O exercício físico tem sido proposto como uma terapia não farmacológica eficaz para a prevenção e tratamento de neoplasias, com destaque ao câncer de cólon. O presente estudo visa investigar o papel da glândula pineal sobre carcinogênese colônica experimental de ratos submetidos ao exercício físico Dessa forma, propusemos investigar os biomarcadores colônicos de câncer, foco de cripta aberrante (FCA), antígeno nuclear de proliferação nuclear (PCNA), expressão de ciclooxigenase-2 (COX-2) e Caspase 3. Além de parâmetros oxidativos hepáticos de peroxidaçao lipídica e gluationa reduzida (GSH). O Estudo foi conduzido através dos grupos experimentais controle (C), luz contínua (L), Exercício (E) e luz contínua associada ao Exercício (LE) e os mesmos grupos expostos ao carcinógeno químico 1,2-Dimetilhidrazina (DMH). Exercício físico foi realizado pelo modelo de natação, 5 dias por semana durante 10 semanas. Após o periodo de treinamento, os animais foram sacrificados, sendo coletadas amostras de sangue e fígado e colón para análises. O estudo do fígado revelou uma significativa influência do DMH na modulação dos parâmetros oxidativos. Já as análises colônicas dos FCAs e do PCNA mostraram-se controlados pelo exercício físico realizado em condições de normais do ritmo circadiano ao passo que em condições de desbalanço fisiológico da glândula pineal pela exposição luz constante, esses mesmos efeitos foram revertidos em comparação ao demais grupos (LED>LD>D>ED=p<0.001), aumento este acompanhado pela redução dos níveis plasmáticos de melatonina neste grupo. Em conclusão, nossos dados alertam para a forte influência da glândula pineal sobre o complexo de adapatações do exercício físico no tecido colônico de ratos expostos a um carcinógeno químico. / Physical activity has been proposed as a nonpharmacologic therapy for the prevention and treatment of cancer patients, with emphasis on colon cancer. The current study aims to investigate the role of the pineal gland on experimental colon carcinogenesis in rats submitted to physical exercise. We proposed to analyze cancer colonics biomarkers, Aberrant Foci Crypt (ACFs), proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and Caspase-3, inflammation parameters cyclooxigenase-2 (COX-2) and liver oxidative enzymes reduced glutathione (GSH) and lipid peroxidation (MDA). Experimental design was constructed by control group (C), continuous light (L), exercise (E) and continuous light plus exercise (LE) and the same groups with chemical carcinogen 1,2 dimethyl-hydrazine (DMH). Exercise training groups were performed swimming exercise 5 d-wk1 for 10 wk. After training period rats were sacrificed. Blood samples and liver were collected to analyses and colon was processed for histological and immunohistochemistry examination. The study of the liver revealed a significant effect of DMH in the modulation of oxidative parameters. Since the analysis of colonic FCAs and PCNA were shown to be controlled by exercise carried out with a normal circadian rhythm while in conditions of physiological imbalance of the pineal gland by constant light exposure, these effects were reversed in comparison to other groups (LED> LD> D> ED = p <0.001), increase accompanied by reduced plasma levels of melatonin in this group. In conclusion, our data call attention to the strong influence of the pineal gland on the complex adaptations of physical exercise on colonic mucosa of rats exposed to a chemical carcinogen.

Tendo em vista que a radiação ultravioleta A (UVA) e a luz visível (VIS) apresentam alto potencial para gerar oxigênio singleto (1O2) e provocar estresse oxidativo, é importante buscar substâncias capazes de prevenir ou minimizar o impacto desse evento sobre a pele, já que atualmente, há poucos filtros solares orgânicos no mercado que oferecem ampla proteção contra a UVA I e não há filtros orgânicos que ofereçam proteção contra a luz VIS. Estudos da literatura indicam que alguns antioxidantes, tais como a apigenina (API), a crisina (CRI) e o beta-caroteno (BTC), podem neutralizar o 1O2 e apresentam potencial de uso na fotoproteção. Deste modo, o objetivo do presente projeto foi avaliar a segurança da API, da CRI e do BTC, por meio dos ensaios de fotoestabilidade, fotorreatividade e fototoxicidade, e também sua eficácia, através de ensaios para determinar a proteção contra a morte celular induzida pela fotossensibilização da melanina, que gera 1O2, e a proteção de membrana contra danos fotooxidativos. Inicialmente, foi avaliada a fotoestabilidade da API, da CRI e do BTC quando submetidos à radiação UVA e luz VIS, por meio de CLAE. A fototoxicidade das substâncias em estudo frente à radiação UVA e luz VIS, empregando-se cultura de fibroblastos (Balb 3T3 clone A31), de melanócitos (Melan-a) e de melanoma (B16F10) também foi realizada. Para avaliar a eficácia, o efeito da API, da CRI e do BTC sobre a viabilidade das células B16F10 com níveis basais de melanina e após indução da melanogênese, bem como seu efeito sobre a proteção de membrana em modelo mimético de lipossomas, foram avaliados frente à luz VIS. Os resultados do estudo de fotoestabilidade mostraram que os antioxidantes, isolados ou em associação, foram considerados fotoestáveis em ambas as faixas de radiação avaliadas (UVA/VIS e VIS). No estudo de fotorreatividade, a API, a CRI e a associação (API+CRI+BTC) se mostraram fracamente fotorreativas após exposição ao UVA/VIS. No entanto, na presença de VIS, nenhum dos compostos apresentou fotorreatividade. No estudo de fototoxicidade, foi observado potencial fototóxico após irradiação por UVA/VIS para a CRI, BTC e a associação (API+CRI+BTC) nas três linhagens celulares avaliadas. Já a API, não apresentou potencial fototóxico apenas no ensaio realizado com fibroblastos. Na faixa da luz VIS, o BTC apresentou potencial fototóxico nas três linhagens celulares avaliadas; entretanto, para os demais antioxidantes (API e CRI) e sua associação (API+CRI+BTC) houve variação na resposta entre as diferentes linhagens. Os resultados dos estudos para avaliação da eficácia mostraram que os antioxidantes foram capazes de proteger as células contra morte induzida pela fotossensibilização da melanina, sendo que o efeito da API foi superior ao da CRI e do BTC. No estudo de proteção de membrana apenas a API foi capaz de conferir proteção contra os danos fotooxidativos induzidos pela luz VIS. A investigação do potencial de uso da API, da CRI e do BTC na proteção contra a radiação UVA e luz VIS mostrou que o uso de tais antioxidantes e da sua combinação visando a fotoproteção da pele é mais seguro na faixa da luz VIS. Além disso, concluiu-se que API é o mais promissor entre os antioxidantes estudados em relação à segurança e à eficácia, e apresenta elevado potencial de uso na proteção contra a luz VIS. / Considering that ultraviolet A (UVA) radiation and visible light (VIS) present high potential to generate singlet oxygen (1O2) and cause oxidative stress, it is important to search for substances that are able to prevent or minimize the impact of such event on the skin, since currently, there are few organic UV-filters on the market that offer broad protection against UVA I and there is no organic UV-filter which provide VIS light protection. Previous studies showed that some antioxidants, such as apigenin (API), chrysin (CRI) and beta-carotene (BTC) can neutralize 1O2 and exhibit potential for use in photoprotection. Therefore, the aim of this study was to evaluate the safety of API, CRI and BTC, by performing photostability, photoreactivity and phototoxicity assays, and also its efficacy, through the determination of the protection against cell death induced by melanin photosensitization, which generates 1O2, and also the assessment of membrane protection against photooxidative damage. Firstly, API, CRI and BTC photostability was evaluated after exposure to UVA and VIS light by using HPLC. The phototoxicity of the antioxidants subjected to UVA and VIS light, using cultured fibroblasts (Balb 3T3 clone A31), melanocytes (melan-a) and melanoma (B16F10) was also performed. In order to assess efficacy, API, CRI and BTC effect on the viability of B16F10 cells with melanin basal levels and after melanogenesis induction as well as their effect on membrane protection using mimetic liposome model were evaluated after VIS light exposure. Results of photostability studies showed that the antioxidants, isolated or combined, were considered photostable in both ranges (UVA/VIS and VIS). In the photoreactivity study API, CRI and the combination (API + CRI + BTC) were considered weakly photoreactive after UVA/VIS exposure. However, in the presence of VIS light, none of the compounds exhibited photoreactivity. In the phototoxicity study, phototoxic potential was observed for CRI, BTC and the combination (API + CRI + BTC) after UV/VIS irradiation in the three studied cell lines. API showed no phototoxic potential only in the assay performed with fibroblasts. In the VIS range, BTC showed phototoxic potential in the three cell lines; however, for the other antioxidants (API and CRI) and their combination (API + CRI + BTC) there was variance in response among different cell lines. Efficacy studies showed that the studied antioxidants were able to protect cells from death induced by melanin photosensitization, and API effect was superior to that of CRI and BTC. In membrane protection study, only API provided protection against VIS photooxidative induced damage. The investigation of the potential use of API, CRI and BTC for protection against UVA and VIS light showed that the use of such antioxidants and their combination aiming skin photoprotection is safer in the VIS range. Furthermore, it was concluded that API is the most promising antioxidant regarding safety and efficacy and presents high potential for use in protection against VIS light.

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Orientador: José Luiz Stape / Coorientador: Tatiane Maria Rodrigues / Banca: Magali Ribeiro da Silva / Banca: Aline Redondo Martins / Mestre

Orientador: Dirlei Antonio Berto / Coorientador: Marcos Livio Panhoza Tse / Banca: José Roberto Sartori / Banca: Angélica Simone Cravo Pereira / Resumo: O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos do aumento do nível de triptofano na dieta de leitões desmamados submetidos a diferentes programas de luz. Foram utilizados 72 leitões desmamados aos 21 dias de idade (peso inicial de 6,6+ 2,33 kg). O delineamento experimental foi o de blocos casualisados com 24 dias de duração em esquema fatorial 2 x 2 (PL: 12 ou 23h de luz/dia e dois NT digestível: 2,6 ou 5,2 g de L-Trp / kg de ração pré-inicial 1 (0-14 dias) e de 2,4 ou 4,8 g de L-Trp / kg na dieta pré-inicial 2 (15-24 dias), com 6 repetições e 3 animais por parcela. Foram avaliados o desempenho, glicemia, perfil plasmático do cortisol e comportamento dos animais. A glicose no sangue foi determinada nos dias 0 e 24, e o cortisol nos dias 0 e 8. O comportamento foi observado nos dias 2, 9, 16 e 23. Não houve interação entre PL e NT sobre desempenho e glicose. Nos períodos de 0-14 e 0-24 dias, os tratamentos não influenciaram o ganho diário de peso, consumo diário de ração e glicose no sangue, enquanto que a conversão alimentar melhorou (P<0,05) apenas no período de 0-14 dias para os animais que receberam 12 horas de luz/dia. Os tratamentos não influenciaram a frequência do comportamento "em movimento", entretanto houve interação entre PL e NT para o cortisol plasmático, frequência dos comportamentos "ócio" e "alimentar". Leitões que receberam o maior NT apresentaram menor nível de cortisol plasmático (P<0,05), menor comportamento "alimentar" (P<0,05) e maior comportamento "ócio" (P<0,05) em relação aos animais que receberam NT normal quando submetidos ao PL de 23 horas de luz/dia. O uso de PL de 23h de luz/dia não é indicado, entretanto, quando este manejo for adotado o maior nível de triptofano na dieta ... / Abstract: The objective of the present study was to avaluate the effects of light programs (LP) and tryptophan levels (TL) in the diet on performance, blood glucose, plasma profile of cortisol and behavior. A total of 72 piglets weaned at 21 days of age (starting weight 2.33 kg 6,6±) was used. The experimental design was randomized blocks with 24 days duration in a factorial 2 x 2 (LP 12 or 23h light / day and two digestible TL: 2.6 or 5.2 g of L-Trp / kg diet on pre-starter 1 (0-14 days) and 2.4 or 4.8 g of L-Trp / kg diet on prestarter 2 (15-24 days), with 6 repetitions and 3 animals per pen. Glucose blood was determined on d 0 and 24, and cortisol on d 0 and 8. The behavior was observed on d 2, 9, 16 and 23. No effects of PL and NT interaction were observed on performance and blood glucose. In periods of 0- 14 and 0-24 days, the treatments did not influence the daily weight gain, daily feed intake and blood glucose, while feed conversion improved (P <0.05) only in the period of 0-14 days for piglets receiving PL 12h light / day. Treatments did not influence the frequency of "moving" behavior, however there was interaction between PL and NT for plasma cortisol, frequency of "feeding" and "lying" behavior. Piglets that received high NT had lower plasma cortisol level (P <0.05), lower "feeding" behavior (P <0 .05) and increased "lying" behavior (P <0.05) compared to animals that received normal NT when subjected to PL 23 hours light / day. The PL 23h light / day isn't indicated for piglets, but when this happen, highest tryptophan level in the diet is recommended. / Mestre

Plastids are organelles responsible for several essential aspects for plant development, like photosynthesis, nitrogen assimilation and synthesis of several compounds of secondary metabolism. Chloroplasts differentiation and activity are highly regulated by light, and several proteins and mechanisms involved in these processes have been characterized. The GOLDEN 2-LIKE (GLK) transcription factors controls the expression of several genes related to photosynthesis, plastid biogenesis and maintenance. Solanum lycopersicum genome harbors two copies of this gene, SlGLK1 and SlGLK2 and, although they are functionally redundant, their expression pattern is different, once SlGLK1 predominates in leaves, while only SlGLK2 is expressed in fruit, precisely at the pedicel region. During tomato domestication, selection for varieties that ripened evenly resulted in the fixation of uniform ripening mutation (Slglk2) in most cultivated varieties, resulting in alterations in fruit metabolic composition. In this context, the objective of this work was to functionally characterize SlGLK2 gene aiming to understand in which way phytochrome mediated light and phytohormones, particularly auxins and cytokinins, regulates this gene expression, and how SlGLK2 presence affects fruit nutritional quality. To achieve this, a detailed transcriptional profile of SlGLK2 was performed in fruits of wild plants, Slglk2 mutant and plants deficient for light perception or hormonal signaling. The effect of SlGLK2 over nutritional quality was evaluated by characterizing carbon and vitamin E metabolism. Additionally, reporter protein GUS activity was quantified in transgenic plants that express uidA gene under control of promoters responsive to cytokinins or auxins in SlGLK2 or Slglk2 genotypes, to analyze if hormonal activity is affected by SlGLK2 presence. Finally, in order to verify if the presence of SlGLK2 is sufficient to reverse the chlorotic phenotype of the mutant aurea, promoting the differentiation and plastidial maturation even in the absence of functional phytochromes, transgenic lines were generated by overexpressing the SlGLK2 gene on aurea-Slglk2 genetic background. The integrated data analysis allowed us to conclude that the content of soluble sugars and vitamin E correlate with the expression of SlGLK2, that the expression of SlGLK2 is repressed by auxins, that SlGLK2 positively participates in the signaling of cytokinins, and that its overexpression partially reverts the phenotype of the aurea-Slglk2 mutant fruits. The results obtained in this work contributes to a better understanding of the regulatory network that interconnects SlGLK2 gene, phytohormones and light, promoting the plastidial activity and consequently, determining the nutritional quality of the tomato fruit, an important component of the human diet / Os plastídios são organelas responsáveis por diversos aspectos essenciais do desenvolvimento das plantas como a fotossíntese, assimilação de nitrogênio e síntese de diversos compostos do metabolismo secundário. A diferenciação e atividade dos cloroplastos são altamente reguladas pela luz, e diversas proteínas e mecanismos envolvidos nestes processos têm sido caracterizados. Os fatores de transcrição GOLDEN 2-LIKE (GLKs) controlam a expressão de diversos genes relacionados à fotossíntese, biogênese e manutenção plastidial. Solanum lycopersicum possui duas cópias desses genes, SlGLK1 e SlGLK2 e, embora sejam funcionalmente redundantes, seu padrão de expressão é diferente, uma vez que SlGLK1 predomina nas folhas ao passo que SlGLK2 é expresso apenas nos frutos, mais precisamente na região pedicelar. Durante o processo de domesticação do tomateiro, a seleção de variedades de amadurecimento uniforme resultou na fixação da mutação uniform ripening (Slglk2) na maioria das variedades cultivadas, resultando em mudanças na composição metabólica dos frutos. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo geral caracterizar funcionalmente o gene SlGLK2 visando compreender de que forma a luz (mediada por fitocromos) e os fitormônios (particularmente citocininas e auxinas), regulam a expressão deste gene e como a presença de SlGLK2 afeta a qualidade nutricional dos frutos. Para isso, foi realizado um detalhado perfil transcricional de SlGLK2 em frutos de plantas selvagens, Slglk2 mutantes e deficientes para a percepção luminosa e para a sinalização hormonal. O efeito de SlGLK2 sobre a qualidade nutricional foi avaliado caracterizando o metabolismo de carbono e de vitamina E. Adicionalmente, foi quantificada a atividade da proteína repórter GUS em plantas transgênicas que expressam o gene uidA sob controle de promotores responsivos a citocininas ou auxinas em plantas com genótipo SlGLK2 ou Slglk2 para analisar se a atividade hormonal é afetada pela presença de SlGLK2. Finalmente, com o intuito de verificar se a presença de SlGLK2 é suficiente para reverter o fenótipo clorótico do mutante aurea, promovendo a diferenciação e maturação plastidial mesmo na ausência de fitocromos funcionais, foram geradas linhagens transgênicas sobreexpressando o gene SlGLK2 em fundo genético aurea-Slglk2. A Análise dos resultados permitiu concluir que o conteúdo de açúcares solúveis e vitamina E correlacionam com a expressão de SlGLK2, que a expressão de SlGLK2 é reprimida por auxinas, que SlGLK2 participa positivamente da sinalização de citocininas, e que a sua sobreexpressão reverte, parcialmente, o fenótipo dos frutos da mutante aurea-Slglk2. Os resultados obtidos nos levam a uma melhor compreensão da rede regulatória que interconecta o gene SlGLK2, os fitormônios e a luz promovendo a atividade plastidial e, por consequência, determinando a qualidade nutricional dos frutos de tomateiro, importante componente da dieta humana

Orientador: Alex Gomes Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2010

Orientador: Sinclair Mallet Guy Guerra / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2012

Orientador: Federico Bernardino Morante Trigoso / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2012

Orientador: Prof. Dr. Luciano Soares da Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / A preparação de campos ópticos com propriedades estritamente quânticas é um requisito essencial de protocolos de Informação e Computação Quântica. Dentre as possíveis realizações experimentais, o uso de sistemas atômicos como meio não-linear e variáveis contínuas da luz como transmissor tem recebido atenção na comunidade científica devido as inúmeras manifestações de efeitos quânticos que podem ser obtidos da interação entre luz e átomos. Mostramos aqui, no caso de um sistema atômico opticamente fino de dois níveis com degenerescência Zeeman interagindo com um campo clássico, a geração de estados exibindo compressão de ruído e emaranhamento nos graus de liberdade de polarização. Partindo da equação de Langevin para a interação com um reservatório Markoviano e da interação intra-sistema do tipo dipolo elétrico, resolvemos a evolução temporal do operador densidade e calculamos o espectro de potência para as variáveis de polarização, mostrando a viabilidade deste sistema para geração de luz com as características não-clássicas citadas acima. Evidenciamos que o surgimento destas características depende fortemente da relação entre o momento angular total do nível excitado e fundamental; em especial, para o caso da transição F = 0 para F = 1, há aproximadamente 5:5% de compressão de ruído em cada polarização e uma violação de 1:3% no critério de emaranhamento de Duan-Giedke-Cirac-Zoller (DGCZ). Na parte experimental, apresentamos a caracterização de um laser Titânio-Safira, do sistema de detecção e a montagem experimental de um esquema para geração destes estados de luz no laboratório. / The preparation of optical fields with strictly quantum properties is an essential requirement for several Quantum Computation and Quantum Information protocols. Among the tangible experimental realizations, the use of atomic ensembles as non-linear media and continuous variables of light as transmitter has received atention in the scientific community due to many quantum phenomena that can be reached with this matter-light interaction. We show here, in the case of an optically thin two level atomic ensemble (including its complete Zeeman degeneracy) interacting with a classical field, the generation of states exhibiting squeezing and entanglement in the polarization degree of freedom. Starting from the Langevin equation for a Markovian thermal reservoir and electric dipole interaction between the atoms and the driving radiation, we solved the Liouville-von Neumann equation for the density operator in the Liouville space and calculated the power spectra to the polarization variables, showing the system¿s feasibility to generate light with the nonclassical properties mentioned above. As our main result, we point out that these characteristics strongly depend on the ground and excited total angular momentum relation; in particular, working on a F = 0 to F = 1 transition, there is 5:5% of squeezing in each polarization state and 1:3% violation of the DGCZ (Duan-Giedke-Cirac-Zoller) entanglement criterion. In the experimental section, we present the characterization of a Ti:Sapphire laser, of the detection scheme and the apparatus employed for a future experimental generation of these light states.