Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 eduardolira_dissert.pdf: 542986 bytes, checksum: e47b365af35f88f462e77e2e9ac92c97 (MD5) Previous issue date: 2006-04-20 / Introduction: The aim of the present study was to estimate the anticatabolic effect of xanthine derivatives on skeletal muscle protein metabolism from septic rats by using microdialysis. Methods: Sepsis was induced by cecal ligation and puncture (CLP). After 3, 6 and 10 hours of surgery, male Wistar rats (~250g) were anesthetized with thionembutal sodium (50mg/Kg body weight i.p.) and placed on heating pads to maintain adequate temperature (37oC). Microdialysis probe was inserted in the anterior tibial muscle and an equilibration period of 30 minutes was allowed. After connecting the catheter inlet to a microinjection pump, the system was perfused with 0,5% bovine serum albumin, 50 μM tyrosine and 1 mmol/l glucose in isotonic saline at a rate of 1.0 μl/min. Samples of the skeletal muscle interstitial fluid and arterial plasma from carotid artery were collected after 90 minutes of experiment and tyrosine was measured by fluorescence. The interstitial tyrosine concentration was estimated from the dialysate concentration. To calibrate catheters in vivo the internal reference calibration technique was used. The muscle blood flow was estimated by ethanol technique. Overall proteolysis was investigated in extensor digitorus longus (EDL) muscles from sham-operated and 3-hour septic rats (~70g) incubated in the presence or not of IBMX (1mM). Results: In sham-operated and septic rats, skeletal muscle interstitial tyrosine levels (μM) were significantly higher than arterial plasma tyrosine. Three-hour septic rats showed a 33% decrease in muscle blood flow and a 128% increase in the concentration of tyrosine in skeletal muscle interstitial (235 ± 16, n=10), when compared to sham-operated rats (95,5 ± 5,5, n=10). Interstitial (I) minus arterial (A) plasma tyrosine concentrations difference was also significantly increased after 3 hours of sepsis (117 ± 7 vs. 31 ± 6 in sham-operated, n=10). Pentoxifylline (PTX; 50mg/Kg body weigh, e.v.) treatment, during 1 hour immediately after CLP, reduced in 25% and 50% the interstitial tyrosine concentration and I-A difference, respectively. In situ isobutylmethylxanthine (IBMX; 1mM), but not PTX, reduced the interstitial tyrosine concentration (30-46%) and I-A difference (43-48%) in both groups. The increase of proteolysis induced by sepsis in EDL muscles was abolished by in vitro addition of IBMX (1mM). Conclusions: The data show that: (1) microdialysis is a perfectly adapted tool to investigate in vivo regulation of muscle protein metabolism during acute catabolic states; (2) the catabolic effect of sepsis on rat skeletal muscle protein metabolism in vivo can be observed 3 hours after CLP; (3) the xanthine derivatives reduce the muscle protein catabolism induced by sepsis in rats. / Objetivo: investigar o efeito anticatabólico dos derivados de xantinas no metabolismo de proteínas de ratos sépticos utilizando a técnica de microdiálise. Materiais e métodos: Ratos machos Wistar (~250g) foram anestesiados com tiopental (50mg/Kg, i.p.) e mantidos em mesa cirúrgica aquecida (37°C). A sepse foi induzida pela ligadura e punção do ceco (CLP) e os músculos estudados após 3, 6 e 10 horas da cirurgia. O cateter de microdiálise foi inserido no tibial anterior, o qual foi perfundido a um fluxo constante de 1,0μl/min com solução salina enriquecida com albumina bovina (0,5%), 50 μM de tirosina fria, 1 mmol/l de glicose e [14C]-tirosina. A tirosina foi quantificada por fluorescência no dialisado, sangue arterial e solução de perfusão, após 90 minutos de microdiálise. O cateter foi calibrado in situ pela técnica da referencia interna. O Fluxo Sanguíneo Muscular (FSM) foi avaliado pela técnica do clearance de etanol. A proteólise foi quantificada no extensor digitorus longus (EDL) de ratos (~70g) sham ou sépticos por meio da liberação de tirosina in vitro. Resultados: A concentração intersticial de tirosina foi sempre maior que a concentração arterial. A sepse de 3 horas reduziu em 33% o FSM e aumentou em 127% a concentração intersticial de tirosina (235 ± 16, n=10) em relação ao sham (95 ± 5, n=10). A diferença I-A também foi maior no grupo séptico (117 ± 16 vs. 31 ± 6 no sham, n=10). A infusão sistêmica da pentoxifilina (PTX; 50mg/Kg, e.v.), durante a primeira hora pós-CLP, reduziu em 25% e 50% a concentração intersticial e a diferença I-A de tirosina, respectivamente. O tratamento in situ com isobutil-metil-xantina (IBMX; 1mM), mas não com PTX, reduziu a concentração intersticial (30-46%) e a diferença I-A (43-48%) de tirosina, em ambos os grupos. O aumento da proteólise muscular induzido pela sepse foi abolido pela ação in vitro da IBMX (1mM) que reduziu a proteólise em 41%. Conclusões: os resultados mostram que: (1) a microdiálise é uma técnica perfeitamente adaptada ao estudo do metabolismo de proteínas em situações catabólicas; (2) o modelo da CLP de 3 horas ativa o catabolismo de proteínas em músculos esqueléticos de ratos; (3) As ações sistêmicas, in situ e in vitro dos derivados de xantinas reduzem o catabolismo de proteínas em músculos de ratos sépticos.

O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da castração, tempo de confinamento, metabolismo celular e regiões do musculo sobre a oxidação proteica e lipídica e outras características de qualidade da carne bovina. Oitenta e quatro bovinos (castrados e inteiros) Nelore, confinados por diferentes períodos, foram usados para conduzir estudos em músculos Longissimus dorsi e Biceps femoris. O segundo musculo foi dividido em duas porções: origem (PO) e inserção (PI). No estudo com L. dorsi, bifes foram embalados sob condições de aerobiose (PVC) e anaerobiose (vácuo) e maturados por 1, 3, 5, 7 e 9, e 1, 7, 14 e 21 dias, respectivamente. Para este músculo, nenhuma diferença na estabilidade oxidativa [tióis, carbonilas e Substancias Reativas ao Ácido Tiobarbiturico (TBARS)] e cor entre as carnes dos animais inteiros e castrados foram encontradas. Isto poderia ser explicado pela falta de diferença no status oxidativo inicial, mensurados através da atividade de enzimas antioxidantes, conteúdo de glutationa total e composição de ácidos graxos, entre as condições sexuais. Os resultados também indicaram que a oxidação dos bifes embalados a vácuo leva o dobro de dias para iniciar, em comparação aos bifes em aerobiose. No estudo com o Bíceps femoris, os animais foram abatidos com 59 e 129 dias de confinamento e os bifes da PO e PI foram maturados por 1, 30, 60 e 100 dias. Os resultados da atividade das enzimas lactato desidrogenase e citrato sintase mostraram que a PO tem metabolismo mais oxidativo (aeróbio) e a PI glicolítico (anaeróbio). A carne dos animais inteiros tiveram menor TBARS e maior luminosidade (L*), perda de peso por cocção (PPC) e força de cisalhamento (FC) em comparação aos animais castrados. A PO foi mais susceptível a oxidação proteica (menor tióis) em comparação a PI. A carne dos animais confinados por 129 dias tiveram maiores PPC e oxidação proteica (menores tióis) em comparação a carne dos animais confinados por 59 dias. Diferenças de estabilidade oxidativa entre a carne de animais castrados e inteiros confinados por menor período desapareceram quando os animais foram confinados por maior período. Valores de pH e tióis na carne dos animais castrados e inteiros foram afetados pelo tempo de maturação. Ambas as condições sexuais tiveram carne com maior valores de pH no dia 30 de maturação e este, se manteve ao longo do tempo. A PO teve maiores valores de TBARS no dia 60, PPC no dia 100 e FC nos dias 30 e 60 de maturação em comparação a PI. Foi observada uma interação entre tempo de confinamento e tempo de maturação para tióis, TBARS, metamioglobina, pH, L* e FC. Quando comparado aos animais confinados por 59 dias, os animais confinados por 129 dias tiveram: maior oxidação (maior TBARS e menor tióis) nos dias 60 e 100 de maturação; oxidação da mioglobina (metamioglobina) mais tardia, sendo o maior valor obtido no dia 100; menor luminosidade (L*) em todos os tempos de maturação; maior maciez (menor FC) aos 100 dias de maturação. Os animais confinados por 59 dias tiveram: maior oxidação proteica (menor tióis) e maciez (menor FC) aos 30 dias de maturação. De forma geral, todos os efeitos testados tais como castração, tempo de confinamento, metabolismo celular e regiões do musculo pareceram influenciar sobre a oxidação proteica e lipídica e outras características de qualidade da carne bovina. / The objective of this work was to investigate the effect of the castration, time on confinement, cellular metabolism and muscle region on the protein and lipid oxidation, and other traits of beef quality. Eight-four Nellore cattle (steers and bulls), confined for different periods, were used to conduct studies in Longissimus dorsi and Biceps femoris muscles. The latter muscle was divided in two portions: origin (OP) and insertion (IP). In the study of L. dorsi muscle, steaks were packaged under aerobiosis (PVC) and anaerobiosis (vacuum) conditions and aged for 1, 3, 5, 7 and 9, and 1, 7, 14 and 21 days, respectively. For this muscle, no differences in oxidative stability [thiols, carbonyls and Thiobarbituric Acid Reactive Substances (TBARS)] and color between the meat from bulls and steers were found. This could be explained by the lack of differences in initial oxidative status, measured through the activity of the antioxidants enzymes, content of total glutathione and composition of fatty acids, between the sexual conditions. The results also indicated that the oxidation of the steaks vacuum-packaged took about twice more days to start than the steaks under aerobiosis. In the study of Biceps femoris muscle, the animals were slaughtered after 59 and 129 days on confinement and the steaks from OP and IP were aged for 1, 30, 60 and 100 days. The results of the lactate dehydrogenase and citrate synthase enzymes activity showed that the OP has a more oxidative metabolism and the IP has a more glycolytic metabolism. The meat from bulls had lower TBARS and higher lightness (L*), cooking loss (CL) and shear force (SF) in comparison with steers. The OP was more susceptible to protein oxidation (lower thiols) than the IP. Animals confined for 129 days had meat with higher CL when compared to those ones confined for 59 days. The meat from animals confined for 129 days had higher CL and protein oxidation (lower thiols) in regard to the meat from animals confined for 59 days. Differences in oxidative stability between the meat from steers and bulls confined for shorter period disappeared when the animals were confined for larger period. Values of pH and thiols in meat from steers and bulls were affected by the time of aging. Both the sexual conditions had meat with higher pH values at the day 30 of aging and this was kept across the time. The OP had higher values of TBARS at the day 60, CL at the day 100 and SF at the days 30 and 60 of aging when compared to the IP. It was observed an interaction between confinement time and aging time for thiols, TBARS, metmyoglobin, pH, L* and SF. When compared to the animals confined for 59 days, the animals confined for 129 days had: higher oxidation (higher TBARS and lower thiols) at the days 60 and 100 of aging; oxidation of myoglobin (metmyoglobin) slower, since the higher value was obtained at the day 100; lower lightness (L*) in all the times of aging; tender meat (lower SF) at 100 days of aging. The animals confined for 59 days had: higher protein oxidation (lower thiols) and tender meat (lower SF) at 30 days of aging. Overall, all the effects tested such as castration, time on confinement, cellular metabolism and muscle region seemed to influence on the protein and lipid oxidation and other traits of beef quality.

INTRODUÇÂO: A sepse representa aproximadamente 25% dos pacientes internados em Unidades de Terapia Intensiva (UTI) e com taxas de mortalidade de 20 a 40%. Além disso, os pacientes sépticos podem apresentar aguda e tardiamente disfunções de órgãos e alterações da musculatura esquelética comprometendo a recuperação na UTI e, posteriormente, a sua saúde relacionada à qualidade de vida. Atualmente, a ultrassonografia tem demonstrado ser uma ferramenta capaz de avaliar a degradação da musculatura esquelética em pacientes críticos. Em pacientes sépticos não se estudou a relação de degradação muscular com testes clínicos de força muscular e aferições bioquímicas. OBJETIVOS: Quantificar a área de secção transversa do reto femoral e a força muscular a beira leito em pacientes que desenvolveram sepse grave e choque séptico. Avaliar associação entre a área de secção transversa do reto femoral e a força muscular em pacientes sépticos. MÉTODOS: Coorte prospectiva que avaliou 37 pacientes na UTI com sepse grave ou choque séptico. A medida da área de secção transversa do reto femoral foi realizada através da ultrassonografia no dia seguinte ao início da sepse e acompanhada durante a internação. Os pacientes foram submetidos a testes clínicos de força muscular (escala do Medical Research Council e a força de preensão palmar) à medida que pudessem compreender comandos verbais. Amostras de sangue foram coletadas para análise de enzimas e hormônio após a admissão no estudo e durante a internação. RESULTADOS: Houve um declínio da área de secção transversa do reto femoral de 5,1 (4,4-5,9)cm2 no 2° dia de UTI para 4,4 (3,6-5,0)cm2 e 4,3 (3,7-5,0)cm2 na alta da UTI e na alta hospitalar, respectivamente (p<0,05). Por outro lado, os testes clínicos de força apresentaram um aumento na escala do Medical Research Council de 48,0 (36,0-56,0) pontos para 60,0 (48,0-60,0) pontos na alta da UTI, este aumento foi mantido até a alta hospitalar em 60,0 (52,0-60,0) pontos (p < 0,05). Em relação à força de preenssão palmar os pacientes apresentavam média de 42,1±21,9 % do predito no 1° dia de avaliação e este valor aumentou para 65,9±20,3 % do predito no dia da alta hospitalar (p < 0,05). Houve uma associação da área de secção transversa do reto femoral e das avaliações clínicas de força muscular durante a permanência na UTI. Aumentos no escore de lesão orgânica (SOFA) no 3° dia e ser do sexo masculino apresentaram-se como fatores independentes para a degradação muscular, assim como, o SOFA do 3° dia com a fraqueza muscular. CONCLUSÃO: O estudo demonstrou que a sepse pode levar a uma degradação muscular em apenas alguns dias de UTI, associada há uma recuperação incompleta da força muscular ao longo da internação. Além disso, testes clínicos de força muscular se associaram com a degradação muscular durante a internação hospitalar / INTRODUCTION: Sepsis represents 25% of patients in the intensive care unit (ICU) with mortality rate of 20 to 40%. In addition, septic patients can present early or lately organ dysfunction and skeletal muscles alterations that reduce patient recovery and compromises health-related to quality of life. Currently, ultrasound has been shown to be a tool capable of evaluating skeletal muscle degradation in critical patients. There are no studies in septic patients about the relation of muscle degradation with clinical tests and blood biochemistry analysis. OBJECTIVES: To quantify the rectus femoris cross-sectional area and muscle strength at the bedside in patients who developed severe sepsis and septic shock. To assess the association between the rectus femoris cross-sectional area and muscle strength in septic patients. METHODS: Prospective cohort who evaluated 37 patients in the intensive care unit with severe sepsis or septic shock. The measurement of rectus femoris cross-sectional area was performed by ultrasonography on the day after the onset of sepsis and followed up during hospitalization. Patients underwent clinical tests of muscle strength (Medical Research Council scale and handgrip strength) as they could understand verbal commands. Blood samples were collected for enzyme and hormone analysis after admission to the study and during hospitalization. RESULTS: There was a decline in rectus femoris cross-sectional area from 5.1 (4.4-5.9) cm2 on the 2nd day of ICU to 4.4 (3.6-5.0) cm2 and 4.3 (3.7-5.0) cm2 at ICU discharge and at hospital discharge, respectively (p < 0.05). In contrast, strength tests showed an increase in the scale of the Medical Research Council from 48.0 (36.0-56.0) to 60.0 (48.0-60.0) points in ICU discharge, this increase was maintained until hospital discharge reaching 60.0 (52.0-60.0) points (p < 0.05). In relation to the handgrip strength, patients presented a mean of 42.1 ± 21.9% of predicted on the 1st day of evaluation and this value increased to 65.9 ± 20.3% of predicted on the day of hospital discharge ( p < 0.05). There was an association between the rectus femoris cross-sectional area and clinical assessments of muscle strength during ICU stay. Increases in the organic lesion score (SOFA) on the 3rd day and being male presented as independent factors for muscle degradation, as well as the SOFA of the 3rd day with muscle weakness. CONCLUSION: The study demonstrated that sepsis can lead to muscle degradation in only a few days of ICU, associated with an incomplete recovery of muscle strength throughout hospitalization. In addition, clinical trials of muscle strength were associated with muscle degradation during hospital stay

O tipo biológico influenciado pela genética Bos taurus indicus garante maior adaptação aos animais em regiões com altas temperaturas, no entanto exibe alguns atributos de carcaça e associados à palatabilidade da carne inferiores quando comparados ao tipo biológico predominantemente Bos taurus taurus. Existe a hipótese de que tais diferenças estejam associadas ao conteúdo mitocondrial na musculatura destes animais. Objetivou-se avaliar as diferenças no metabolismo oxidativo, pela medida de respiração mitocondrial em fibras permeabilizadas submetidas a duas temperaturas (38,5 e 40 °C) utilizando respirômetro de alta resolução (Oroboros Instruments), do Longissimus lumborum imediatamente após abate, entre os tipos biológicos Brahman e Angus com taxa e extensão da proteólise distintas ao longo de 14 dias de maturação. Foram investigadas as atividades enzimáticas de lactato desidrogenase e citrato sintase, pH, bem como autólise de &mu;-calpaína e degradação de proteínas miofibrilares de 18 animais das raças Brahman (6), Brangus (6) e Angus (6). A taxa de acidificação das carcaças foi diferente entre os tipos biológicos (P = 0,049) e entre os tempos postmortem (P < 0,001), sendo que as carcaças dos animais Brahman às 6h postmortem apresentaram pH tão alto quanto as carcaças de Brangus e Angus às 3h posmortem. A atividade de citrato sintase 1h postmortem também foi diferente (P = 0,086) entre os tipos biológicos, sendo que maior atividade (P = 0,075) foi identificada em Brahman comparado a Brangus. O fluxo de consumo de oxigênio mitocondrial no estado 4 (ST4_O), apresentou interação (P = 0,050) entre os tipos biológicos e temperatura, assim como a respiração mitocondrial do sistema de transporte de elétrons desacoplado da produção de ATP (P = 0,047), ambos superiores para Brahman a 38,5 °C na comparação entre tipos biológicos. Todavia, ocorreu uma queda da ST4_O, apenas para os animais Brahman, quando a temperatura foi aumentada. A maior resistência a acidificação e maior respiração mitocondrial imediatamente após o abate para o tipo biológico Brahman, foram acompanhadas pela redução (P = 0,058) da autólise completa de &mu;-calpaína às 24h postmortem. A degradação da titina após 7d de maturação foi reduzida (P = 0,056) e se manteve menor (P = 0,003) aos 14d para Brahman comparado aos outros tipos biológicos. O aparecimento da banda 150 kDa da alfa-II-espectrina às 24h postmortem também é menor (P = 0,011) para Brahman, assim como a degradação da desmina (P = 0,019) e troponina-T (P = 0,001). As duas últimas proteínas tiveram sua degradação reduzida ao longo dos 14d postmortem para este tipo biológico. Portanto, o tipo biológico Brahman tem um mecanismo muscular adaptativo que envolve maior conteúdo mitocondrial, com maior vazamento de prótons pelo sistema de transporte de elétrons e que pode estar relacionado a redução da taxa de ativação da &mu;-calpaína, redução da degradação proteica e, consequentemente, a redução da taxa e da extensão do amaciamento da carne destes animais. / Biological type influenced by Bos taurus indicus ensures higher animals adaptation to warm environment, however exhibit less desirable carcass and palatability traits when compared to predominant Bos taurus taurus biological types. There is a hypothesis that muscle mitochondrial content is associated with those differences. It was aimed to evaluate the oxidative metabolism, measuring mitochondrial respiration in permeabilized fibers sumitted to two temperatures (38.5 and 40 °C) using high resolution respirometry (Oroboros Instruments), in Longissimus lumborum imediately after slaughter between biological types Brahman and Angus with different proteolysis rate and extension during 14d aging. Were investigated lactate dehydrogenase and citrate sinthase activities, pH, as well as &mu;-calpain autolysis and protein degradation between 18 animals from breeds Brahman (6), Brangus (6) and Angus (6). The carcass pH decline is different between biological types (P = 0.049) and between time postmortem (P < 0.001), with Brahman carcasses showing pH at 6h postmortem as high as Brangus and Angus pH at 3h postmortem. Citrate sinthase activity 1h postmortem is different (P = 0,086) between biological types, with Brahman showing higher (P = 0.075) values than Brangus animals. The mitochondrial oxygen flux consumption at state 4 (ST4_O) showed interaction (P = 0.050) between biological types and temperature, as well as respiration for electron transport system uncopled from ATP production (P = 0.047), both higher for Brahman at 38.5 °C in biological types comparison. However, decreased ST4_O was observed only for Brahman animals when temperature was increased. Higher resistance to pH decline and higher mitochondrial respiration after slaughter to Brahman cattle were followed by reduced (P = 0.058) complete &mu;-calpain autolysis at 24h postmortem. Titin degradation after 7d aging was reduced (P = 0.056) and kept lower (P = 0.031) after 14d to Brahman when compared to other biological types. The 150 kDa band from alpha-IIspectrin degradation at 24h postmortem is lower (P = 0.011) to Brahman, as well as desmin degradation (P = 0.019) and troponin-T (P = 0.001). Desmin and troponin-T had its degradation reduced extended until 14d aging for this biological type. Therefore, Brahman biological type has an adaptive muscular mechanism that involves higher mitochondrial content, with higher proton leak in electron transport system and that can be related with reduced rate for &mu;-calpain activation, reduced protein degradation and, consequentely, reduced rate and extension to beef tenderization for these animals.

Amaciamento natural devido proteólise miofibrilar pelas enzimas calpaínas (cálcio-dependentes) e descoloração devido oxidação do pigmento mioglobina podem ocorrer em carne maturada. Em bovinos, o tipo biológico Bos indicus apresenta maior atividade de calpastatina (CAST, inibidora das calpaínas) no músculo e concentração de melanina (modulador de vitamina D3) na pele do que Bos taurus. Maior concentração de melanina na pele reduz fotossíntese de vitamina D3 e, subsequentemente, poderia reduzir as concentrações de seus metabólitos 25-hidróxivitamina D3 (25-D) e 1,25-di-hidróxi-vitamina D3 (1,25-D; modulador de cálcio) no plasma de Bos indicus. Nos casos de maiores concentrações de 1,25-D plasmático, uma melhor absorção de cálcio da dieta com aumento de suas concentrações no plasma e músculo poderia resultar em atividade melhorada das calpaínas. Além disso, maiores concentrações de 1,25-D plasmático poderiam colaborar para minimizar oxidação de carne devido sua propriedade antioxidante. Então, além da maior atividade de CAST no músculo, os Bos indicus poderiam ter mais duas desvantagens para produzir carne mais macia e menos oxidada: concentrações maiores de melanina na pele e menores de 1,25-D no plasma. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar as relações entre as concentrações de melanina total (MELT) e suas frações [faeumelanina (FAE) e eumelanina (EUM)] na pele, metabólitos da vitamina D3 (25-D e 1,25-D) no plasma, cálcio plasmático e muscular e maciez [Índice de Fragmentação Miofibrilar (MFI) e força de cisalhamento (FC)] e cor (valores de L*, a* e b*) em carne maturada (1, 7 e 14 dias) e suas associações com polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs) nos genes candidatos receptor da melanocortina-1 [MC1R; rs109688013 (C/T) e rs110710422 (G/-)], proteína ligante à vitamina D3 [DBP; rs136359868 (T/C) e rs135330728 (T/C)] e CAST [rs109384915 (T/C)]. Bovinos Nelore (n=86), abatidos com 516 ± 39 kg aos 24 ± 1 meses, foram usados para determinação dos genótipos e mensuração das características. Na pele, a fração EUM foi positivamente correlacionada com MELT, mais do que a fração FAE. As frações de melanina na pele foram correlacionadas negativamente. A fração FAE foi correlacionada negativamente com 1,25-D plasmático, mas não foi correlacionada com 25-D plasmático. Melanina e suas frações na pele e metabólitos da vitamina D3 no plasma não foram correlacionadas com cálcio plasmático e muscular. Todavia, cálcio no plasma e músculo foram correlacionados positivamente com MFI e valores de L* e b* e negativamente com FC e valores de a*. A EUM e MELT na pele foram correlacionadas negativamente com FC e valores de a* e b* e positivamente com valores de L*, enquanto que 25-D no plasma foi correlacionada positivamente com MFI e valores de a* e b* e negativamente com valores de L*. A FAE foi correlacionada positivamente com MFI e negativamente com os valores de L*, a* e b*. No gene MC1R, o alelo T do SNP rs109688013 apresentou-se fixado (100%) na população, enquanto que o alelo G e sua deleção (-) do SNP rs110710422 tiveram frequência de 97,7 e 2,3%, respectivamente. SNPs do gene MC1R resultaram nos genótipos do loco Extension (E/E = T/T + G/G e E/e = T/T + G/-), que foi associado com 1,25-D plasmático e valores de b* no dia 1. No gene DBP, o alelo C do SNP rs136359868 foi menos frequente (3,5%) do que o alelo T, enquanto que os alelos C e T do SNP rs135330728 tiveram uma frequência de 73,8 e 26,2%, respectivamente. SNPs do gene DBP foram associados com MELT na pele e valores de L* e a* em diferentes dias. No gene CAST, os alelos C e T do SNP rs109384915 tiveram a mesma frequência. O SNP rs109384915 foi associado com MFI ao dia 7 e a substituição do alelo T por C reduziu os valores de MFI e a* no dia 7 e os valores de b* no dia 1. Ao final, maiores concentrações de FAE na pele e 25-D no plasma melhoraram proteólise miofibrilar e cor de carne, enquanto as maiores concentrações de EUM e MELT na pele resultaram em uma carne mais macia com uma pior cor. Associações do loco Extension e dos SNPs no gene DBP com cor de carne parecem consequência das diferenças em 1,25-D no plasma e melanina na pele. SNP do CAST associou-se com proteólise miofibrilar e cor de carne maturada, mas não com FC. / Natural tenderization by myofibrillar proteolysis through the calpains enzymes (calcium-dependent) and discoloration by oxidation of myoglobin pigment may occur in aged meat. In cattle, the Bos indicus biological type has higher calpastatin activity (CAST, inhibitor of calpains) in muscle and melanin concentration (modulator of vitam in D3) in skin than Bos taurus. Higher melanin concentration in skin reduces photosynthesis of vitamin D3 and, subsequently, could reduce the concentrations of its metabolites 25-hydroxy-vitamin D3 (25-D) and 1,25-di-hydroxy-vitamin D3 (1,25-D; modulator of calcium) in plasma from Bos indicus cattle. In cases of higher plasma 1,25-D concentrations, an improved absorption of calcium from the diet followed by increased plasma calcium concentrations could result in enhanced activity of calpains. Furthermore, higher plasma 1,25-D concentrations could collaborate to minimize meat oxidation due to its antioxidant propriety. Then, in addition to higher CAST activity in muscle, the Bos indicus cattle could have two more disadvantages to produce tender and less oxidized meat: higher melanin concentrations in skin and lower 1,25-D concentrations in plasma. Hence, the objective of this work was to study the relationships between the concentrations of total melanin (MELT) and its fractions [pheomelanin (PHEO) and eumelanin (EUM)] in skin, vitamin D3 metabolites (25-D and 1,25-D) in plasma, plasma and muscle calcium, and tenderness [Myofibrillar Fragmentation Index (MFI) and shear force (SF)] and color (L*, a*, and b* values) in aged meat (1, 7, and 14 days) and their associations with single nucleotide polymorphisms (SNPs) in candidate genes as melanocortin-1 receptor [MC1R; rs109688013 (C/T) and rs110710422 (G/-)], vitamin D3-binding protein [DBP; rs136359868 (T/C) and rs135330728 (T/C)], and CAST [rs109384915 (T/C)]. Nellore cattle (n=86), slaughtered with 516 ± 39 kg at 24 ± 1 months, were used for genotyping and traits measurements. In skin, the EUM fraction was positively correlated with MELT than the PHEO fraction. The melanin fractions in skin were negatively correla ted. The PHEO fraction was negatively correlated with plasma 1,25-D, but not with plasma 25-D. Melanin and its fractions in skin and vitamin D3 metabolites in plasma were not correlated with plasma and muscle calcium. Nevertheless, plasma and muscle calcium were positively correlated with MFI, and L* and b* values and negatively correlated with SF and a* values. The EUM and MELT in skin were negatively correlated with SF, and a* and b* values and positively correlated with L* values, while 25-D in plasma was positively correlated with MFI, and a* and b* values and negatively correlated with L* values. The PHEO was positively correlated with MFI and negatively correlated with L*, a*, and b* values. In MC1R gene, the rs109688013 SNP allele T was fixed (100%) in the population, while the rs110710422 SNP allele G and its deletion (-) had a frequency of 97.7 and 2.3%, respectively. MC1R SNPs resulted in genotypes of the Extension locus (E/E = T/T + G/G and E/e = T/T + G/-), which was associated with plasma 1,25-D and b* values at the day 1. In DBP gene, the rs136359868 SNP allele C was less frequent (3.5%) than allele T, while rs135330728 SNP alleles C and T had a frequency of 73.8 and 26.2%, respectively. DBP SNPs were associated with MELT in skin, and L* and a* values at different days. In CAST gene, the rs109384915 SNP alleles C and T had a similar frequency. The rs109384915 SNP was associated with MFI at the day 7 and the substitution from allele T to C reduced the MFI and a* values at the day 7 and the b* values at the day 1. At last, higher skin PHEO and plasma 25-D concentrations improved the myofibrillar proteolysis and meat color, while higher skin EUM and MELT concentrations resulted in a meat with improved tenderness and worsened color. Associations of the Extension locus and polymorphisms in DBP gene with the meat color seem to be a consequence of the differences in plasma 1,25-D and skin melanin. CAST SNP is associated with myofibrillar proteolysis and meat color, but not with SF.

Human practices have resulted in great damage to the environment. Carbon-depletion, water and air pollution, as well as global warming are examples of the environmental footprints caused by several industries and their related applications. Detergency (cleaning) is widely practiced operation in household, industry and institutional sectors and thus consumes significant amounts of water, energy and chemicals and, therefore, contributes appreciably to the environmental destruction. This process is still not fully understood, on a molecular level, and not acceptably optimised. Therefore, this study is a contribution toward a better fundamental understanding and optimisation of protein stain removal from interfaces, which may ultimately result in the development of environmentally friendly and sustainable cleaning products and technologies. In this research, the cleaning of rubisco, a grassy protein stain, from different surfaces (hydrophobic, hydrophilic, and dyed) using different cleaning agent formulations was investigated. These studies encompassed experimental work and fundamental analysis in terms of mathematical modelling. The results revealed a consistent correlation between enzyme adsorption kinetics and stain cleanability. Higher adsorption and desorption absolute rates ( a k and d k ) resulted in higher enzyme mobility and thus higher stain cleanability regardless of the enzyme adsorbed amount. Surface chemistry underlying the stain has indirectly influenced stain cleanability through the alteration of enzyme adsorption kinetics. Such fundamental findings may aid in screening enzyme candidates for detergent formulations and may also assist in designing easily cleanable surfaces. Another fundamental finding is the cooperative cleaning mechanism of surfactant and enzyme of rubisco stain from different interfaces. The break down of intermolecular physical bonds between interfacial rubisco molecules by surfactants and the break down of the intramolecular covalent bonds by enzyme resulted in a higher protein displacement from interfaces. The overall protein removal by the two different actions of surfactant and enzyme showed a superiority of a biosurfactant-enzyme formulation. This finding may have significant implications on developing sustainable detergents that have superior cleaning performance and no or minimal environmental hazard. Overall, the findings reported in this Ph.D. thesis may form a basis for further comprehensive scientific research, which may ultimately provide detergent market with more efficient and optimum cleaning products and technologies.

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Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2008. / Härtill 5 uppsatser.