This study presents a model for the organization of educational content customized for environments of individual studies. For many students the availability of content in general form can not be efficient. It proposed a multilevel structure of concepts to provide the development of different combinations to show the same content. The work shows that it is possible to customize the content in order to encourage other students with the use of proximal learning standards. These patterns are obtained from the analysis of the action of students with positive results in the individual organization of the content. The formal representation establishes the definition of the student profile, multi-level content, the distribution plan of correction of concepts and teaching career. The structure of the trajectory of student teaching is formally established by the method of finite differences. The system uses artificial intelligence techniques to organize and personalize content reactively. Customization is provided by an artificial neural network that enables the classification of the student profile and assign that profile to a standard proximal learning. To mediate and adjust the contents of a reactive system was inserted into a set of rules from experts in teaching. The experiment showed the applicability and appropriateness of the proposed model. The results indicated the suitability of the approach by automating the organization\'s custom content so adaptive and reactive. The intelligent system to establish the structure of the custom content to be presented was considered efficient, giving the student a better use of the content, with higher and lower final average study time and content presented. / Este trabalho apresenta uma modelagem para a organização personalizada de conteúdos didáticos para ambientes de estudos individuais. Para muitos estudantes a disponibilização do conteúdo em formato generalizado pode não ser eficiente. É proposta uma estrutura multinível de conceitos para proporcionar o desenvolvimento de diferentes combinações para a apresentação do mesmo conteúdo. O trabalho mostra que é possível personalizar o conteúdo de forma a favorecer outros estudantes com o uso de padrões proximais de aprendizagem. Estes padrões são obtidos da análise da ação de estudantes, com resultados positivos na organização individual do conteúdo. A representação formal estabelece a definição do perfil do estudante, o conteúdo multinível, o plano de distribuição dos conceitos e a correção da trajetória didática. A estruturação da trajetória didática do estudante é formalmente estabelecida pelo método das diferenças finitas. O sistema utiliza técnicas de inteligência artificial para organizar e personalizar reativamente o conteúdo. A personalização é proporcionada por uma rede neural artificial que possibilita a classificação do perfil do estudante e associa esse perfil a um padrão proximal de aprendizagem. Para mediar e ajustar o conteúdo de forma reativa foi inserido no sistema um conjunto de regras de especialistas em docência. O experimento realizado mostrou a aplicabilidade e a adequação da modelagem proposta. Os resultados indicaram a adequação da abordagem, automatizando a organização personalizada do conteúdo de forma adaptativa e reativa. O sistema inteligente ao estabelecer a estruturação personalizada do conteúdo a ser apresentado foi considerado eficiente, proporcionando ao estudante um melhor aproveitamento do conteúdo, com maior média final e menor tempo de estudo e conteúdo apresentado. / Doutor em Ciências

A hipertensão arterial essencial é caracterizada pela elevação crônica da pressão arterial e representa o principal fator de risco para doenças cardiovasculares e renais. O rim participa do controle da pressão arterial e alterações intrínsecas no manuseio renal de sódio desempenham papel importante na patogênese da hipertensão essencial. Os túbulos proximais renais são responsáveis pela reabsorção da maior parte do sódio filtrado nos glomérulos e a maior parte da reabsorção de sódio neste segmento faz-se através da troca de Na+ por H+ em membrana apical, mediada pela isoforma 3 do trocador Na+/H+ (NHE3). Entretanto, os dados existentes referentes à modulação renal do NHE3 em modelos de hipertensão são ainda conflitantes. Este estudo teve como objetivo avaliar as possíveis alterações funcionais do trocador Na+/H+ NHE3 em túbulo proximal renal na linhagem SHR no estágio de préhipertensão (5 semanas) e de hipertensão (14 semanas) e investigar se estas alterações são acompanhadas de alterações na atividade e na expressão da proteína cinase A (PKA) e de proteínas fosfatase-1 (PP1). Por meio de microperfusão estacionária in vivo mediu-se a atividade do NHE3 em túbulo proximal e verificou-se que a reabsorção de bicarbonato foi reduzida em 62 ± 6 % (P < 0,001) na transição do J-SHR para o A-SHR enquanto foi aumentada em 113 ± 10 % (P < 0,001) na transição entre o J-WKY e o A-WKY. A atividade estimulada do NHE3 em J-SHR é decorrente da redistribuição do NHE3 do domínio intermicrovilar (IMV) para o domínio das microvilosidades (MMV) e do baixo nível de fosforilação da serina 552, sítio consenso para a PKA. Por outro lado, durante a fase de hipertensão, a atividade diminuída do NHE3 deve-se à sua redistribuição para o IMV e ao aumento da fosforilação na serina 552. Para testar a hipótese de que os níveis de fosforilação do NHE3 estariam aumentados em túbulo proximal de SHR adulto devido ao aumento da atividade da PKA e/ou à diminuição na atividade da PP1, foram avaliados tanto os níveis de fosforilação quanto a atividade do NHE3 em SHR jovens e adultos em resposta ao 6MB-cAMP (análogo ao cAMP que ativa especificamente a PKA). O JSHR apresentou um aumento tanto nos níveis de fosforilação da serina 552 (179 ± 14 %, P < 0,001) quanto nos de inibição da atividade (65 ± 10 %, P < 0,001) do NHE3 em relação ao J-SHR em resposta ao 6MB-cAMP. Já no A-SHR, a fosforilação da serina 552 aumentou moderadamente (36 ± 4 %, P < 0,01), assim como inibiu moderadamente (23 ± 9 %, P < 0,05) a atividade do NHE3 em resposta ao 6MBcAMP. Adicionalmente, verificou-se que não houve alteração da atividade da PKA entre os animais nem ao longo da idade e nem entre as linhagens. Por sua vez, o JSHR apresentou maior atividade da PP1 que o A-SHR (1640 ± 107 vs. 940 ± 119 pM/?g, P < 0,01). Além disso, houve uma diminuição na expressão da PP1? no ASHR (32 ± 8 %, P < 0,01) quando comparado ao J-SHR. Os dados sugerem que o NHE3 é diferencialmente regulado antes e após o desenvolvimento da hipertensão em SHR por mecanismos que envolvem modificações pós-transcricionais e distribuição subcelular. Além do mais, a regulação diferencial dos níveis de fosforilação do NHE3 tubular proximal antes e após o desenvolvimento da hipertensão em SHR é devida, provavelmente, a alterações na atividade e na expressão da PP1 / Essential hypertension is characterized by chronic elevation of blood pressure and represents the major risk factor for cardiovascular and renal diseases. The kidney participates in the blood pressure control and intrinsic changes in renal sodium handling play an important role in the pathogenesis of essential hypertension. The renal proximal tubule is responsible for reabsorption of the great majority of sodium that is filtered by the glomerulus and the principal apical membrane mechanism for sodium reabsorption in this nephron is Na+/H+ exchanger isoform 3 (NHE3)- mediated Na+/H+ exchange. However, conflicting data have been reported with regard to NHE3 modulation in experimental models of hypertension. This study aimed to evaluate the possible functional changes of the Na+/H+ exchanger NHE3 in the renal proximal tubule of SHR both at the pre-hypertensive (5 weeks) and at hypertensive (14 weeks) stages and to investigate whether these changes were accompanied by changes in the activity and/or expression of protein kinase A (PKA) and protein phosphatase 1 (PP1). Proximal tubule NHE3 activity was measured by means of stationary microperfusion. Bicarbonate reabsorption was found to be decreased by 62 ± 6 % (P < 0.001) in the transition from youth to adulthood in SHR (Y-SHR to A-SHR), whereas in the transition from Y-WKY to A-WKY it increased by 113 ± 10 % (P < 0.001). Stimulated NHE3 activity in Y-SHR was due to redistribution of NHE3 from intermicrovilar domain (IMV) to microvilar domain (MMV) and to a lower level of serine 552 phosphorylation, a consensus site for PKA. Conversely, during the hypertensive stage, decreased NHE3 activity was due to increased redistribution of NHE3 to the IMV domain and increased phosphorylation at serine 552. To test the hypothesis that the increased levels of NHE3 phosphorylation in the proximal tubule of adult SHR were due to increased PKA activity and/or decreased PP1 activity, it was evaluated both phosphorylation levels and activity of NHE3 in young and adult SHR in response to 6MB-cAMP (an cAMP analog that specifically activates PKA). Y-SHR showed an increase both in the phosphorylation levels at serine 552 (179 ± 14 %, P < 0.001) and in the inhibition of NHE3 transport activity (65 ± 10 %, P < 0.001) compared to Y-SHR in response to 6MB-cAMP. With respect to A-SHR, the phosphorylation of serine 552 was slightly increased (36 ± 4 %, P < 0.01) and NHE3 activity was mildly inhibited (23 ± 9 %, P < 0.05) in response to 6MB-cAMP. Additionally, PKA activity remained unchanged with both age and strain. Nevertheless, Y-SHR exhibited higher PP1 activity than A-SHR (1640 ± 107 vs. 940 ± 119 pM/?g, P < 0.01). Furthermore, PP1? expression was decreased in the renal cortex of A-SHR (32 ± 8 %, P < 0.01) compared to Y-SHR. Taken together, these data suggest that NHE3 is differentially regulated before and after development of hypertension in SHR by mechanisms involving post-translational modifications and subcellular distribution. Moreover, the differential regulation of proximal tubule NHE3 phosphorylation levels before and after development of hypertension in SHR is most likely due to changes on the activity and expression of PP1

O escorregamento epifisário proximal do fêmur (EEPF) é a afecção do quadril mais comum na adolescência e se caracteriza pela excentricidade da epífise em relação à metáfise. Deformidades anatômicas residuais e efeitos secundários no mecanismo abdutor podem estar associados à perda de força abdutora. Objetivamos avaliar a função da musculatura abdutora do quadril após tratamento cirúrgico com osteotomia femoral basocervical e cervicoplastia e comparar os resultados com indivíduos saudáveis. Vinte e quatro pacientes com EEPF moderado ou grave foram submetidos à osteotomia femoral basocervical e cervicoplastia entre 2012 e 2015, e foram avaliados prospectivamente com seguimento mínimo de um ano (idade média 14,9 ± 1,6 anos). O grupo controle foi composto por 15 indivíduos saudáveis sem sintomas no quadril (16,5 ± 2,5 anos). Avaliamos a amplitude de abdução passiva dos quadris, força concêntrica dos músculos abdutores do quadril por meio de dinamometria isocinética a 60°/s e a 120°/s, teste de Trendelenburg, e a pontuação dos questionários Harris Hip Score (HHS) e 12-Item Short-Form Health Survey (SF-12). Um subgrupo de sete pacientes foi submetido à avaliação longitudinal aos seis, 12 e 24 meses de pós-operatório. No seguimento final, comparamos a função abdutora dos quadris com escorregamentos moderados e graves submetidos à osteotomia basocervical e cervicoplastia, com escorregamentos contralaterais mais leves, submetidos à fixação in situ, quadris contralaterais sem EEPF, e grupo controle. No subgrupo avaliado longitudinalmente, houve melhora significativa na força muscular abdutora dos quadris durante os dois anos de seguimento (60º/s, p=0,048; 120º/s, p=0,001). O seguimento final médio de todos os pacientes foi de 1,6 ± 0,6 anos. Quadris com EEPF apresentaram a média de pico de torque abdutor diminuída quando comparados aos quadris contralaterais sem escorregamento (60º/s, p=0,004; 120º/s, p<0,001) e aos quadris dos indivíduos controles (60º/s, p<0,001; 120º/s, p<0,001). Após a osteotomia basocervical e cervicoplatia, os quadris apresentaram média de pico de torque abdutor (60°/s, p=0,63; 120º/s, p=0,99) e amplitude de abdução passiva (p=0,5) semelhante aos quadris fixados in situ. Houve correlação positiva significativa entre médias de pico de torque abdutor e a amplitude de abdução passiva do quadril (coeficiente de Spearman, 0,36; p<0,001). O sinal de Trendelenburg foi ausente em 91,6% dos pacientes no tempo final de seguimento. As médias das pontuações dos questionários dos pacientes no seguimento final foram de 94.8 ± 7.3 para o HHS; 52.6 ± 6.8 e 57.6 ± 4.6 para os componentes físico e mental do SF-12, respectivamente. Concluímos que o restabelecimento de força de mecanismo abdutor é progressivo nos dois anos após osteotomia basocervical e cervicoplastia, porém a força não foi restabelecida aos níveis normais. Um ano não foi suficiente para recuperação da força abdutora. Os resultados da osteotomia basocervical realizada em quadris com EEPF moderado e grave foram comparáveis aos resultados de quadris com desvio inicial significativamente menores submetidos à fixação in situ. / Slipped capital femoral epiphysis (SCFE) is a common hip disorder in adolescence and is characterized by the eccentricity of the epiphysis in relation to the metaphysis. The condition is associated with loss of abductor strength as a consequence of residual anatomical deformities and secondary effects in the abductor mechanism. We aimed to evaluate the abductor muscle function after the surgical treatment with basicervical femoral osteotomy and head-neck osteochondroplasty, comparing with healthy control individuals. Twenty-four patients with moderate or severe SCFE underwent basocervical femoral osteotomy and osteochondroplasty between 2012 and 2015, and were prospectively evaluated with a minimum follow-up of one year (mean age: 14.9 ± 1.6 years). The control group consisted of 15 individuals without hip symptoms (16.5 ± 2.5 years). We evaluated the passive range of hip abduction, concentric strength of the hip abductor muscles by means of isokinetic dynamometry at 60°/s and 120°/s, Trendelenburg test, Harris Hip Score (HHS) and 12-item short-form health survey (SF-12). A subset of seven patients underwent to longitudinal evaluation at six, 12 and 24 postoperative months. At the final follow-up, we compared the abductor function of the hips with moderate and severe slips submitted to basocervical osteotomy and cervicoplasty, with less severe contralateral slips submitted to in situ fixation, contralateral hips without SCFE, and control group. The subgroup assessed longitudinally had a significant improvement in the abductor muscular strength of the hips during two years of follow-up (60º/s, p = 0.048, 120º/s, p = 0.001). The mean final follow-up of all patients was 1.6 ± 0.6 years. The mean peak abductor torque was decreased in hips with SCFE when compared to the contralateral non-slip side (60º/s, p = 0.004; 120º/s, p <0.001); and control individuals (60º/s, p<0.001; 120º/s, p<0.001). After a basicervical osteotomy and osteochondroplasty, hips had a mean abductor torque (60º/s, p=0.63; 120º/s, p=0.99) and range of abduction (p=0.5) similar to hips pinned in situ. Abduction strength had significant positive correlation with the passive range of abduction (Spearman\'s coefficient, 0.36; p<0.001).The Trendelenburg signal was absent in 91.6% of the patients at the final follow-up. The mean HHS at the final follow-up was 94.8 ± 7.3; and the physical and mental components of the SF-12 were 52.6 ± 6.8 and 57.6 ± 4.6. We conclude that the restoration of abductor strength is progressive in two years following basicervical osteotomy and osteochondroplasty. One year was not enough for the restoration of the abductor strength. The outcomes of the basicervical osteotomy performed in hips with moderate and severe SCFE were comparable to in situ fixation performed in much less severe slips.

A isoforma 3 do trocador Na+ /H+ (NHE3), presente em membrana apical, é a proteína de transporte que medeia a maior parte da reabsorção de NaCl e NaHCO3- em túbulo proximal renal. A fosforilação direta do NHE3 por PKA na serina 552 é um dos mecanismos pelos quais a sua atividade pode ser inibida. A ligação da angiotensina II (Ang II) ao receptor AT1 (AT1R) em túbulo proximal estimula a atividade do NHE3 por diferentes vias de sinalização. Entretanto, não foram ainda bem estabelecidos os efeitos da ativação da via AT1R/Gi, com consequente diminuição nos níveis de cAMP, na regulação do NHE3. A Ang II pode ainda estimular a atividade do NHE3 por promover a sua translocação da base para o corpo das microvilosidades, entretanto, o papel da proteína motora miosina IIA nesta translocação em resposta à Ang II ainda não foi estabelecido. Sendo assim esta tese teve como objetivos: (1) testar a hipótese de que a Ang II diminui os níveis de fosforilação do NHE3 mediados pelo cAMP/PKA na serina 552 aumentando a sua atividade por reduzir os níveis de cAMP e (2) testar a hipótese de que a miosina IIA participa da redistribuição do NHE3 da base para o corpo das microvilosidades em túbulo proximal renal em condições de estímulo da reabsorção de sódio, como ocorre em resposta à Ang II. Visando avaliar os efeitos da ativação da via AT1R/Gi na regulação do NHE3, verificamos, por meio da técnica de recuperação do pH dependente de Na+, que, em condições basais, a Ang II estimulou a atividade do NHE3, mas não alterou a atividade da PKA e nem afetou os níveis de fosforilação do NHE3 na serina 552 em uma linhagem de células de túbulo proximal (OKP). Entretanto, na presença da forskolin (FSK), agente que eleva os níveis intracelulares de cAMP, a Ang II foi capaz de contrapor-se ao efeito inibitório da FSK sobre o NHE3 por promover redução na concentração de cAMP, diminuição da atividade da PKA e, consequentemente, diminuição nos níveis de fosforilação da serina 552. Todos os efeitos da Ang II foram bloqueados quando um pré-tratamento com Losartan, antagonista do receptor AT1, foi feito nas células OKP, destacando a contribuição da via AT1R/proteína Gi no aumento da atividade do NHE3 pela Ang II. Observamos que a inibição da proteína Gi com PTX (toxina pertussis) diminuiu a atividade do NHE3 em células OKP e que a PTX diminuiu a atividade do NHE3 assim como preveniu o efeito estimulatório da Ang II sobre a atividade do NHE3 em túbulo proximal de ratos Wistar. Adicionalmente, com a intenção de avaliar os efeitos da miosina IIA na redistribuição do NHE3, constatamos que a blebistatina, inibidor da miosina IIA, preveniu completamente o aumento de atividade do NHE3 mediado pela Ang II em ratos Wistar e que o uso da blebistatina foi capaz de prevenir o aumento do NHE3 na superfície de células OKP tratadas com Ang II. Em conjunto, nossos resultados sugerem que a Ang II contrapõe-se aos efeitos do cAMP/PKA sobre a fosforilação e a atividade do NHE3 pela ativação da via AT1R/Gi e que a miosina IIA desempenha um papel na mediação da regulação da atividade do NHE3 em túbulo proximal renal de ratos em resposta à Ang II. Sugerem ainda que a desfosforilação do NHE3 na serina 552 pode representar um evento chave na regulação do manuseio de sal tubular proximal pela Ang II na presença de hormônios natriuréticos que promovem o aumento dos níveis de cAMP e da fosforilação do transportador e que a miosina IIA está envolvida na regulação do tráfego do NHE3 em túbulo proximal renal / The Na+/H+ exchanger isoform 3 (NHE3), expressed on the apical membrane, is responsible for most NaCl and NaHCO3 - reabsorption in the renal proximal tubule. Direct phosphorylation of NHE3 by PKA at serine 552 is one of the mechanisms by which its activity is inhibited. Binding of angiotensin II (Ang II) to the AT1 receptor (AT1R) in the proximal tubule stimulates NHE3 activity through multiple signaling pathways. However, the effects of AT1R/Gi activation and subsequent decrease in cAMP accumulation on NHE3 regulation are not well established. Ang II can also stimulate NHE3 activity by promoting its translocations from the base to the body of the microvilli, however, the role of the myosin IIA motor protein in this translocation in response to Ang II is not yet established. Therefore, the aims of this thesis are: (1) to test the hypothesis that Ang II decreases the cAMP/PKA-mediated NHE3 phosphorylation levels at serine 552 increasing its activity by reducing cAMP levels and (2) to test the hypothesis that myosin IIA participates in the NHE3 redistribution from the base to the body of the microvilli in the renal proximal tubule under conditions in which sodium reabsorption is stimulated, such as in response to Ang II. In order to evaluate the effects of AT1R/Gi pathway activation on NHE3 regulation, by means the intracellular pH recovery technique, we verified that under basal conditions, Ang II stimulated NHE3 activity but did not affect PKA-mediated NHE3 phosphorylation at serine 552 in opossum kidney (OKP) cells. However, in the presence of the cAMP-elevating agent forskolin (FSK), Ang II counteracted FSK-induced NHE3 inhibition, reduced intracellular cAMP concentrations, lowered PKA activity, and prevented the FSK-mediated increase in NHE3 serine 552 phosphorylation. All effects of Ang II were blocked by pretreating OKP cells with the AT1R antagonist Losartan, highlighting the contribution of the AT1R/Gi pathway in Ang II-mediated NHE3 upregulation under cAMP-elevating conditions. We also verified that Gi protein inhibition by pertussis toxin treatment decreased NHE3 activity both in vitro and in vivo and, more importantly, prevented the stimulatory effect of Ang II on NHE3 activity in Wistar rat proximal tubules. Additionally, we assessed the effects of myosin IIA on NHE3 redistribution, and found that blebbistatin, a myosin IIA inhibitor, completely prevented the increase of Ang II-mediated NHE3 activity in Wistar rats and that blebbistatin was able to prevent the increase of NHE3 on the Ang II-treated OKP cells surface. Collectively, our results suggest that Ang II counteracts the effects of cAMP/PKA on NHE3 phosphorylation and inhibition by activating the AT1R/Gi pathway and that myosin IIA plays a role in mediating the NHE3 activity regulation in the rat renal proximal tubule in response to Ang II. Furthermore, these findings support the notion that NHE3 dephosphorylation at serine 552 may represent a key event in the regulation of renal proximal tubule sodium handling by Ang II in the presence of natriuretic hormones that promote cAMP accumulation and transporter phosphorylation, and that myosin IIA is involved in NHE3 trafficking regulation in the renal proximal tubule

[pt] Algoritmos para a resolução de problemas de programação mista 0-1 gerais baseados em cortes derivados dos métodos lift-and-project, tem se mostrado bastante eficientes na prática. Estes cortes são gerados resolvendo um problema que depende de uma certa normalização. Desde um ponto de vista teórico, o bom comportamento destes algoritmos não foi completamente compreendido, especialmente no que diz respeito à normalização. Neste trabalho consideramos normalizações gerais definidas por um conjunto convexo fechado arbitrário, estendendo assim a análise teórica desenvolvida nos anos noventa. Apresentamos um marco teórico que abarca todas as normalizações previamente estudadas e introduzimos novas normalizações, analisando as propriedades dos cortes associados.Introduzimos também uma nova fórmula de atualização do parâmetro proximal para uma variante dos métodos de feixes. Estes métodos são bem conhecidos pela sua eficiência na resolução de problemas de otimização não diferenciável. Por último, propomos uma metodologia para eliminr soluções redundantes de programas inteiros combinatórios. Nossa proposta baseia-se na utilização da informação de simetria do problema, eliminam a simetria sem prejudicar a solução do problema inteiro. / [en] Algorithms for general 0-1 mixed integer programs can be successfully developed by using lift-and-project methods to generate cuts. Cuts are generated by solving a cut- generation-program that depends on a certain normalization. From a theoretical point of view, the good numerical behavior of these cuts is not completely understood yet, specially, concerning to the normalization chosen. We consider a general normalization given by an arbitrary closed convex set, extending the theory developed in the 90's. We present a theoretical framework covering a wide group of already known normalizations. We also introduce new normalizations and analyze the properties of the associated cuts. In this work, we also propose a new updating rule for the prox parameter of a variant of the proximal bundle methods, making use of all the information available at each iteration. Proximal bundle methods are well known for their efficiency in nondifferentiable optimization. Finally, we introduce a way to eliminate redundant solutions ( due to geometrical symmetries ) of combinatorial integer program. This can be done by using the information about the problem symmetry in order to generate inequalities, which added to the formulation of the problem, eliminate this symmetry without affecting solution of the integer problem. / [es] Los algoritmos para la resolución de problemas de programación mixta 0-1 generales que utilizan cortes derivados de los métodos lift-and-project, se han mostrado bastante eficientes en la práctica. Estos cortes se generan resolviendo un problema que depende de una cierta normalización. Desde el punto de vista teórico, el buen comportamiento de estos algoritmos no fue completamente comprendido, especialmente respecto a la normalización. En este trabajo consideramos normalizaciones generales definidas por un conjunto convexo cerrado arbitrario, extendiendo así el análisis teórico desarrollado en los años noventa. Presentamos un marco teórico que abarca todas las normalizaciones previamente estudiadas e introducimos nuevas normalizaciones, analizando las propiedades de los cortes asociados. Introducimos una nueva fórmula de actualización del parámetro de. Estoss métodos son bien conocidos por su eficiencia en la resolución de problemas de optimización no diferenciable. Por último, proponemos una metodología para eliminar soluciones redundantes de programas enteros combinatorios. Nuestra propuesta se basa en la utilización de la información de simetría del problema, eliminan la simetría sin perjudicar la solución del problema entero.