331 |
Respostes adaptatives sanguínies i musculars en condicions d’arribada limitada d’oxigenEsteva i Gras, Santiago 28 June 2010 (has links)
Un programa de quatre setmanes d'exposició intermitent a hipòxia hipobàrica (HHI) de quatre hores per sessió, s'ha demostrat com un estímul eficaç per induir hematopoesi en rata, influir de manera variable en l'efecte angiogènic de diversos músculs (miocardi, tibialis anterior i diafragma) i preservar la pèrdua de massa corporal. Quatre grups experimentals van ser estudiats: hipòxic, Post-hipòxic 20 dies, Post-hipòxic 40 dies i els seus corresponents Controls, els quals s’uniren en un sol grup en no diferir entre si. Degut a l’augment de massa eritrocitària, seria d’esperar un increment de la viscositat de la sang. Tot i que s’observà una tendència coherent, les propietats hemoreològiques no van ser substancialment alterades, quan es van comparar els quatre grups entre si. Es proposen certs mecanismes compensatoris com serien el descens de la viscositat del plasma i possibles canvis microreològics eritrocítics (deformació i agregació). Malgrat l'increment del volum d'eritròcits i hemoglobina, els índexs indicadors de transport d'oxigen van ser similars per als grups experimentals. Es van estudiar paràmetres histoquímics-morfomètrics (tipus de fibra, capil.larització, densitat de fibres musculars, etc.), bioquímics (enzim lactat deshidrogenasa, enzim citrat sintasa, mioglobina i proteïnes totals) i indicadors d'estrès oxidatiu (enzims CAT i SOD, i TBARS) per a cada un dels músculs a dalt esmentats.
Per contrastar els resultats obtinguts després d'aplicar el protocol HHI amb unes condicions d’hipoxèmia sostinguda, es va dissenyar un procediment d’anemització que provoqués també una limitació en el subministrament d'oxigen als teixits. Es va dissenyar aquest protocol amb l'objectiu de no sotmetre els animals als efectes deleteris que indueix la hipòxia hipobàrica crònica. S’estudiaren paràmetres histoquímics (tipus de fibra, capil.larització, densitat de fibres musculars, etc.) i bioquímics dels músculs soleus i extensor digitorum longus.
Una situació d'hipòxia provoca un estat d'estrès en la majoria d'animals que la pateixen. Per tal d’afrontar aquesta baixa disponibilitat d'oxigen, l'organisme desenvolupa respostes compensatòries per fer front a aquesta nova situació. D’aquesta manera, és capaç de dur a terme ajustaments fisiològics i morfològics per tal de mantenir un mínim nivell de metabolisme aeròbic durant aquestes condicions de transport limitat d'oxigen als teixits. Aquests ajustaments segueixen el principi de simmorfosi, mitjançant el qual la formació d'elements estructurals en els organismes animals s'orienta a aconseguir una reestructuració equilibrada amb l'objectiu d'adaptar-se a les noves situacions, però mai sense excedir els requeriments funcionals necessaris. En els nostres estudis aquest principi significaria que, les respostes perifèriques (hemàtiques i reològiques) i centrals (ventilació i control cardíac) induïbles per una situació hipòxica, han estat acompanyades d'uns ajustaments en el bescanvi de gasos i en la capacitat oxidativa, especialment en múscul esquelètic i miocardi. Després de dur a terme els nostres protocols HHI i d’anemització podem concloure que, els reajustaments fisiològics i morfològics desencadenats en les dues condicions, poden ser utilitzats com a procediments que permetin orientar aquestes respostes adaptatives cap a canvis transitoris o permanents. Tots aquests canvis fisiològics tindrien múltiples aplicacions en medicina de muntanya, de l'esport i en d’altres futures aplicacions biomèdiques. / An intermittent hypobaric hypoxia (IHH) program consisting of a daily 4-h sessions during four weeks of hypoxia exposure, has been proven as an effective stimulus to induce hematopoiesis in rats, influence in a variable way the angiogenic effect of various muscles (myocardium, tibialis anterior and diaphragm) and preserve the body mass loss. Four experimental groups were studied: hypoxic, post-hypoxic 20 days, post-hypoxic 40 days and their corresponding Controls. Due to the increase of red cell mass, an increase in blood viscosity would be expected. Although there was a consistent trend, the hemorheological properties were not substantially modified, when comparing the four groups. Some compensatory mechanisms are proposed such as the plasma viscosity decrease and microrheological erythrocyte changes. Despite the increase of volume of erythrocytes and hemoglobin, oxygen transport indicators rates were similar for the experimental groups. Histochemical, morphometric and biochemical parameters, as well as indicators of oxidative stress were studied for each muscle above mentioned. To compare the results obtained after applying the IHH protocol with sustained hypoxemia conditions, an anaemization procedure was designed to lead limitation in oxygen supply to tissues. This protocol was used in order to not submit the animals to the deleteric effects induced by chronic hypobaric hypoxia. Histochemical and biochemical parameters were also studied in soleus and extensor digitorum longus muscles.
Hypoxia is a stressful situation for most animals. To cope with the oxygen requirements, the organism is able to perform physiological and morphological adjustments to maintain a minimum level of aerobic metabolism under conditions of poor oxygen delivery to the tissues. These adjustments follow the symmorphosis principle, which states that structural elements are formed to satisfy functional requirements without excess. In our studies, this principle would mean that peripheral and central responses, induced by a hypoxic situation, have been accompanied by some adjustments in gas exchange and oxidative capacity. After conducting our protocols IHH and anemia, we conclude that physiological and morphological adjustments triggered in the two different conditions can be used as procedures to lead these adaptive responses to transient or permanent changes. All these physiological changes would have multiple applications in mountain and sport medicine, and in other future biomedical applications.
|
332 |
Developpement d'une technologie de puissance intelligente CMOS/DMOS immune au "latch-up" basée sur un concept de puits flottantPuig i Vidal, Manuel 09 June 1993 (has links)
RÉSUMÉ:Dans ce mémoire, nous avons proposé une méthodologie de conception originale basée sur un concept de puits flottant permettant de rendre immune au "latch-up" une technologie CMOS/DMOS de puissance intelligente basse tension (</=100V) et faible coût.Dans un premier chapitre, une étude du phénomene du "latch-up" dans une technologie CMOS en statique et en dynamique à l'aide d'un modéle analytique nous a permis de mettre en évidence les paramètres qui définissent la robustesse d'une structure inverseur CMOS contre le déclenchement du thyristor parasite et donc l'établissement du "latch-up".En statique, le courant de maintien sera d'autant plus élevé que les résistances de substrat R(S) et de puits R(W) seront plus faibles. Réduire ces résistances permettra donc d'éloigner les risques d'initialisation du "latch-up". L'utilisation d'un substrat épitaxié N+/N- sera donc conseillée pour minimiser la résistance de substrat R(S).En dynamique, les trois paramètres à prendre en compte sont: la pente du transitoire, "K", la durée du transitoire, "t(p)", et la capacité de jonction puits P(-) / substrat N(-)épitaxié, "C." Si la somme des efficacités d'injection des transistors bipolaires parasites est inférieure à l'unité, le "latch-up" ne peut pas s'établir. Par contre, si elle est supérieure i l'unité, une zone de sécurité vis vis du "latch-up" peut être clairement define à l'aide des trois paramètres précédents.Eviter le "latch-up" signifie se situer dans des conditions telles que le phénomène ne puisse pas s'établir. Une solution n'introduisant pas d'étapes technologiques supplémentaires a été proposée et analysée dans le cadre d'une technologie CMOS/DMOS de puissance intelligente dans un deuxième et troisième chapitre. Utiliser la proprieté d'auto-isolement de cette technologie associé à une méthodologie de conception destinée à améliorer l'auto-blindage offre une solution avec un compromis rendement-coût avantageux.L'originalité de la solution propoée réside dans le fait qu'elle utilise un concept de puits flottant dans une structure inverseur CMOS conservant de bonnes caractéristiques de transistor MOS et protégent efficacement contre l'établissement du "latch-up".La structure CMOS puits P définie comporte une diffusion supplémentaire P+ profonde qui ne rajoute aucune étape technologique puisqu'elle est réalisée en même temps que le puits P+ profond du VDMOS. Elle entoure le transistor NMOS dans le puits P laissé flottant et a la particularité de chevaucher la diffusion de source formant ainsi une diode Ni/P+. Cette diode joue le rôle de chemin basse impédance vers la masse pour l'évacuation des charges positives injectées dans le puits, tout en permettant à la tension du puits de flotter.L'efficacité de la protection contre le "latch-up" en statique et en dynamique a été démontré d'un point de vue théorique et validée expérimentalement grâce à un véhicule test sur silicium réalisé sur la base d'une technologie entièrement dévelopée au LAAS.Ces bonnes performances permettent de conclure que le concept original de puits flottant proposé est une solution efficace pour améliorer l'immunité au "latch-up" d'une technologie CMOS.Ces mesures expérirnentales ont également montré les bonnes performances électriques d'une technologie CMOS à puits P flottant convenablement protége. En effet, l'effet "kink" est rejeté vers des tensions drain-source suffisamment élevées (>5V) sur une grande gamme de températures 30-150ºC. La logique MOS, amenée à fonctionner à une tension d'alimentation de 5V, pourra donc fonctionner correctement avec un puits flouant protégé tout en offrant une bonne protection contre le déclenchement du "latch-up".Pour parfaitement montrer la faisabilité de l'application du concept de puits flottant I diverses technologies de puissance intelligente CMOS/DMOS auto-isolées, nous avons propose une methodologie de conception definissant précisément et sur des bases physiques des régles de dessin adaptées à ce nouveau concept. Le fait de laisser flotter le puits ne constitue donc pas une difficulté de conception dans la mesure où il est possible de quantifier ses paramètres régissant la fiabilité de la structure CMOS, et est donc tout à fait compatible avec les methodes de conception actuelles assistées par ordinateur.Ce concept peut également être mis à profit pour utiliser en toute sécurité le transistor bipolaire vertical parasite de la logique CMOS. Dans un quatrième chapitre, deux applications ont été envisagées: celle de la détection de température excessive et celle de la photodétection.L'originalité de ce détecteur de température repose sur la simplicité de la reálisation technologique basée sur une détection efficace du courant inverse de jonction dû à une température excessive de fonctionnement. Une structure originale basée sur un transistor bipolaire autopolarisé a été proposée, optimisée et validée sur silicium. Sa compacité permet un placement au plus près du transistor de puissance et donc une meilleure détection de la température réelle de ce dernier.L'application de photodétection étudiée et également validée sur silicium, présente l'originalité d'utiliser le collecteur comme surface de photogénération permettant ainsi d'optimiser séparément la partie bipolaire et celle de photogénération. Des valeurs de rendement de photogénération (0'75 électrons par photon) comparables i celles d'une structure standard ont été mesurées. Grâce à celle structure, une amélioration de la vitesse de réponse et de la densité d'intégration est obtenue. Deux applications ont été proposées en tenant compte de ces caractéristiques avantageuses: la vision artificielle basse résolution en temps réel et un photomètre auto-adaptatif large bande.Le concept d'intelligence dans les circuits de puissance a ouvert la voie i une nouvelle famille de circuits qui de la même manière que le microprocesseur devrait envahir notre environnement quotidien.Cependant, dans des nombreuses applications, le coût technologique associé à ce marriage puissance-petit signal a été un frein à l'utilisation de cette nouvelle famille de circuits malgré les performances offertes.Dans ce cadre, nous avons proposé une méthodologie de conception s'appuyant sur une technologie faible coût, à seulement 10 niveaux de masques, qui garantit une bonne immunité aux parasites. Sur la base de cette filière, de nombreuses applications à l'intelligence simple, c'est-à-dire contrôle de l'interrupteur de puissance, protections de base et diagnostic de pannes, sont envisageables dans des domaines tels que l'automobile, l'électroménager... Ce concept peut également être appliqué à des technologies plus complexes à isolement par jonction afin d'améliorer leur immunité aux parasites en dV/dt.Un autre point important de notre étude concerne l'application de ce concept aux technologies CMOS VLSI dans le but d'augmenter leurs performances par l'utilisation, pourcertaines fonctions, du transistor bipolaire parasite vertical sans avoir recours aux technologies BICMOS qui sont généralement coûteuses. / "A CMOS/DMOS Smart Power Technology Aimed to Improve Latch-up Immunity in a Floating Well Based Design Methodology"TEXT:In order to improve the latch-up immunity of a CMOS/DMOS technology, a low cost solution based on a floating well concept is proposed. The deep P+ diffusion inherent to a DMOS structure is used to realize a ring that surrounds the NMOS transistor in the P-well and slightly overlaps the source diffusion.A CMOS/DMOS technology was developed and a test vehicle designed and realized in the LAAS technology facilities. Improvements in both static and dynamic latch-up immunity with regard to standard CMOS structure are demonstrated by the experimental results. NMOS transistor analysis shows the deep P+ ring efficiency in evacuating parasitic currents and therefore, proper transistor performance.Two applications, photodetector and temperature detector, based on a floating well concept are also proposed and validated on a 2 micromycres CMOS technology within the framework of French MPC.
|
333 |
Aplicacions del CPTU en Geociències Marines: estudi de casos de la MediterràniaLafuerza, Sara 21 December 2009 (has links)
Aquesta Tesi Doctoral tracta de l'aplicació de l'assaig de penetració in situ (CPTU) en l'estudi de les propietats geotècniques i sedimentològiques del recobriment sedimentari a quatre ambients sedimentaris de la Conca Mediterrània: la plana deltaica del delta del Llobregat, la plataforma externa i el talús superior del Golf de Lleó i el talús balear del Canal d'Eivissa, a la Conca Mediterrània Occidental, i el ventall submarí del Nil, a la Conca Mediterrània Oriental.Aquest estudi es basa principalment en perfils de CPTU, altres assajos in situ com el piezòmetre i les diagrafies de pous, análisis sedimentològiques de mostres de sediment, anàlisis geotècniques de laboratori i dades geofísiques. La disponibilitat de dades a partir d'aquest ampli ventall de tècniques ha estat possible mercès a la col∙laboració amb la indústria destinada a la caracterització geotècnica dels fons marins. Els perfils de CPTU obtinguts a les seqüències sedimentàries investigades han permès reconèixer el gran potencial que té aquesta tècnica en la identificació del tipus de sediment i les seves propietats geotècniques.Els resultats obtinguts mostren que la resistència normalitzada i la ràtio de fricció proporcionades pels CPTU constitueixen paràmetres molt útils per al reconeixement de tendències granulomètriques. Més precisament, hom ha demostrat que la fricció constitueix un paràmetre molt útil en la detecció de variacions granulomètriques en seqüències formades per materials fins, com les del talús del Golf de Lleó. D'altra banda, els perfils de la seqüència deltaica del delta del Llobregat han mostrat que la resistència no corregida també pot ésser representativa d'alternances de materials fins i grollers.Hom ha estimat l'estat de consolidació pels tres cassos d'estudi del talús continental tot i aplicant la relació empírica basada en la relació entre la ràtio de sobreconsolidació, l'esforç de preconsolidació i l'esforç vertical efectiu. Mercès a aquesta aproximació hem vist que sota el nivell de sobreconsolidació aparent que la majoria de seqüències sedimentàries marines presenten, els sediments que no han estat afectats per processos de desestabilització solen presentar sobrepressió. On hi ha paquets de materials esllavissats, com al ventall submarí del Nil, els perfils de CPTU han permès identificar el grau de sobreconsolidació dels nivells reemmotllats. Aquesta sobrepressió respon a les condicions sedimentàries i estructurals de cada indret.Al Golf de Lleó, la sobrepressió està associada a nivells relativament més grollers i permeables en els que hom hi ha detectat la presència de gas. Es tracta de nivells condensats dipositats en períodes d'alt nivell eustàtic. Hom atribueix l'acumulació de gas en aquests nivells a la degradació de la matèria orgànica i/o a la migració ascendente de gas, com suggereix la presència d'un cràter d'escapament (pockmark) de grans dimensions a tocar del punt d'assaig. Hom associa la sobrepressió a episodis de disminució de la pressió hidrostàtica que causaren l'exsolució del gas acumulat principalment en aquests nivells condensats; exsolució que es produiria durant les fases de nivell eustàtic baix dels darrers 340 ka. En canvi, al talús balear del Canal d'Eivissa, hom associa la sobrepressió amb la presència de capes carregades de bombolles de gas, possiblement d'origen volcànic o hidrotermal.Aparentment, aquest gas s'acumulà preferentment en un nivell més groller i amb menor resistència a la cisalla (nivell feble o weak layer), tal i com ho indiquen el perfil corresponent i valors de sensitivitat molt elevats. Hom considera que aquests dos factors precondicionants (acumulació de gas i nivell feble) expliquen el desencadenament de l'esllavissament d'Ana, i el fet particular que allà on s'ha trobat erosió no hi ha sobrepressió, la qual cosa indicaria que la sobrepressió es dissipà per l'erosió associada a l'esllavissament. / The present PHD Thesis deals with the application of the in situ cone penetration test (CPTU) in the study of the physical and geotechnical properties of the sediment record at four sedimentary environments of the Mediterranean Basin: the Llobregat delta plain, the outer shelf and the upper slope of the Gulf of Lion in the western basin, and the Nile deep sea fan, in the eastern basin.This study is mainly focused on CPTU profiles, other in situ tests such as the piezometer and well logs, sedimentological analyses, laboratory geotechnical analyses and geophysical data. Data availability from such a wide range of tools is thanks to the collaboration with the industry focused on the seafloor geotechnical characterization. CPTU profiles acquired in the studied sedimentary sequences allowed recognizing the large potential of the CPTU in identifying sediment type and providing its geotechnical properties. Results obtained show that CPTU derived normalised resistance and friction ratio are the most reliable parameters when interpreting grain size trends.Particularly, we demonstrate that friction constitutes a promising parameter when dealing with fine‐grained sedimentary successions, as we found in the upper slope of the Gulf of Lion. Moreover, CPTU profiles in the sedimentary successions of the Llobregat Delta show that CPTU direct resistance measures can be very useful when interpreting heterogeneous sediments, such as coarse levels within fine‐grained sedimentary sequences.We have estimated the consolidation state for the three continental slope study cases by applying the empirical approximation which defined the overconsolidation ratio as the ratio between the preconsolidation pressure and the vertical effective stress. Thanks to this approximation we observe that the below the apparent overconsolidation that characterised marine sedimentary sequences the sediments that remain unaffected by instability processes are usually underconsolidated due to the existence of overpressure. Where slided materials occur, such as those we found in the Nile deep sea fan, CPTU profiles allowed identifying the overconsolidation ratio in the remoulded sediments. Overpressure is related to particular sedimentary and structural conditions of each study case. In the Gulf of Lion, overpressure is related to coarse‐grained levels where we identify gas. Such levels correspond to condensed layers that were deposited under high sea level conditions.We associate the gas accumulation in these levels to the organic degradation and/or an upward gas seepage, as suggested by the existence of a close pockmark. We link the overpressure to hydrostatic pressure diminutions causing gas exsolution during prolonged periods of sea level lowering of the last 340 kyr. In contrast, at the Balearic slope of the Eivissa Channel, we link overpressure to gas charging likely of volcanic or hydrothermal origin. Apparently, the gas was preferentially accumulated in a coarser layer in which the shear strength is lower (weak layer), as suggested by the corresponding profile and high values of sensitivity. We consider both features (gas charging and weak layer) the preconditioning for the Ana slide, as well as the fact that where erosion is found no overpressure is identified, thus suggesting that overpressure was locally dissipated by the slide.
|
334 |
Disseny i construcció d'un correlador òptic dual integrant les arquitectures de VanderLugt i de transformades conjuntesLabastida i Juan, Ignasi, 1970- 29 November 2000 (has links)
En aquesta tesi s'explica el treball de disseny i construcció d'un processador òptic que combina las dues arquitectures típiques de los muntatges de correlació òptica, la de VanderLugt i la de transformades conjuntes. Aquest correlador òptic dual utilitza pantalles de cristall líquid per mostrar les imatges, raó per la qual s'ha hagut de realitzar un procés de caracterització d'aquests dispositius optoelectrònics abans de ser utilitzats en els muntatges. Una altra característica del correlador final que s'ha construït és l'optimització de la longitud total mitjançant l'ús de parells de lents convergent-divergent, és a dir l'efecte teleobjectiu.En la primera part del treball s'ha realitzat un estudi genèric de les pantalles de cristall líquid analitzant-ne el funcionament i les configuracions de treball. Aquest estudi s'ha aplicat a les pantalles que s'empraran en els muntatges i que han estat extretes de videoprojectors comercials.Després d'analitzar els dispositius s'ha passat a analitzar els dos tipus d'arquitectures començant per la del correlador de transformades conjuntes amb el qual s'han realitzat diferents processos de reconeixement d'objectes. En aquests processos s'ha utilitzat un nou mètode amb el qual s'obté un únic terme de correlació centrat en el pla de sortida.Pel que fa al sistema de VanderLugt, s'han construït diversos muntatges de correlador convergent utilitzant la pròpia electrònica dels videoprojectors i una única targeta digitalitzadora o gràfica per controlar les pantalles. També s'ha proposat una variació del filtre de fase clàssic prenent només el valor absolut de la fase ja que les propietats de modulació d'algunes de les pantalles ho requerien.Finalment s'ha dissenyat el correlador òptic dual que combina las dues arquitectures tenint en compte els factors d'escala i amb l'objectiu d'utilitzar la mínima longitud requerida per la grandària de les imatges i els pixelats de les pantalles. S'ha realitzat una anàlisis matemàtica de tots els element implicats en les longituds del muntatge i els resultats obtinguts s'han adaptat al material disponible. Una vegada construït, s'han dut a terme diferents processos de correlació òptica amb ambdós sistemes per comprovar el funcionament del muntatge.Al final de la tesi s'apunta la feina que queda a realitzar per poder desenvolupar un processador òptic petit i ràpid per identificar objectes mitjançant qualsevol perspectiva. / The main target of this thesis has been the design and building of an optical processor to perform optical correlations combining the two classical architectures: the VanderLugt correlator and the joint transform correlator (JTC). This work can not be reduced to the optical design, therefore the study of the displaying systems, the optimisation of the total length of the correlation, the choice of the images, . have to be included. We have selected two different liquid crystal displays (LCDs), CGA and VGA ones, as displaying devices. First, we have analysed the LCD studying their operating behaviour. This study has been implemented to the panels that we have used in our optical set-up, which have been removed from commercial video projectors Once the display have been analysed, we have studied the two optical architectures we want to build. The first one has been the JTC. We have proposed a method to obtain a single centred correlation term using this correlator. This method has been tested successfully with two different kind of LCDs. After the JTC, we have designed a converging VanderLugt correlator where a single frame-grabber and a single electronics address the two required panels to display the images. Due to the poor performance of one of the LCDs (the VGA ones), we have had to adapt the classical phase-only filter to an only-positive phase filter.Finally we have designed the dual optical correlator optimising the total length of the system by using telephoto systems and choosing the required lenses. This calculus has been done taking into account the pixels of the panels and the size of the images used.This optical system has been built and we have carried out some experimental correlations showing good results. / NOTA IMPORTANT: L'autor d'aquesta tesi, exercint els seus drets, ha decidit divulgar-la mitjançant la llicència "Reconeixement 3.0 Espanya" de "Creative Commons", que caldrà matenir sempre en qualsevol ús que se'n faci.
|
335 |
Paper de la insulina i factors de creixement tipus insulina en la regulació del creixement i metabolisme en truita i oradaMontserrat Pulido, Núria 26 September 2006 (has links)
El present treball ha estudiat el paper de la insulina i els factors de creixement tipus insulina (IGFs) en el creixement i metabolisme de la truita ("Oncohrynchus mykiss") i l´orada("Spaurus aurata"). Per assolir aquest objectiu s´han realitzat experiments "in vivo" en ambdues espècies en les quals s´ha provocat una situació de creixement compensatori. Mitjançant la tècnica de RT-PCR real time s´ha analitzat l´expressió dels principals reguladors miogènics (miogenina, myoD), així com dels FGFs, miostatina, IGF-I e IGF-II, i de les dues isoformes del receptor d´IGF-I, durant el creixement compensatori de la truita irisada. De la mateixa manera s´ha estudiat la variació en els nivells de binding dels receptors d´insulina i d´IGF-I en la musculatura blanca durant aquest mateix fenomen. En l´orada s´ha estudiat el paper dels receptors d´insulina i d´IGF-I en la musculatura blanca, així com els valors plasmàtics d´insulina, i d´IGF-I durant els diferents períodes experimentals, igualment, s´ha analitzat la mobilització de les diferents reserves energètiques (lípid, proteïna i glicogen) en el múscul blanc i el fetge. Per a completar els nostres estudis in vivo, s´ha analitzat mitjançant la tecnica de RT-PCR real time i per primera vegadaen peixos, el patró d´expressió dels receptors d´hormona de creixement (GHRs) en la musculatura blanca i el fetge de truita irisada, així com l´expressió dels IGFs en ambdós teixits durant la realimentació de la truita irisada. Després de l´obtenció de nombrosos i novedosos resultats in vivo, es va procedir a la posada a punt d´un cultiu de cèl·lules musculars d´orada. En aquest sistema in vitro s´ha estudiat el paper de la insulina i dels IGFs en l´estimulació de les diferents vies de transducció de la senyal al llarg del cultiu. De la mateixa manera, s´ha estudiat el paper metabòlic d´aquests pèptids realitzant estudis de captació de glucosa i d´alanina en els diferents dies del cutliu. Per a confirmar els efectes d´aquests pèptids eren mediatitzats per la presència de receptors específics s´han realitzat estudis de binding per al receptor d´IGF-I en els diferents dies de cultiu i s´ha estudiat l´efecte de diferents inhibidors de les vies de transducció de la senyal al llarg del cultiu. / The aim of the present work is to study the role of insulin and insulin like growth factors (IGFs) on growth and metabolism processes in the rainbow trout ("Oncohrynchus mykiss") and in the gilthead sea bream ("Spaurus aurata"). The goal of this thesis has been assessed by means of "in vivo" experiments in both species evoking a situation of compensatory growth. By means of RT-PCR real time the expression profile of several important muscle regulators (miogenin, myoD), IGFs (IGF-I and IGF-II), fibroblast like growth factors (FGFs), myostatin and IGF-I receptor isoforms (a and b), has been analyzed during this situation in the rainbow trout. In the same manner the binding levels for IGF-I receptor has been studied under this conditions in this species.We have performed similar experiments using the gilthead sea bream. We have measured changes on insulin and IGF-I receptors in the white skeletal muscle, plasma levels of insulin, IGF-I and free fatty acids. In the same manner we have correlated this plasma changes with variations in body energy storages mobilization (lipids and glycogen). Our studies in vivo have been concluded analyzing as a first time in fishes, the time course expression profile of growth hormone receptors (GHRs)in both liver and muscle during refeeding, together with the analysis of the expression profile of IGFs in the same organs.After all the approximations in vivo we have developed a primary muscle cell culture in the gilthead sea bream. We have studied the role of insulin and IGFs in the stimulation in the main cell signalling pathways (AKT and MAPK). In the same manner, we have studied the metabolic role of these peptides analyzing both glucose and amino acid uptake among the different days of the cell culture. In order to confirm that all this mechanisms are mediated by IGF-I receptors, binding studies have been performed throughout the cell culture and the effect of several transduction pathways inhibitors has been also investigated.
|
336 |
Control de la miogènesi en peixos: Funcions de la miosina, l'IGF-II i els factors reguladors miogènicsCodina Potrony, Marta 19 June 2009 (has links)
El treball consta de 4 capítols diferents, dos dels quals ja han estat publicats en revistes científiques.El primer treball se centra en el paper d'una proteïna estructural del múscul, la cadena pesada de la miosina, en l'ensemblatge de les miofibril.les musculars. L'espècie escollida per l'estudi, el peix zebra, ofereix avantatges importants sobre altres ja que el seu desenvolupament és àmpliament conegut i existeix suficient informació genètica, amb eines moleculars ben dissenyades. Els resultats obtinguts indiquen un paper essencial de la cadena pesada de la miosina tipus 1 especìfica de mùscul vermell, ja que el seu knockdown implica l'alteració dels filaments gruixuts de miosina i prims d'actina del sarcòmer. Pel contrari, les línies M i els discs Z no resulten afectats, confirmant que aquestes estructures són determinades amb anterioritat a l'ensemblatge de l'actina i la miosina.En el segon capítol, s'examina el paper de l'IGF-II durant el procés de miogènesi en truita irisada, d'especial interès ja que les funcions de l'IGF-II en peixos teleostis difereix de la seva funció en mamífers. Per aquest estudi s'ha utilitzat el model de cultiu primari de cèl.lules musculars i s'ha analitzat el rol de l'IGF-II en processos com la proliferació cel.lular, captació de glucosa i activació de les principals vies de senyalització en múscul. Els resultats presentats indiquen que l'IGF-II poseeix efectes tant mitogènics com metabòlics en cèl.lules musculars de truita irisada i que aquests efectes són equivalents als trobats en resposta a l'IGF-I. Ambdós IGFs realitzen aquests efectes a través de les mateixes vies de senyalització intracel.lulars (MAPK i PI3K/Akt).El tercer treball està dedicat a la clonació i caracterizació d'un gen clau en el procés de miogènesi en orada, una espècie d'importància cabdal per l'aqüicultura del Mediterrani. En aquest capítol s'ha aïllat les seqüències del gen i del promotor de la miogenina, i s'han caracteritzat elements funcionals. A la vegada, s'ha determinat la seva expressió tissular i en embrions. S'ha vist que la seqüència de la miogenina d'orada comparteix elements reguladors amb les miogenines d'altres espècies, destacant el domini bHLH important per la dimerització de la molècula. El cDNA de miogenina és present tant en múscul blanc com en múscul vermell, i també en cèl.lules en desenvolupament. En embrions, la seva expressió segueix un patró anterio-posterior a mesura que les somites es van formant. L'anàlisi del promotor va revelar que els llocs d'unió a MEF2 i MEF3 són essencials per la seva especificitat muscular.El quart i darrer capítol intenta correlacionar l'expressió de diferents factors miogènics amb l'IGF-II. Aquesta expressió es va analitzar durant el procés de proliferació i diferenciació de les cèl.lules musculars en cultiu, així com en embrions en desenvolupament, mitjançant tècniques de PCR quantitativa i tècniques alternatives quan fou possible. En els embrions, el trànscrit de miogenina no es va detectar fins el començament de la miogènesi, i la màxima expressió es va trobar 27hpf. El patró d'expressió d'IGF-II suggereix una major importància durant la fase larvària. En cèl.lules musculars en cultiu, MyoD2 s'expressà principalment en la fase proliferativa, mentre que els nivells de miogenina van experimentar un increment durant la diferenciació. L'expressió d'IGF-II fou màxima en estadis primerencs, suggerint una major implicació en el procés de proliferació cel.lular. Els nivells de miostatina es van mantenir baixos durant tot el procés de diferenciació des de cèl.lules satèl.lit fins a miotubs. / The present work consists of four results chapters, two of which have already been published in peer-reviewed scientific journals. The first one deals with the role of a structural protein, myosin heavy chain, in the myofibrille assembly. The species chosen for the study offers important advantages over others as its development is very well characterised, an important volume of genetic resources is available as well as specialized molecular tools for developmental studies. In the second chapter, the role of IGF-II in trout myogenesis is examined. The topic is of special interest since IGF-II functions in teleost deviate from those known in mammals. Trout primary muscle cell cultures is an established experimental tool that ensures controlled experimental conditions for the study of physiological factors. Thus, taking advantage of existing methodology, a multi-faceted study was performed to reveal novel functions of IGF-II in muscle proliferation and differentiation in fish as well as the signal transduction system mediating these functions.The third chapter focuses on the generation on genomic tools and the study of myogenesis in the gilthead sea bream, an important species for Mediterranean aquaculture that reaches large final sizes. Myogenin is a crucial myogenic factor and the chapter follows all the way from the isolation of the promoter of the gene, characterization of functional elements to its expression in primary cell cultures and embryos. The fourth chapter brings together molecular players and physiological factors of myogenesis in sea bream in an attempt to correlate the expression of different myogenic factors and IGF-II levels. The expression of all factors was followed during proliferation and differentiation of muscle cell cultures as well as in developing embryos. Real-time RT-PCR methods were developed and a thorough study on the appropriate housekeeping gene to-be-used was conducted. Results were verified with alternative methods where possible.
|
337 |
Efecto de la dieta sobre los niveles plasmáticos de insulina y glucagon en trucha arco iris ("Oncorhynchus mykiss") y dorada ("Sparus aurata") y caracterización del transportador de glucosa de doradaRojas Meléndez, Pablo César 22 December 2005 (has links)
Se ha analizado el efecto de la composición de aminoácidos y el origen de la fuente de proteínas en las dietas sobre los niveles plasmáticos de insulina y glucagón en trucha arco iris y dorada. Tanto en trucha arco iris como en dorada, la alimentación con dietas basadas en los perfiles de aminoácidos esenciales de músculo determinaron parámetros de crecimiento de los animales muy próximos a peces que fueron alimentados con dietas diseñadas a partir del perfil de aminoácidos esenciales de la composición corporal. Independientemente de los perfiles de aminoácidos esenciales de las dietas (corporal o músculo), la variación del balance entre aminoácidos esenciales y no esenciales en la dieta (por el incremento del ácido glutámico), no afecto al crecimiento ni en trucha arco iris ni en dorada. En ambas especies, los niveles plasmáticos postprandiales de glucosa e insulina no presentaron variaciones en función del perfil de aminoácidos esenciales de la dieta, sin embargo, las dietas suplementadas con el ácido glutámico tuvieron un efecto estimulador menor en la secreción postprandial de la insulina, y que no alteraron los distintos parámetros de caracterización de los receptores de insulina en el músculo blanco. Los niveles de glucagón son más elevados en dorada que en trucha arco iris. La respuesta postprandial del glucagón a las dietas con diferentes perfiles y contenido de aminoácidos es distinta entre ambas especies. En trucha arco iris, la dieta con el perfil de aminoácidos esencial corporal posee un efecto secretor mayor sobre el glucagón postprandial que las dietas del perfil del músculo. Mientras en dorada, el perfil de aminoácidos esenciales de la dieta produce cambios menores en la secreción del glucagón a las 6 horas del postprandial y con un perfil inverso al de la trucha. En trucha arco iris, la similitud en los parámetros de crecimiento obtenidos con la dieta control y las de sustitución proteína animal por proteína vegetal nos indican que en nuestras condiciones de cultivo, se puede realizar un nivel de sustitución entre 50 y el 75 %. En la dorada, en nuestras condiciones experimentales de cultivo, los parámetros de crecimiento sugieren una adaptación menor que la trucha a la sustitución de proteína animal por proteína vegetal. En dorada, independientemente de la dieta suministrada, el tratamiento intraperitoneal con arginina estimuló la secreción de glucagón en mayor medida que la insulina, con un efecto final hiperglucémico, sin afectar los niveles circulantes de IGF-I. La dosis administrada de glucosa no alteró los niveles plasmáticos de dichas hormonas. En dorada, se ha obtenido un fragmento de ADN de 636 pb, que ha demostrado la existencia de un transportador de glucosa GLUT4 similar al descrito en otros peces, al que se ha denominado como saGLUT, y que se expresa en diversos tejidos principalmente en el músculo esquelético. En el músculo rojo de dorada se ha demostrado que la insulina aumenta los niveles de proteína del saGLUT. Mientras que en el músculo blanco, no se ha podido observar directamente ningún efecto de la insulina sobre el saGLUT. No obstante, la respuesta del saGLUT en el músculo blanco al tratamiento con glucosa y arginina sugiere la existencia de mecanismos de regulación de dicho transportador que necesitan de mayor estudio. / There has been analyzed the effect of the amino acids composition and proteins source in the diets on the plasmatic levels of insulin and glucagon in rainbow trout and gilthead seabream. So much in rainbow trout as in gilthead seabream, the nourishment with diets based on the essential amino acids profiles of muscle determined growth parameters of the animals very near to fish that were feed with diets designed from the essential amino acids profile of the corporal composition. Independently of the essential amino acids profiles of the diets (corporal or muscle), the variation of the balance between essential and not essential amino acids in the diet (for the increase of the glutamic acid), it do not affect the growth in rainbow trout and gilthead seabream. In both species, the plasmatic levels post-feeding of glucose and insulin variations did not present depending on the essential amino acids profile of the diet, nevertheless, the diets enriched with the glutamic acid had an effect minor in the secretion post-feeding of the insulin, and that did not alter the different parameters of characterization of the insulin receptors in the white muscle. The levels of glucagon are more raised in gilthead seabream that rainbow trout. The response post-feeding from the glucagon from the diets with different profiles and amino acids content is different between both species. In rainbow trout, the diet with the essential amino acids corporal profile possesses an effect secretor major on the glucagon post-feeding that the diets of the muscle profile. While in gilthead seabream, the essential amino acids profile of the diet produces minor changes in the glucagon secretion at 6 hours of the post-feeding and with an inverse profile to that of the trout. In rainbow trout, the similarity in the growth parameters obtained with the control diet and those of substitution animal protein for plant protein diets indicate us that in our conditions of culture, can be realized a level of substitution between 50 and 75 %. In the gilthead seabream, in our experimental conditions of culture, the growth parameters suggest a minor adjustment that the trout to the substitution of animal protein for plant protein in the diet. In gilthead seabream, independently of the given diet, the treatment with arginine stimulated the glucagon secretion in major measurement that the insulin, with a final effect hiperglucemic, without affecting the IGF-Is circulating levels. The dose administered of glucose did not alter the plasmatic levels of the above mentioned hormones. In gilthead seabream, DNA fragment of 636 pb has been obtained, that has demonstrated the existence of a glucose transporter GLUT4 similar to described in other fish, to which it has been named like saGLUT, and that expresses in tissues diverse principally in the skeletal muscle. In the red muscle of gilthead seabream there has been demonstrated that the insulin increases the protein levels of the saGLUT. Whereas in the white muscle, no effect of the insulin could have been observed directly on the saGLUT. Nevertheless, the response of the saGLUT in the white muscle to the treatment with glucose and arginine it suggests the existence of regulation mechanisms of the above mentioned carrier that need major study.
|
338 |
Estudi de l'excreció i estabilitat de prions en el medi.Maluquer de Motes i Porta, Carlos 29 March 2007 (has links)
Els prions són els agents causants de les encefalopaties espongiformes transmissibles: malalties amb un llarg període d'incubació associades a una neurodegeneració progressiva i letal, i la deposició d'una proteïna resistent a la degradació amb proteases coneguda com PrPres. L'aparició d'una nova malaltia humana (la variant de la malaltia de Creutzfeldt-Jakob) i la seva associació amb malalties priòniques animals com l'encefalopatia espongiforme bovina (EEB) ha produït en els últims anys un increment dels esforços i els estudis per al control i l'eradicació d'aquestes i d'altres malalties priòniques ja existents com la tremolor ovina o scrapie del bestiar oví. En aquest treball, s'ha avaluat per primera vegada el paper dels prions com a contaminants ambientals i el risc associat a la seva possible transmissió.En els escorxadors on es processen animals de risc i animals infectats per malalties priòniques existeix un risc associat al material infecciós (teixit cerebral, medul·la, nerviós) que s'aboca a les aigües residuals. Mitjançant la detecció d'adenovirus porcins i bovins per PCR niada en aquestes aigües es va determinar la presència de contaminació d'origen animal específica de bestiar boví i porcí. En les primeres, gràcies al desenvolupament d'un protocol basat en centrifugacions i detecció per western-blot, es va determinar l'existència de nivells inferiors a 2-4 µg de material infecciós en 15 ml d'aigua residual. D'acord amb els estudis d'infectivitat presents en bibliografia, aquestes dades equivalen a una presència inferior a 10-6-10-7 dosis letals 50 per via oral en humans.L'excreció de proteïnes priòniques per via fecal pot representar una entrada directa d'agents infecciosos en el medi. Un cop desenvolupat un mètode detecció basat en elució amb detergents i immunoprecipitació abans de la detecció per western-blot,es va determinar el patró d'excreció de prions en ratolins alimentats amb material infecciós i en ratolins en la fase terminal de la malaltia. En els darrers, els nivells es van mostrar indetectables, mentre que en els segons es van detectar prions 24-48 h post-administració. Aquestes dades indiquen la possibilitat d'una excreció de prions al medi en animals que ingereixen aliments contaminats. Considerant l'elevada resistència dels prions als processos inactivadors, es va determinar la persistència de la molècula de PrPres en el medi i, concretament, en medis vehiculars com l'aigua. Mitjançant un protocol de concentració per ultracentrifugació i detecció per western-blot, es va estimar el temps necessari d'inactivació del 90% i 99% (t90 i t99) de la PrPres associada a l'agent infecciós EEB i scrapie inoculats en aigua de mar, aigua residual urbana i d'escorxadors. Les t99 obtingudes per a EEB foren de 25 a 60 dies, aproximadament del doble en el cas d'scrapie. i 10 cops superiors en el cas de solucions fisiològiques. La pèrdua de l'activitat infectiva està essent valorada actualment mitjançant bioassajos murins. Les dades obtingudes en aquest estudi representen la primera valoració de la presència de proteïnes priòniques en el medi i de les seves possibles vies d'entrada, i suposen el desenvolupament de noves eines per al control del risc associat amb l'exposició als prions en el medi. / "Study of the excretion and stability of prions in the environment"TEXT:Prions are the causative agents of the transmissible spongiform encephalopathies: lethal diseases with long periods of incubation and associated to the deposition of a protease-resistant protein named PrPres. Concerns about the control and eradication of prion diseases increased with the identification of a new human disease (the variant of Creutzfeldt-Jakob disease) and its link with the bovine spongiform encephalopathy (BSE). This work evaluates for the first time the role of prion proteins as environmental contaminants, and the risk associated with its potential transmission.Slaughterhouses processing risky and infected animals may drain wastewaters containing infective tissues (brain, spleen, nervous tissues). By the detection of porcine and bovine adenovirus by nested-PCR protocols in these waters, it was determined the presence of pollution from porcine and bovine origin. After the development of a centrifugation-based western-blot method, the former was shown to contain less than 2-4 µg of infectious tissue per 15 ml of wastewater. According to published infectivity studies, these levels are equivalent to lower concentrations than 10-6-10-7 oral lethal dose 50 for humans. Prion excretion by the oral-fecal route may represent a direct input of infectious agents into the environment. A method based on elution with detergents, immunoprecipitation and western-blot detection was developed. Prion excretion was studied in terminally-sick infected mice and also on mice feed with infectious agents. The former show undetectable levels whereas the latter show prions 24-48 hours post-administration. Data presented could suggest a prion excretion in animals being feed with contaminated aliments.Considering the high resistance of prions to inactivating procedures, it was analyzed the persistence of PrPres molecules in the environment, especially in vehicular media such as water. By a protocol based on ultracentrifugation and western-blot detection, the time needed for the 90 and 99% inactivation (t90 and t99) of PrPres associated to BSE and scrapie agents inoculated in seawater, urban and slaughterhouse sewage. t99 values obtained were from 25 to 60 days for BSE, 2-fold higher for scrapie and 10-fold higher for physiological solutions. The loss of infectivity is currently being analyzed by murine bioassays. Data obtained in this study is the first evaluation of the presence of prion proteins in the environment and their potential routes of entrance, and represents the development of new tools for the control of the risk associated to the exposition to prions in the environment.
|
339 |
Síndrome de l'oli tòxic: contribució a la seva etiologia mitjançant estudis xenobioquímics del 3-(Nfenilamino)-1,2-propandiol, La / The toxic oil syndrome: contribution to its ethiology by xenobiochemical studies on 3-(N-phenylamino)-1,2-propanediolMartínez Cabot, Anna 10 January 2008 (has links)
Diferents estudis epidemiològics han indicat els derivats mono- i diesterificats del 3-(N-fenilamino)1,2-propandiol (PAP) com a biomarcadors de les partides d'oli de colza que van causar la síndrome de l'oli tòxic (SOT), una intoxicació que va tenir lloc a Espanya al 1981, i que va provocar més de 400 morts i va afectar a més de 20,000 persones. Aquests esters del PAP poden ser hidrolitzats per part de la lipasa pancreàtica humana donant lloc a PAP en un últim estadi. Per aquest motiu, els estudis de metabolisme, tant de primera com de segona fase, s'han centrat en aquesta molècula. Així, incubacions de PAP en presència de microsomes hepàtics han mostrat que el CYP450 és capaç de bioactivar aquest compost donant lloc al corresponent derivat 4'-hidroxilat com a principal metabòlit. Aquest fenol derivat del PAP, però, és força inestable i es pot tornar a oxidar donant lloc a una espècie iminoquinònica altament reactiva, i per tant, de potencial toxicitat. En presència de molècules amb un grup tiol lliure, com són el glutatió o l'N-acetilcisteïna, aquesta iminoquinona derivada del PAP pot formar els corresponents tio-conjugats mitjançant una addició de Michael. En aquest cas, els conjugats es poden tornar a oxidar donant lloc als corresponents derivats iminoquinònics, els quals, en presència de glutatió o N-acetilcisteïna formen bis- i tris-adductes, però en absència d'aquests tiols isomeritzen a la corresponent base de Schiff i posteriorment s'hidrolitzen per donar lloc als corresponents conjugats derivats del 4-aminofenol juntament amb gliceraldehid. Aquest comportament es podria extrapolar a d'altres derivats del 4-aminofenol que continguin un CH2 adjacent al residu anilínic. Aquest seria el cas d'un dels possibles metabòlits de la 3-(N-fenilamino)alanina (PAA), un dels contaminants presents en els lots d'L-triptòfan responsables de la síndrome de l'eosinofília-miàlgia (SEM), una altra intoxicació de característiques similars a la SOT que va tenir lloc l'any 1989 als Estats Units i que va afectar a més de 1500 persones. Així, s'ha demostrat que la PAA en presència de microsomes de fetge humà pot ser metabolitzada pel CYP450 donant lloc al corresponent derivat 4'hidroxilat, el qual es pot re-oxidar fàcilment per formar el corresponent intermedi iminoquinònic i donar lloc posteriorment al 4-aminofenol i a la formilglicina. Aquest fet estableix un nou vincle d'unió entre ambdues síndromes, no només a través de la generació d'un compost comú de coneguda toxicitat (4-aminofenol), sinó també mitjançant la generació d'espècies carboníliques que podrien representar un factor de risc addicional. / Toxic Oil Syndrome (TOS) was a massive food intoxication episode that occurred in 1981 in central and northern Spain, causing more than 400 deaths and affecting more than 20,000 people. TOS was attributed to the ingestion of a rapeseed oil that had been adulterated with aniline and illegally refined for human consumption. Epidemilogical investigations established the mono- and diester derivatives of 3-(N-penylamino)-propane-1,2-diol as biomarkers of the toxic oil. These PAP esters can be hydrolyzed by pancreatic lipase leading finally to PAP. For this reason, metabolism studies have been focused in this molecule. Thus, PAP incubations in presence of liver microsomes have shown the capacity of CYP450 to bioactivate this compound giving rise to the 4'-hydroxylated derivative as the main metabolite. However, this phenol derivative is unstable and can be re-oxidated leading a highly reactive, and potentially toxic, quinoneimine specie. In presence of molecules with a free thiol group, as glutathione or N-acetylcysteine, this quinoneimine derivative can forme the corresponding thio-conjugate. However, these conjugates can be re-oxidated giving rise to the corresponding quinenimine derivatives, which in presence of glutathione or N-acetylcysteine lead to bis- and tris-conjugates, but in absence of thiols can isomerize to the corresponding Schiff base and then be hydrolyzed to lead the corresponding 4-aminophenol conjugates and glyceraldehyde. This behaviour could be extrapolated to other species with a CH2 adjacent to the anilinic residue. This could be the case of one of the possible metabolites of 3-(N-phenylamino)-alanine (PAA), one of the contaminants present in the L-tryptophan batches responsible for Eosinophilia-Myalgia Syndrome (EMS), another similar intoxication that took place in 1989 in US and that affected more than 1500 people. Thus, it has been demonstrated that PAA in presence of human liver microsomes can be metabolized by CYP450 to give rise the corresponding 4'-hydroxy derivative, which can be re-oxidated leading the corresponding quinoneimine intermediate and then 4-aminophenol and formyl glycine. This fact provides support of a linkage between EMS and TOS, not only by the generation of a final common toxic compound (4-aminophenol), but also by the concomitant release of carbonyl especies that could represent an additional risk factor.
|
340 |
Theoretical Study of Phospholipid Membranes: the Complex Role of Cholesterol and Lipid UnsaturationMartínez-Seara Monné, Hector 07 May 2010 (has links)
The Doctoral dissertation titled “Theoretical Study of Phospholipid Membranes: the Complex Role of Cholesterol and Lipid Unsaturation” covers biological membrane modeling by means of molecular dynamics.
The main focus of the dissertation is to study the role of phospholipid unsaturation and cholesterol in animal cell membrane properties. In general, it aims to find the molecular mechanisms underlying naturally occurring phenomena, such as the preference displayed by nature for phospholipids with an unsaturated sn-2 chain where the double bond is placed in its middle. Significant results were obtained regarding the importance of the double bond position in phospholipidic membranes. We report that lipids with a double bond in the middle of their acyl chain present the largest capacity to induce disorder in the membrane. We also found that this effect is enhanced when the unsaturated acyl chain is attached to the sn-2 lipid.
Another important result obtained in this work is the explanation of the role of cholesterol as promoter of in-plane ordering due to its collective action over surrounding phospholipids. We report the natural preference of cholesterol to be placed in the second coordination shell in the membrane plane in respect to other cholesterols. In other words cholesterols do not like to be in direct contact with each other. This result strongly supports the umbrella theory. Additionally we found that cholesterols place themselves in respect to the others in a well-defined 3 fold symmetry pattern. The combination of these two features is likely responsible for the condensation effect, as the ordering of the lipid tails could be explained by their sandwiching between cholesterols.
These results, never reported before, shed light on the reasons behind the natural lipid selection and the mechanism underlying the well-known ordering effects of cholesterol which are largely controversial.
Final part of this Doctoral dissertation focuses on membranes that contain cardiolipins instead of cholesterol like the one present in the mitochondria. / L'objectiu principal d'aquesta tesi és estudiar el paper dels fosfolípids insaturats i del colesterol en les propietats de les membranes cel·lulars animals mitjançant dinàmica molecular clàssica. En general, s'han estudiat els mecanismes moleculars subjacents responsables de la preferència, dictada genèticament, per composicions lipídiques determinades en aquestes membranes. Per exemple, la preferència general pels fosfolípids insaturats amb un doble enllaç al mig de la cadena sn-2. Entre els resultats obtinguts destaquen les evidències trobades que justifiquen la importància de la posició del doble enllaç en els fosfolípids que constitueixen les membranes. S'ha observat que els fosfolípids insaturats amb un doble enllaç al mig de la cua presenten una major capacitat d'induir desordre en la membrana. Aquesta capacitat d'induir desordre es maximitza quan la cadena insaturada és la sn-2, posició genèticament afavorida.
Un altre resultat important obtingut en aquest treball és l'explicació del paper del colesterol com a promotor d'ordre en el pla de la membrana a causa de la seva acció col·lectiva sobre els fosfolípids circumdants. Hem constatat la preferència natural del colesterol per col·locar-se en la segona esfera de coordinació en relació amb els altres colesterols adjacents. En altres paraules, al colesterol no li agrada estar en contacte directe amb altres colesterols. Aquest resultat dóna suport a la teoria del paraigües. A més, s'ha trobat que els colesterols s'emplacen entre ells formant un patró dinàmic amb simetria trigonal. Aquest resultat no és gens intuïtiu tenint en compte la naturalesa fluïda del medi i que els colesterols no es troben en contacte directe. La combinació d'aquestes dues característiques justifica el conegut efecte de condensació dels colesterols: colesterols adjacents ordenen les cues fosfolipídiques aixafant-les entre ells.
Aquests resultats, fins ara desconeguts, aclareixen algunes de les raons existents darrere de la selecció natural dels lípids i els mecanismes responsables dels coneguts efectes de condensació que indueix el colesterol, que fins ara eren en gran mesura controvertits.
Per acabar, aquesta tesi doctoral dedica el seu darrer capítol a l'estudi de membranes que contenen cardiolípids en comptes de colesterol, com és el cas de la membrana mitocondrial.
|
Page generated in 0.0538 seconds