofreu efeito linear negativo (P&lt;0,05) com o aumento dos níveis de inclusão dos óleos essenciais de citronela, ho wood, orégano e tomilho. A degradabilidade do substrato, a produção total de ácidos graxos de cadeia curta e a concentração de nitrogênio amoniacal não foram afetadas (P&gt;0,05) por nenhum dos tratamentos. As menores produções líquidas de metano estiveram associadas às menores produções acumuladas de gases, nas quais os óleos essenciais de orégano e de tomilho tiveram maior poder mitigador de metano em doses acima de 250 mg/l. Esses mesmos óleos essenciais (tomilho e orégano) mostraram ser os mais promissores para o uso em dietas de bovinos por apresentarem as maiores eficiências na mitigação da produção de metano sem afetar a degradação do substrato, sugerindo provável efeito inibitório sobre a população de arqueias metanogênicas. Na etapa II, os óleos essenciais de orégano e de tomilho foram avaliados através de um delineamento experimental em quadrados latinos 3x3 replicados com três períodos de 21 dias cada, no qual seis bovinos da raça Nelore foram alimentados com dieta total composta de 70% silagem de milho e 30% concentrado a base de milho e farelo de soja. Os óleos essenciais foram inclusos na dieta na quantidade de 3 ml por kg de concentrado. Foram mensurados o consumo, a digestibilidade aparente total (da MS, da FDN e da FDA), os parâmetros ruminais (pH, concentração de nitrogênio amoniacal e de ácidos graxos de cadeia curta) e a emissão de metano (através da técnica do gás traçador SF6). As análises estatísticas foram realizadas com auxílio do programa SAS 9.3, utilizando o procedimento MIXED. O efeito de tratamento foi separado pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. A inclusão dos óleos essenciais de orégano ou de tomilho na dosagem avaliada in vivo, não foi suficiente para promover mudanças significativas (P&gt;0,05) em nenhum dos parâmetros avaliados. / The objective of this study was to identify two out of 10 essential oils with the greatest capacity to mitigate methane emissions through an in vitro fermentation assay using ruminal microorganisms of Nellore cattle (Step I), and the subsequent impact of the use of these two essential oils as a nutritional strategy to mitigate methane emissions in vivo trial with Nellore cattle (Step II). In the step 1, it was evaluated through in vitro gas production technique the accumulated gas production, degradability, partitioning factor, ammoniacal nitrogen concentration, short chain fatty acid production and methane production, with the use of essential oils extracted from the following plants: anise (Illicium verum), citronella (Cymbopogon winterianus), clove (Eugenia caryophyllus), eucalyptus staigeriana (Eucalyptus staigeriana), eucalyptus globulus (Eucalytus globulus), ginger (Zingiber officinale), melaleuca (Melaleuca alternifolia), oregano (Origanum vulgare) and white thyme (Thymus vulgaris). All essential oils were tested in four doses; 0, 50, 250 and 500 mg / l of incubation solution. The experimental design was in randomized blocks, with four blocks, 10 treatments, four doses and two replicates within each block. The statistical procedures were done with the help of the SAS 9.3 program. The results were analyzed by analysis of variance and regression, with degrees of freedom unfolded in linear and quadratic. Accumulated gas production had a linear negative effect (P &lt;0.05) with increasing the inclusion level of the essential oils of citronella, ho wood, oregano and thyme. Substrate degradability, total short chain fatty acid production and ammoniacal nitrogen concentration were not affected (P&gt; 0.05) by treatments. The lower liquid methane yields were associated with lower accumulated gas production, in which oregano and thyme essential oils were the more potent at doses greater than 250 mg / l. These essential oils (thyme and oregano) were the most promising for use in cattle diets because they were the most effective for methane mitigation without affecting substrate degradation, suggesting a probable inhibitory effect on the methanogenic arqueas. In step II, the essential oils of oregano and thyme were evaluated through an experimental design in replicate 3x3 Latin squares with three periods of 21 days each, in which six Nellore cattle were distributed in the control, oregano oil and thyme oil treatments, were fed a total diet composed of 70% corn silage and 30% of concentrate based on ground corn and soybean meal. The essential oils were included in the diet 3 ml per kg of concentrate. Intake, total apparent digestibility (DM, NDF and ADF), ruminal parameters (pH, concentration of ammoniacal nitrogen and short chain fatty acids) and methane emission (through SF6 tracer gas) were measured. The inclusion of the essential oils of oregano or thyme in the dosage evaluated was not sufficient to promote significant changes (P&gt; 0.05) in any of the outcomes evaluated.