Introdução: Os inibidores de bomba de prótons (IBP) são medicamentos muito usados e estão indicados no tratamento de doenças pépticas. São drogas consideradas seguras, com pouca incidência de efeitos adversos. Entretanto há relatos recentes de séries de caso associando uso de IBP e deficiência de magnésio. O magnésio é um cátion de grande importância em diversos processos bioquímicos e a sua homeostase é regulada pela absorção intestinal, metabolismo ósseo e excreção renal. Objetivos: Devido ao pouco conhecimento atual em relação à associação entre hipomagnesemia e o uso crônico de IBP, o objetivo deste trabalho foi determinar a prevalência deste distúrbio eletrolítico e seus fatores associados em pacientes internados em duas equipes de Medicina Interna do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Métodos: O estudo consistiu em um corte-transversal. Amostras de sangue e urina foram coletadas no período da manhã, após pelo menos 4 horas de jejum. Dados, tais como, idade, sexo, uso de IBP, hora e indicação de uso de IBP, o uso de outras medicações, e co-morbidades foram obtidos dos prontuários médicos. Pacientes com diarréia ou vômito, uso crônico de álcool, diabetes mellitus descompensado foram excluídos. Pacientes com uso crônico de laxantes, diuréticos e outras drogas relacionadas com a deficiência de magnésio, tais como a anfotericina B, aminoglicosídeos, e ciclosporina, também foram excluídos.Resultados: De setembro de 2010 a Junho de 2011 cerca de 800 pacientes foram admitidos na ala de emergência da medicina interna. Destes, 635 pacientes tinham critérios de exclusão, 14 pacientes se recusaram a participar, então 151 pacientes foram incluídos no estudo. Todos os pacientes tinham níveis normais de magnésio no soro. Não houve diferença entre a média dos níveis séricos de magnésio homens e mulheres. Não houve correlação entre a idade, níveis séricos de fósforo e potássio, com níveis séricos de magnésio. Albumina, creatinina, e cálcio foram positivamente correlacionados com níveis séricos de magnésio. Após a regressão linear múltipla, apenas os níveis séricos de albumina e creatinina foram independentemente associados com níveis séricos de magnésio. Quando a fração excrecional de Mg (FEMg) foi calculada após a exclusão dos pacientes que tinham níveis de creatinina sérica maiores que 1.3mg/dl, a média FEMg foi maior em usuários do PPI quando comparado com os outros pacientes apesar de magnésio no soro significa níveis foram semelhantes entre os grupos. Conclusão: A prevalência de hipomagnesemia foi menor do que a observada anteriormente. Isto pode ser devido aos critérios de exclusão deste estudo, que retirou pacientes com comorbidades, ou uso de drogas, comumente associados a hipomagnesemia. Os dados deste estudo mostraram que a associação entre uso IBP e hipomagnesemia é incomum, podendo ser devido a defeitos congênitos no metabolismo de magnésio, que em situações normais podem ser superados pelo organismo, mas na presença do IBP se torna evidente. Os mecanismos através dos quais esse efeito ocorre permanecem obscuros. As limitações deste estudo incluem a falta de um instrumento para medir a adesão ao uso do IBP e o tamanho da amostra. Nenhum paciente apresentou níveis baixos de magnésio, sugerindo que, para permitir o cálculo da prevalência desse efeito adverso, faz-se necessária uma amostra maior. / Background: Proton pump inhibitors (PPIs) are widely used and are indicated in the treatment of peptic diseases. They are considered safe, with low incidence of adverse effects. However there are recent reports of case series involving the use of PPI and magnesium deficiency. Magnesium is a cation of great importance in many biochemical processes and its homeostasis is regulated by intestinal absorption, bone metabolism and renal excretion. Objectives: Due to the limited knowledge regarding the association between hypomagnesemia and chronic use of PPIs, the objective of this study was to determine the prevalence of electrolyte disturbances and associated factors among hospitalized patients in two teams of Internal Medicine, Hospital de Clinicas de Porto Alegre (HCPA). Methods: A cross-sectional study was designed. Blood and urine samples were collected in the morning, after at least 4 hours of fasting. Data such as age, sex, use of PPIs, time and indication for use of PPIs, the use of other medications, and comorbidities were obtained from medical records. Patients with diarrhea or vomiting, chronic alcohol use, uncompensated diabetes mellitus were excluded. Patients with chronic use of laxatives, diuretics and other drugs related to magnesium deficiency, such as amphotericin B, aminoglycosides, and cyclosporine, were also excluded.Resultados: From September 2010 to June 2011 about 800 patients were admitted to the emergency ward of internal medicine. Of these, 635 patients had exclusion criteria, 14 patients refused to participate, so 151 patients were included in the study. All patients had normal levels of serum magnesium. There was no difference between the mean serum magnesium levels of men and women. There was no correlation between age, serum phosphorus and potassium levels with serum magnesium levels. Albumin, creatinine, and calcium were positively correlated with serum magnesium. After multiple linear regression analysis, only serum albumin and creatinine were independently associated with serum magnesium. When the fractional excretion of Mg (FEMg) was calculated after exclusion of patients who had serum creatinine greater than 1.3mg/dl, mean FEMg was higher in the PPI users compared with the non-users, although mean serum magnesium levels were similar between groups. Conclusion: The prevalence of hypomagnesemia was lower than that observed previously. This may be due to the exclusion criteria of this study that withdrew patients with comorbidities, or use of drugs, often associated with hypomagnesemia. Data from this study showed that the association between PPI use and hypomagnesemia is uncommon and may be due to defects in the metabolism of magnesium, which in normal situations can be overcome by the body but in the presence of IBP becomes evident. The mechanisms by which this effect occurs remain unclear. Limitations of this study include the lack of an instrument to measure adherence to the use of PPI and the sample size. No patient had low levels of magnesium, suggesting that, to allow the calculation of the prevalence of this adverse effect, it is necessary a larger sample.

Introdução: Os inibidores de bomba de prótons (IBP) são medicamentos muito usados e estão indicados no tratamento de doenças pépticas. São drogas consideradas seguras, com pouca incidência de efeitos adversos. Entretanto há relatos recentes de séries de caso associando uso de IBP e deficiência de magnésio. O magnésio é um cátion de grande importância em diversos processos bioquímicos e a sua homeostase é regulada pela absorção intestinal, metabolismo ósseo e excreção renal. Objetivos: Devido ao pouco conhecimento atual em relação à associação entre hipomagnesemia e o uso crônico de IBP, o objetivo deste trabalho foi determinar a prevalência deste distúrbio eletrolítico e seus fatores associados em pacientes internados em duas equipes de Medicina Interna do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Métodos: O estudo consistiu em um corte-transversal. Amostras de sangue e urina foram coletadas no período da manhã, após pelo menos 4 horas de jejum. Dados, tais como, idade, sexo, uso de IBP, hora e indicação de uso de IBP, o uso de outras medicações, e co-morbidades foram obtidos dos prontuários médicos. Pacientes com diarréia ou vômito, uso crônico de álcool, diabetes mellitus descompensado foram excluídos. Pacientes com uso crônico de laxantes, diuréticos e outras drogas relacionadas com a deficiência de magnésio, tais como a anfotericina B, aminoglicosídeos, e ciclosporina, também foram excluídos.Resultados: De setembro de 2010 a Junho de 2011 cerca de 800 pacientes foram admitidos na ala de emergência da medicina interna. Destes, 635 pacientes tinham critérios de exclusão, 14 pacientes se recusaram a participar, então 151 pacientes foram incluídos no estudo. Todos os pacientes tinham níveis normais de magnésio no soro. Não houve diferença entre a média dos níveis séricos de magnésio homens e mulheres. Não houve correlação entre a idade, níveis séricos de fósforo e potássio, com níveis séricos de magnésio. Albumina, creatinina, e cálcio foram positivamente correlacionados com níveis séricos de magnésio. Após a regressão linear múltipla, apenas os níveis séricos de albumina e creatinina foram independentemente associados com níveis séricos de magnésio. Quando a fração excrecional de Mg (FEMg) foi calculada após a exclusão dos pacientes que tinham níveis de creatinina sérica maiores que 1.3mg/dl, a média FEMg foi maior em usuários do PPI quando comparado com os outros pacientes apesar de magnésio no soro significa níveis foram semelhantes entre os grupos. Conclusão: A prevalência de hipomagnesemia foi menor do que a observada anteriormente. Isto pode ser devido aos critérios de exclusão deste estudo, que retirou pacientes com comorbidades, ou uso de drogas, comumente associados a hipomagnesemia. Os dados deste estudo mostraram que a associação entre uso IBP e hipomagnesemia é incomum, podendo ser devido a defeitos congênitos no metabolismo de magnésio, que em situações normais podem ser superados pelo organismo, mas na presença do IBP se torna evidente. Os mecanismos através dos quais esse efeito ocorre permanecem obscuros. As limitações deste estudo incluem a falta de um instrumento para medir a adesão ao uso do IBP e o tamanho da amostra. Nenhum paciente apresentou níveis baixos de magnésio, sugerindo que, para permitir o cálculo da prevalência desse efeito adverso, faz-se necessária uma amostra maior. / Background: Proton pump inhibitors (PPIs) are widely used and are indicated in the treatment of peptic diseases. They are considered safe, with low incidence of adverse effects. However there are recent reports of case series involving the use of PPI and magnesium deficiency. Magnesium is a cation of great importance in many biochemical processes and its homeostasis is regulated by intestinal absorption, bone metabolism and renal excretion. Objectives: Due to the limited knowledge regarding the association between hypomagnesemia and chronic use of PPIs, the objective of this study was to determine the prevalence of electrolyte disturbances and associated factors among hospitalized patients in two teams of Internal Medicine, Hospital de Clinicas de Porto Alegre (HCPA). Methods: A cross-sectional study was designed. Blood and urine samples were collected in the morning, after at least 4 hours of fasting. Data such as age, sex, use of PPIs, time and indication for use of PPIs, the use of other medications, and comorbidities were obtained from medical records. Patients with diarrhea or vomiting, chronic alcohol use, uncompensated diabetes mellitus were excluded. Patients with chronic use of laxatives, diuretics and other drugs related to magnesium deficiency, such as amphotericin B, aminoglycosides, and cyclosporine, were also excluded.Resultados: From September 2010 to June 2011 about 800 patients were admitted to the emergency ward of internal medicine. Of these, 635 patients had exclusion criteria, 14 patients refused to participate, so 151 patients were included in the study. All patients had normal levels of serum magnesium. There was no difference between the mean serum magnesium levels of men and women. There was no correlation between age, serum phosphorus and potassium levels with serum magnesium levels. Albumin, creatinine, and calcium were positively correlated with serum magnesium. After multiple linear regression analysis, only serum albumin and creatinine were independently associated with serum magnesium. When the fractional excretion of Mg (FEMg) was calculated after exclusion of patients who had serum creatinine greater than 1.3mg/dl, mean FEMg was higher in the PPI users compared with the non-users, although mean serum magnesium levels were similar between groups. Conclusion: The prevalence of hypomagnesemia was lower than that observed previously. This may be due to the exclusion criteria of this study that withdrew patients with comorbidities, or use of drugs, often associated with hypomagnesemia. Data from this study showed that the association between PPI use and hypomagnesemia is uncommon and may be due to defects in the metabolism of magnesium, which in normal situations can be overcome by the body but in the presence of IBP becomes evident. The mechanisms by which this effect occurs remain unclear. Limitations of this study include the lack of an instrument to measure adherence to the use of PPI and the sample size. No patient had low levels of magnesium, suggesting that, to allow the calculation of the prevalence of this adverse effect, it is necessary a larger sample.

Orientadores: Edvaldo Sabadini, Munir Salomão Skaf / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T16:17:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_MarcusViniciusCangussu_D.pdf: 5363072 bytes, checksum: 77f8ee9c80c8ce3514b001281dfddae6 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Soluções aquosas de mono, di, oligo, e polissacarídeos foram estudas nos níveis macroscópico e molecular, empregando-se enfoques termodinâmicos e espectroscópicos. A influência da intensidade da ligação de hidrogênio sobre a solubilidade dos carboidratos (lineares e cíclicos) mostrou-se fortemente dependente de suas solubilidades. Quanto menos solúvel o carboidrato, maior é o efeito da substituição isotópica do solvente (H2O por D2O). Este efeito sugere que carboidratos menos solúveis (e maiores) perturbam mais fortemente a estruturação das moléculas de água. Devido ao efeito cooperativo da transição coil-helix da k-carragena, o efeito isotópico sobre a gelificação é bastante intensificado. Segundo um perspectiva mais molecular, as taxas de troca protônicas, kb, entre os prótons da água e os grupos OH dos carboidratos dependem da natureza do açúcar, sendo os maiores valores observados para a forma linear, seguida pela forma piranosidea e por último pela forma furanosidea. Já as transferências de magnetização entre as populações de prótons da água e dos grupos CH-carboidratos são moduladas pelos movimentos moleculares e intermediadas pelas trocas protônicas com os grupos OH. Propõe-se que os prótons das moléculas de água interagem preferencialmente com os prótons OH e negligenciavelmente com os prótons CH. Estudos de relaxação H mostraram-se ricos para o estudo de processos moleculares de agregação micelar dos n-alquil-glicosídeos sendo possível demonstrar experimentalmente que a agregação leva a indisponibilização das hidroxilas ao interagirem com as moléculas de água / Abstract: Aqueous solutions of mono, di, oligo, and polysaccharides were studied on the macroscopic and molecular standpoints through thermodynamic and spectroscopic approaches. The effect of hydrogen-bonding strength on the solubility of a series of (linear and cyclic) saccharides showed to be strongly dependent of the solubility of the carbohydrate. As lower is the solubility of the carbohydrate, greater will be the deuterium isotopic effect of the solvent (H2O for D2O) on the carbohydrate solubilities. These results suggest that low soluble carbohydrates (and larger ones) perturb more strongly the water structure. Owing to the cooperativity of the coil-helix transition, the deuterium isotope effect on the gelling of k-carrageenan is intensified leading to stronger gels and double-helices more stable in D2O. Looking deeper onto a molecular perspective and based on spin-spin nuclear magnetic relaxation, the proton exchange rates, kb, between water and OH-carbohydrate, are dependent of the nature of the saccharide. The kb values are higher for linear than for pyranoside form, and the slowest value is found for fructofuranoside form. The transferring of magnetization between proton pools of water and CH-carbohydrates are modulated by molecular motions and intermediated by proton exchanging process between water and OH-carbohydrate protons. H NMR relaxation experiments of exchangeable protons provide to be rich in probing the micelar aggregation of n-alkyl-glucosides. It was possible to demonstrate experimentally that the aggregation of the surfactant molecules provoke a drastic reduction on the interactions between water and OH-saccharide head groups / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

As antocianinas compreendem o maior conjunto de pigmentos solúveis em água do reino vegetal. A absorção da luz por estes compostos, responsáveis pelas cores vermelha, azul e roxa da maioria das frutas e flores, é produto de combinações de vários fatores, como o número de substituintes, a presença ou não de outras moléculas capazes de estabilizar a cor (“co-pigmentos"), o pH local do meio e a natureza do microambiente em que a antocianina se encontra. A reatividade química e fotoquímica das antocianinas já é relativamente complexa em solução aquosa na ausência de micelas, onde cada um dos processos químicos e fotoquímicos ocorre numa faixa de tempo distinta. Uma forma de se diminuir o número de espécies em solução é o emprego de antocianinas sintéticas com estruturas simplificadas, conhecidas como sais de flavílio, cuja variação no número, posição e tipo químico de substituinte permite um certo controle sobre as frações molares das espécies. Neste estudo procurou-se compreender os processos que regem o equilíbrio ácido-base e a hidratação do cátion flavílio em ambiente micelar. Estes dois processos exercem um papel central na estabilização da cor em antocianinas. Foram utilizados três sais de flavílio: o 4-carboxi-7-hidroxi-4\'-metoxiflavílio (CHMF), o 2-fenilbenzopirílio e o 4\'-metoxiflavílio. Os dois grupos ionizáveis do CHMF possuem pKas distintos (pKa1 = 0,73; pKa2 = 4,84), cujas dinâmicas de protonação/desprotonação são influenciadas pelas micelas de SDS de modos diferentes. O cátion é estabilizado preferencialmente pelas micelas aniônicas em relação ao zwitterion (pKa1SDS = 2,77), que por sua vez é mais favorecido que a base quinonoidal (pKa2SDS = 5,64). A estabilização do cátion está relacionada com as fortes interações eletrostáticas entre a espécie e a micela carregada negativamente. A base quinonoidal, que no caso específico do CHMF tem carga negativa, é desfavorecida em relação ao zwitterion. Adicionalmente, em SDS praticamente não se observa hidrólise da espécie zwitteriônica. Com relação ao 2-fenilbenzopirílio (pKw = 3,01) e o 4\'-metoxiflavílio (pKw = 4,47), a primeira observação feita é que a inclusão do grupo metoxi na posição C4\' estabiliza o cátion flavílio, diminuindo a extensão da hidrólise por meio de transferência de carga para o anel central. O efeito de estabilização do cátion pelo ambiente micelar, verificado pelo aumento do pKw, é mais pronunciado no 2-fenilbenzopirílio (pKwSDS = 4,73) do que no 4\'-metoxiflavílio (pKwSDS = 5,05). Os processos cinéticos mostram que a reação de hidratação (kw) do flavílio sem substituintes diminui 65 vezes em SDS, enquanto que a reação no sentido inverso se mantém dentro da mesma ordem de magnitude. Já no caso do 4\'-metoxiflavílio, foi verificado que ambas as constantes de velocidade aumentam, mas a constante de desidratação do hemicetal (k-w), que depende da concentração de prótons, é a mais afetada, aumentando cerca de 15 vezes. Este fato é um indicativo de que o pH na interface micelar é o fator de estabilização do cátion do 4\'-metoxiflavílio. Adicionalmente foram feitos cálculos computacionais de transições eletrônicas, pKa e potenciais de redução em nível ab initio para um conjunto cátions flavílios e respectivas bases quinonoidais. Os valores de pKa calculados apresentaram um desvio médio de +/- 0,5 unidade de pKa. / Anthocyanins comprise the major water-soluble pigment group in the Plant Kingdom. Light absorption by these compounds is responsible for the diverse colors in many flowers and fruits and can be modulated by phenomena such as self-association of flavylium cations or anhydrobases, copigmentation with other polyphenols and flavonoids, complexation with metal ions, incorporation of anthocyanins into microaggregates like micelles and the pH of the medium. The chemical and photochemical reactivity of anthocyanins is quite complex in aqueous solution and each process occurs in a different time range. The use of structurally simplified synthetic flavylium salts permits a certain control over the mole fractions of the various species in solution. In this study we used the synthetic flavylium ions 4-carboxy-7-hydroxy-4\'-methoxyflavylium (CHMF), 2-phenylbenzopyrylium and 4´-methoxyflavylium to investigate the main processes that influence the acid-base equilibrium and hydration of the flavylium cation in micellar environments. Such reactions play a central role in color stabilization of anthocyanins. CHMF has two ionizable groups with distinct pKas (pKa1 = 0,73; pKa2 = 4,84), and the protonation/deprotonation dynamics of these groups are affected differently by SDS micelles. The results show that SDS micelles stabilize the cationic form rather than the zwitterion (pKa1SDS = 2,77), which is favored relative to the quinonoidal base (pKa2SDS = 5,64). The preferential stabilization of the cation is related to electrostatic interactions of this form with the anionic micelle. The quinonoidal base, which in the specific case of CHMF is an anion, is disfavored relative to the zwitterion. In addition, the hydrolysis of the zwitterionic form is substantially reduced in micellar SDS solutions. The comparison of 2-phenylbenzopyrylium (pKw = 3,01) and 4´-methoxyflavylium (pKw = 4,47) shows that the methoxy group at the C4´ position stabilizes the cationic form, reducing the hydration by charge transfer to the central ring. The stabilization of the cationic form by the micellar environment, which is reflected in the increase of the pKw, is more pronounced for the 2-phenylbenzopyrylium cation (pKwSDS = 4,73) than for 4´-methoxyflavylium (pKwSDS = 5,05). Kinetic studies of the 2-phenylbenzopyrylium ion in SDS indicate a 65-fold reduction in the hydration rate constant (kw), while the inverse reaction has the same magnitude as in water. In the case of the 4´-methoxyflavylium ion, both rate constants associated with the equilibrium between the flavylium cation and hemicetal increased. However, the [H+]-dependent rate constant for dehydration of the hemicetal is affected to a greater extent, increasing about 15 fold, indicating stabilization of the 4\'-methoxyflavylium cation by the micellar interface. Finally, computational calculations were performed at the ab initio level for several flavylium cations and anhydrobases to estimate the electronic transitions, pKa and reduction potentials. The quality of the calculated pKa results were compared with experimental data and the mean absolute deviation is +/- 0.5 pKa unit.

A osteocondrite dissecante (OCD) é uma das principais doenças que afetam os equinos jovens e uma das condições incluídas nas Doenças Ortopédicas do Desenvolvimento. Por se tratar de importante afecção articular, a OCD pode ser responsabilizada por perdas econômicas substanciais em decorrência da diminuição do desempenho atlético e reprodutivo dos animais acometidos. Sua etiologia é considerada multifatorial sendo associada a fatores nutricionais, endócrinos, genéticos e biomecânicos. A análise dos biomarcadores do líquido sinovial fornece dados fundamentais acerca das alterações representativas de inflamação e danos à cartilagem articular, por isso o monitoramento do ambiente articular caracteriza-se como uma importante ferramenta para o diagnóstico e acompanhamento da progressão da doença. A análise metabolômica por Ressonância Magnética Nuclear de prótons de hidrogênio (1H RMN) é um método de avaliação holístico, simultâneo e em tempo real, dos metabólitos de pequenas moléculas presente no líquido sinovial, capaz de fornecer dados a respeito da progressão da doença, da resposta a tratamentos e de determinar biomarcadores. No presente estudo objetivou-se estabelecer o perfil metabólico global do líquido sinovial de equinos acometidos por OCD, estudar a aplicabilidade da 1H RMN no diagnóstico da OCD e avaliar a possibilidade de distinção entre os líquidos sinoviais de articulações com OCD sintomática e assintomática. A determinação do perfil metabólico do líquido sinovial de equinos hígidos e acometidos por OCD assintomática e sintomática resultou em 32 metabólitos comuns às três condições articulares. Além destes, 2 compostos foram identificados somente nas articulações doentes, sendo eles o propilenoglicol e o composto aromático, porém, não foi possível diferenciar as articulações com OCD assintomática das articulações sintomáticas, pois ambos os grupos apresentavam metabólitos semelhantes e com intensidades similares.. Na comparação entre a intensidade dos espectros, observaram-se aumentos dos metabólitos glicose, glutamina, etanol, leucina, isoleucina, dimetilsulfona, creatina, creatinina, Nacetilglucosamina e N-acetilglutamina e -metil histidina e dos compostos propilenoglicol e composto aromático nas articulações com OCD com relação às hígidas. Dos metabólitos que apresentaram redução na intensidade dos espectros das articulações doentes têm-se o 3- hidroxibutirato e o acetato. Outros metabólitos demonstraram a mesma intensidade de sinal para os três tipos de articulação, sendo eles: piruvato, citrato, metionina, histidina, tirosina, valina, lactato, alanina, glicina, glicerol e fenilalanina. A análise estatística por PCA foi capaz de realizar o agrupamento dos espectros e atribuir a importância do composto aromático na diferenciação entre os animais hígidos e doentes. A análise metabolômica por 1H NMR mostrou-se técnica com alta reprodutibilidade entre as amostras e sensibilidade de detecção dos componentes do líquido sinovial, revelando claras diferenças entre os perfis bioquímicos de articulações hígidas e acometidas por OCD, indicativo das alterações metabólicas que ocorrem com a progressão desta doença, relacionadas principalmente com o processo de degradação cartilagínea. Este estudo salienta o potencial da análise metabolômica em fornecer uma nova perspectiva dos processos bioquímicos envolvidos na progressão da OCD. / Osteochondritis dissecans (OCD) is one of the most common diseases affecting young horses and one of the conditions classified as Developmental Orthopedic Diseases. As an important joint disorder, OCD is held responsible for substantial economic losses in consequence of the decrease in athletic and reproductive performance in affected horses. The condition presents a multifactorial ethiology, related to nutritional, endocrine, genetic and biomechanical factors, although its pathogeny is well established, associated with a disturbance of the process of endochondral ossification. Synovial fluid biomarkers analysis provide data regarding changes representative of inflammation and articular cartilage damage, which is why monitoring the joint cavity is an important tool for diagnosis and assessing disease progression. Proton Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy is a holistic, simultaneous and real time approach, of the metabolites present in the synovial fluid, offering the potential to provide data regarding disease progression, response to treatment and to determine disease biomarkers. The aim of the present study was to establish the global metabolic profiling of normal and osteochondritic synovial fluid, to evaluate the applicability of the 1H RMN in the diagnosis of OCD, and to asses possible distinctions between symptomatic and asymptomatic horses. The metabolic profile determination resulted in 32 common metabolites to the three joint conditions. Moreover, 2 compounds were identified exclusively in the diseased joints, namely propylene glycol and aromatic compound, but we were unable to discern between asymptomatic and symptomatic individuals for both groups presented similarities in metabolites as well as their concentrations. When comparing spectral intensities, we observed marked increases in the metabolites glucose, glutamine, ethanol, leucine, isoleucine, dimethyl sulphone, creatine, creatinine, N-acetylglucosamine, N-acetylglutamine and -methyhistidine, besides the compounds propylene glycol and aromatic compound, in the affected joints compared to the healthy ones. Decrease in spectral intensities were related to the metabolites 3-hydroxybutirate and acetate in affected joints. Other metabolites showed no difference in intensities in all joint conditions, those being pyruvato, citrate, methionine, histidine, tyrosine, valine, lactate, alanine, glycine, glycerol and phenylalanine. PCA based statistical analysis was able to group spectra and to ascribe the importance of the aromatic compound in differentiating healthy from diseased joints. 1H RMN spectroscopy showed high reproductability between samples and sensitive in detecting synovial fluid compounds, unveiling clear diferences between the biochemical profiles of healthy and OCD affected joints, thus indicating metabolic alterations occuring with disease progression, related mainly with the cartilage degradation process. This study projects the potential of metabolomics analysis in providing a new perspective of the biochemical processes involved in OCD progression.

CNPq / Neste trabalho foram desenvolvidos phantoms para dois protótipos de tomografia com feixe de prótons (pCT). Um phantom foi desenvolvido para um protótipo de um mini tomógrafo utilizando um feixe de prótons de baixa energia, que está sendo desenvolvido na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). O protótipo encontra-se em fase de teste no cíclotron CV-28 do Instituto de Engenharia Nuclear (IEN). Dois outros phantoms foram desenvolvidos para um protótipo de pCT no Centro Médico da Universidade de Loma Linda – CA, EUA (LLUMC). Os código GEANT4 e SRIM foram utilizados para simular todos os elementos que compõe os protótipos. Também foram feitos aprimoramentos no protótipo da UTFPR/IEN, entre eles um sistema de controle eletrônico do mecanismo, operado por um programa através de um computador, alteração no sistema de colimação para melhorar a resolução e a reconstrução de imagens obtidas por simulações. Foram realizados testes experimentais de perda de energia de prótons em polietileno de alta densidade (PEAD) no CV-28. Também foi feito experimentos de perda de energia de prótons em camadas de Poliestireno no LLUMC e comparação com dados simulados. Esses dois phantoms em PEAD foram construídos e testados no protótipo do LLUMC e um programa foi desenvolvido para a análise dos dados. / In this work phantoms were developed for two tomographic systems with proton beam (pCT). A phantom was developed for a mini scanner using a low energy proton beam, which is being developed at the Federal University of Technology - Parana (UTFPR) and tested at the CV-28 cyclotron at the Institute of Nuclear Engineering (IEN). Two additional phantoms were developed for the pCT prototype at Loma Linda University Medical Center – CA, USA (LLUMC). SRIM and Geant4 codes were used to simulate all the elements of the prototypes. Improvements were made in the UTFPR/IEN prototype such as electronic control system of mechanism, controlled by a computer program, upgrade in the collimation system to improve the resolution of reconstructed images obtained by simulations. Experimental energy loss tests were done with polyethylene protons of high density (PEAD) in CV-28. Experiments of energy loss in layers of polystyrene at the LLUMC were also done and compared with simulated data. Both phantoms were constructed and tested in the prototype of LLUMC and a program was developed for data analysis.

As antocianinas compreendem o maior conjunto de pigmentos solúveis em água do reino vegetal. A absorção da luz por estes compostos, responsáveis pelas cores vermelha, azul e roxa da maioria das frutas e flores, é produto de combinações de vários fatores, como o número de substituintes, a presença ou não de outras moléculas capazes de estabilizar a cor (“co-pigmentos”), o pH local do meio e a natureza do microambiente em que a antocianina se encontra. A reatividade química e fotoquímica das antocianinas já é relativamente complexa em solução aquosa na ausência de micelas, onde cada um dos processos químicos e fotoquímicos ocorre numa faixa de tempo distinta. Uma forma de se diminuir o número de espécies em solução é o emprego de antocianinas sintéticas com estruturas simplificadas, conhecidas como sais de flavílio, cuja variação no número, posição e tipo químico de substituinte permite um certo controle sobre as frações molares das espécies. Neste estudo procurou-se compreender os processos que regem o equilíbrio ácido-base e a hidratação do cátion flavílio em ambiente micelar. Estes dois processos exercem um papel central na estabilização da cor em antocianinas. Foram utilizados três sais de flavílio: o 4-carboxi-7-hidroxi-4\'-metoxiflavílio (CHMF), o 2-fenilbenzopirílio e o 4\'-metoxiflavílio. Os dois grupos ionizáveis do CHMF possuem pKas distintos (pKa1 = 0,73; pKa2 = 4,84), cujas dinâmicas de protonação/desprotonação são influenciadas pelas micelas de SDS de modos diferentes. O cátion é estabilizado preferencialmente pelas micelas aniônicas em relação ao zwitterion (pKa1SDS = 2,77), que por sua vez é mais favorecido que a base quinonoidal (pKa2SDS = 5,64). A estabilização do cátion está relacionada com as fortes interações eletrostáticas entre a espécie e a micela carregada negativamente. A base quinonoidal, que no caso específico do CHMF tem carga negativa, é desfavorecida em relação ao zwitterion. Adicionalmente, em SDS praticamente não se observa hidrólise da espécie zwitteriônica. Com relação ao 2-fenilbenzopirílio (pKw = 3,01) e o 4\'-metoxiflavílio (pKw = 4,47), a primeira observação feita é que a inclusão do grupo metoxi na posição C4\' estabiliza o cátion flavílio, diminuindo a extensão da hidrólise por meio de transferência de carga para o anel central. O efeito de estabilização do cátion pelo ambiente micelar, verificado pelo aumento do pKw, é mais pronunciado no 2-fenilbenzopirílio (pKwSDS = 4,73) do que no 4\'-metoxiflavílio (pKwSDS = 5,05). Os processos cinéticos mostram que a reação de hidratação (kw) do flavílio sem substituintes diminui 65 vezes em SDS, enquanto que a reação no sentido inverso se mantém dentro da mesma ordem de magnitude. Já no caso do 4\'-metoxiflavílio, foi verificado que ambas as constantes de velocidade aumentam, mas a constante de desidratação do hemicetal (k-w), que depende da concentração de prótons, é a mais afetada, aumentando cerca de 15 vezes. Este fato é um indicativo de que o pH na interface micelar é o fator de estabilização do cátion do 4\'-metoxiflavílio. Adicionalmente foram feitos cálculos computacionais de transições eletrônicas, pKa e potenciais de redução em nível ab initio para um conjunto cátions flavílios e respectivas bases quinonoidais. Os valores de pKa calculados apresentaram um desvio médio de +/- 0,5 unidade de pKa. / Anthocyanins comprise the major water-soluble pigment group in the Plant Kingdom. Light absorption by these compounds is responsible for the diverse colors in many flowers and fruits and can be modulated by phenomena such as self-association of flavylium cations or anhydrobases, copigmentation with other polyphenols and flavonoids, complexation with metal ions, incorporation of anthocyanins into microaggregates like micelles and the pH of the medium. The chemical and photochemical reactivity of anthocyanins is quite complex in aqueous solution and each process occurs in a different time range. The use of structurally simplified synthetic flavylium salts permits a certain control over the mole fractions of the various species in solution. In this study we used the synthetic flavylium ions 4-carboxy-7-hydroxy-4\'-methoxyflavylium (CHMF), 2-phenylbenzopyrylium and 4´-methoxyflavylium to investigate the main processes that influence the acid-base equilibrium and hydration of the flavylium cation in micellar environments. Such reactions play a central role in color stabilization of anthocyanins. CHMF has two ionizable groups with distinct pKas (pKa1 = 0,73; pKa2 = 4,84), and the protonation/deprotonation dynamics of these groups are affected differently by SDS micelles. The results show that SDS micelles stabilize the cationic form rather than the zwitterion (pKa1SDS = 2,77), which is favored relative to the quinonoidal base (pKa2SDS = 5,64). The preferential stabilization of the cation is related to electrostatic interactions of this form with the anionic micelle. The quinonoidal base, which in the specific case of CHMF is an anion, is disfavored relative to the zwitterion. In addition, the hydrolysis of the zwitterionic form is substantially reduced in micellar SDS solutions. The comparison of 2-phenylbenzopyrylium (pKw = 3,01) and 4´-methoxyflavylium (pKw = 4,47) shows that the methoxy group at the C4´ position stabilizes the cationic form, reducing the hydration by charge transfer to the central ring. The stabilization of the cationic form by the micellar environment, which is reflected in the increase of the pKw, is more pronounced for the 2-phenylbenzopyrylium cation (pKwSDS = 4,73) than for 4´-methoxyflavylium (pKwSDS = 5,05). Kinetic studies of the 2-phenylbenzopyrylium ion in SDS indicate a 65-fold reduction in the hydration rate constant (kw), while the inverse reaction has the same magnitude as in water. In the case of the 4´-methoxyflavylium ion, both rate constants associated with the equilibrium between the flavylium cation and hemicetal increased. However, the [H+]-dependent rate constant for dehydration of the hemicetal is affected to a greater extent, increasing about 15 fold, indicating stabilization of the 4\'-methoxyflavylium cation by the micellar interface. Finally, computational calculations were performed at the ab initio level for several flavylium cations and anhydrobases to estimate the electronic transitions, pKa and reduction potentials. The quality of the calculated pKa results were compared with experimental data and the mean absolute deviation is +/- 0.5 pKa unit.

CAPES / Neste trabalho são apresentadas análises comparativas entre simulações computacionais e dados experimentais para o protótipo de um minitomógrafo com feixe de prótons. A primeira etapa consistiu em elaborar virtualmente dois modelos de phantoms. Foram utilizados programas de simulação baseados no método de Monte Carlo, Geant4 versão 9.4p02 e SRIM 2010. Um phantom foi projetado utilizando polipropileno (PP), água e ar em estrutura tubular. Este phantom em PP é dedicado para estudos em reconstrução tomográfica. O outro modelo de phantom utiliza polietileno de alta densidade (PEAD) em formato de disco com espessuras de 3 mm, 4 mm e 5 mm. Estes são dedicados ao experimento de perda de energia em prótons. Concluída a etapa de simulação, os phantoms foram confeccionados em micro usinagem de precisão. Imagens tomográficas com raios X do phantom em PP foram obtidas no microtomógrafo do Instituto Politécnico da UERJ, para posterior comparação com as simulações. Os phantoms em disco de PEAD foram irradiados com feixe de prótons com energia de 24 MeV no cíclotron do Instituto de Engenharia Nuclear (IEN). As imagens reconstruídas do phantom em PP com dados simulados demonstraram uma boa aproximação da estrutura comparando-as com imagens tomográficas com raios X. O experimento de perda de energia de prótons realizada no IEN demonstrou uma ótima aproximação com dados simulados com Geant4 e SRIM. / In this work comparative analyses between computational simulations and experimental data for the prototype of a proton beam mini-tomograph are presented. The first step was to construct virtually two models of phantoms. Simulation programs were used based on the Monte Carlo method: Geant4 version 9.4p02 and SRIM 2010. A phantom was designed using polypropylene (PP), water and air in tubular structure. This phantom in PP is dedicated to studies in tomographic reconstruction. The other phantom uses high density polyethylene (HDPE) in disk form with thickness of 3 mm, 4 mm and 5 mm. These are dedicated to experiment of energy loss of protons. Once completed the simulation part, the phantoms were constructed with precision machining. X-ray tomographic images of the phantom in PP were obtained with the micro-tomograph of the Polytechnic Institute from UERJ, for later comparison with the simulations. The HDPE disk phantoms were irradiated with 24 MeV energy proton beams at the cyclotron of the Institute of Nuclear Engineering (IEN). The reconstructed images of the phantom in PP with simulated data showed a good approximation of the structure when compared with x-ray tomographic images. The experiment of proton energy loss at IEN showed a great approximation with the simulated data obtained with Geant4 and SRIM.

CAPES / Neste trabalho são apresentadas análises comparativas entre simulações computacionais e dados experimentais para o protótipo de um minitomógrafo com feixe de prótons. A primeira etapa consistiu em elaborar virtualmente dois modelos de phantoms. Foram utilizados programas de simulação baseados no método de Monte Carlo, Geant4 versão 9.4p02 e SRIM 2010. Um phantom foi projetado utilizando polipropileno (PP), água e ar em estrutura tubular. Este phantom em PP é dedicado para estudos em reconstrução tomográfica. O outro modelo de phantom utiliza polietileno de alta densidade (PEAD) em formato de disco com espessuras de 3 mm, 4 mm e 5 mm. Estes são dedicados ao experimento de perda de energia em prótons. Concluída a etapa de simulação, os phantoms foram confeccionados em micro usinagem de precisão. Imagens tomográficas com raios X do phantom em PP foram obtidas no microtomógrafo do Instituto Politécnico da UERJ, para posterior comparação com as simulações. Os phantoms em disco de PEAD foram irradiados com feixe de prótons com energia de 24 MeV no cíclotron do Instituto de Engenharia Nuclear (IEN). As imagens reconstruídas do phantom em PP com dados simulados demonstraram uma boa aproximação da estrutura comparando-as com imagens tomográficas com raios X. O experimento de perda de energia de prótons realizada no IEN demonstrou uma ótima aproximação com dados simulados com Geant4 e SRIM. / In this work comparative analyses between computational simulations and experimental data for the prototype of a proton beam mini-tomograph are presented. The first step was to construct virtually two models of phantoms. Simulation programs were used based on the Monte Carlo method: Geant4 version 9.4p02 and SRIM 2010. A phantom was designed using polypropylene (PP), water and air in tubular structure. This phantom in PP is dedicated to studies in tomographic reconstruction. The other phantom uses high density polyethylene (HDPE) in disk form with thickness of 3 mm, 4 mm and 5 mm. These are dedicated to experiment of energy loss of protons. Once completed the simulation part, the phantoms were constructed with precision machining. X-ray tomographic images of the phantom in PP were obtained with the micro-tomograph of the Polytechnic Institute from UERJ, for later comparison with the simulations. The HDPE disk phantoms were irradiated with 24 MeV energy proton beams at the cyclotron of the Institute of Nuclear Engineering (IEN). The reconstructed images of the phantom in PP with simulated data showed a good approximation of the structure when compared with x-ray tomographic images. The experiment of proton energy loss at IEN showed a great approximation with the simulated data obtained with Geant4 and SRIM.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:10:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Edward Esteves Pereira - 2014.pdf: 3062182 bytes, checksum: b2366df8d0af64a6c1f0291e7a1025e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:36:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Edward Esteves Pereira - 2014.pdf: 3062182 bytes, checksum: b2366df8d0af64a6c1f0291e7a1025e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T17:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Edward Esteves Pereira - 2014.pdf: 3062182 bytes, checksum: b2366df8d0af64a6c1f0291e7a1025e8 (MD5) Previous issue date: 2014-06-17 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Background: Children with gastroesophageal reflux disease (GERD) are a heterogeneous group of patients who receive their treatments, usually subjectively and with unexpected outcomes. The preferences for long-term medical or a unique surgical management have caused problems, because not all patients have the same degree of reflux, especially neurologically normal children (NNC). No pediatric classification or GERD severity scale has been reported so far. Objective: To develop a GERD severity scale in NNC and validate it in population of previously treated NNC. Patients and methods: A retrospective cross-sectional cohort study of NNC with GERD, up to the age of 18, admitted from May/1995 to May/2008. The charts data were reviewed for the statistical selection of 10 preoperative parameters related to GERD, to compose the Pediatric Gastroesophageal Reflux Scale (PEGERS). Each parameter received numerical values, proportional to its severity degree, whose sum in a patient resulted in his reflux severity score. After exclusion criteria, 399 patients were avaiable and received 409 treatment regimens (events for scoring). Besides medical treatment for mild cases, the patients had undergone partial anterior fundoplication (PFP, 270º) for estimated moderately severe GERD and total fundoplication (TFP, 360º) for estimated severe cases. To correlate the scores to the long-term results and validate the scale, the outcomes were compared according to GERD severity grades Results: The scores ranged from 3 to 26, forming 3 severity grades: low severity reflux (LS, scores ≤ 12, n=66), moderate (MS, 13-18, n=141) and high (HS, ≥ 19, n=202). Cases treated coincidentally to their optimal severity scores formed the i-PEGERS group (n=345). The others were treated off their ideal score, forming the o-PEGERS group. The i-PEGERS events had statistically more favorable rates than o-PEGERS concerning cure or improvement of GERD, postoperative complications, recurrences and quality of life. The PEGERS could evaluate the severity of all kinds of reflux. Conclusions: It is possible to apply a gastroesophageal reflux severity scale in NNC, which allows appropriate tailored treatments with the best chance for cure of GERD, few recurrences and better QOL than using subjective or unique treatment plans for all cases. / Introdução: As crianças com doença do refluxo gastroesofágico (DRGE) formam um grupo heterogêneo de pacientes que recebem um tratamento usualmente de modo subjetivo e com resultados imprevisíveis. O uso de uma única conduta clínica ou cirúrgica tem provocado problemas, porque nem todos pacientes têm o mesmo grau de refluxo, sobretudo os pacientes não neuropatas (PNN). Não existe nenhuma classificação ou escala dos graus de severidade da DRGE pediátrico. Objetivo: Desenvolver uma nova escala de gravidade de DRGE pediátrico em PNN e validá-la em uma população já tratada em nosso serviço. Métodos: Estudo retrospectivo de coorte transversal, de PNN com DRGE, idades até 18 anos, atendidos no período de maio/1995 a maio/2008 em serviço de cirurgia pediátrica. Os dados dos prontuários relativos ao refluxo e seu tratamento foram coletados. Entre diversos fatores, foram testados estatisticamente como fatores de riscos e selecionados 10 parâmetros para compor a Escala de Refluxo Gastroesofágico Pediátrico (ERGEP), cada um recebendo valores numéricos proporcionais à gravidade de cada um, cuja soma total resultou em escores de severidade. Critérios de seleção definiram amostra de 399 pacientes, submetidos a 409 tratamentos prévios diferentes (eventos ) para cálculo do escore pré-tratamento. Além do tratamento clínico indicado para casos de DRGE leve, havia sido realizada fundoplicatura parcial (270º) para DRGE considerada de moderada gravidade e a total (360º) para os considerados graves. Foram comparados os resultados daqueles tratamentos, em relação aos graus de gravidade de seus escores agora calculados. Resultados: Os escores variaram de 3 a 26, formando 3 grupos de gravidade: baixa (BG, escores ≤ 12, n=66), média (MG, 13-18, n=141) e alta gravidade (AG, ≥19, n=202). Os casos tratados coincidentemente com seu escore ideal de gravidade formaram o grupo D-ERGEP (n=345). Os outros foram considerados fora da faixa ideal de gravidade (grupo F-ERGEP, n=64). Os casos D-ERGEP apresentaram estatisticamente melhores taxas de cura ou melhora da DRGE, qualidade de vida, menos complicações pósoperatórias e recidivas do que os F-ERGEP. Qualquer tipo de RGE pôde ser avaliado pela ERGEP. Conclusões: É possível aplicar uma escala de RGE em PNN, definir 3 graus progressivos de severidade e definir um tratamento específico a cada grau, com melhores chances de cura, menos recidivas e melhor QV do que o uso subjetivo ou uma conduta única para todos os casos. (375 palavras)