Australia's marine environment covers extended areas, from the warm northern tropical, to the sub tropical central water, the cool temperate water of the south and the cold sub-Antarctic and Antarctic water. Australia has rich area of coral reefs. The marine biodiversity in Australia is enormous. Despite incredible biodiversity, Australian research in the marine anticancer drug discoveries is low in comparison with other countries. In this research we investigated a collection of marine sponges as a source for new anticancer leads. This thesis comprises six chapters. Chapter 1 covers the importance of natural products as a source of new drugs, and an introduction to cancer as a disease, chemotherapy in cancer treatments, and the natural products as a source for anticancer drugs. Also, the basic anticancer drug development process is highlighted. Finally, a thorough review of anticancer alkaloids isolated from marine sponges is presented. Chapter 2 presents the chemical investigation into a southern Australian marine sponge Stelletta sp., which led to the isolation and structure elucidation of bistellettazines A-C the first reported examples of terpenyl-pyrrolizidines conjugate, and bistellettazole A, a unique cyclic terpenyl-imidazole conjugate. Bistellettazines A-C and bistellettazole A feature unprecedented carbon skeletons that are proposed to share a common convergent biosynthetic origin, arising via the biogenic equivalent of a Diels-Alder addition between two hypothetical polyenyl norsesquiterpene precursors. The cytotoxic activity (in vitro) for these new alkaloids is also discussed. Chapter 3 discusses the isolation and structure elucidation of four new discorhabdins analogues namely, dihydrodiscorhabdin A, debromodiscorhabdin A, discorhabdin X and dihydrodiscorhabdin L. In addition, the known compounds discorhabdin A and discorhabdin D, were isolated from two southern Australian marine sponge specimens of the genera Higginsia and Spongosorites. The cytotoxic activity (in vitro) for these new alkaloids was also discussed. Chapter 4 discloses chemical investigation into two southern Australian marine sponge specimens of the genera Clathria and Ptilocaulis. Four new mirabilin analogues (mirabilins H-K) were isolated and characterized along with known mirabilin C, F (for the first time as TFA salt) and mirabilin G. The cytotoxic activity (in vitro) for these new alkaloids was also discussed. Chapter 5 presents the 1H NMR data for the known compounds isolated during this study, and Chapter 6 is covering the experimental part.

Australia's marine environment covers extended areas, from the warm northern tropical, to the sub tropical central water, the cool temperate water of the south and the cold sub-Antarctic and Antarctic water. Australia has rich area of coral reefs. The marine biodiversity in Australia is enormous. Despite incredible biodiversity, Australian research in the marine anticancer drug discoveries is low in comparison with other countries. In this research we investigated a collection of marine sponges as a source for new anticancer leads. This thesis comprises six chapters. Chapter 1 covers the importance of natural products as a source of new drugs, and an introduction to cancer as a disease, chemotherapy in cancer treatments, and the natural products as a source for anticancer drugs. Also, the basic anticancer drug development process is highlighted. Finally, a thorough review of anticancer alkaloids isolated from marine sponges is presented. Chapter 2 presents the chemical investigation into a southern Australian marine sponge Stelletta sp., which led to the isolation and structure elucidation of bistellettazines A-C the first reported examples of terpenyl-pyrrolizidines conjugate, and bistellettazole A, a unique cyclic terpenyl-imidazole conjugate. Bistellettazines A-C and bistellettazole A feature unprecedented carbon skeletons that are proposed to share a common convergent biosynthetic origin, arising via the biogenic equivalent of a Diels-Alder addition between two hypothetical polyenyl norsesquiterpene precursors. The cytotoxic activity (in vitro) for these new alkaloids is also discussed. Chapter 3 discusses the isolation and structure elucidation of four new discorhabdins analogues namely, dihydrodiscorhabdin A, debromodiscorhabdin A, discorhabdin X and dihydrodiscorhabdin L. In addition, the known compounds discorhabdin A and discorhabdin D, were isolated from two southern Australian marine sponge specimens of the genera Higginsia and Spongosorites. The cytotoxic activity (in vitro) for these new alkaloids was also discussed. Chapter 4 discloses chemical investigation into two southern Australian marine sponge specimens of the genera Clathria and Ptilocaulis. Four new mirabilin analogues (mirabilins H-K) were isolated and characterized along with known mirabilin C, F (for the first time as TFA salt) and mirabilin G. The cytotoxic activity (in vitro) for these new alkaloids was also discussed. Chapter 5 presents the 1H NMR data for the known compounds isolated during this study, and Chapter 6 is covering the experimental part.

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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / As comunidades marinhas são afetadas por diversos fatores, que dentro do contexto de estrutura trófica, podem ser divididos em forças bottom-up (forças ascendentes), como por exemplo, a disponibilidade de nutrientes, e forças top-down (forças descendentes), como por exemplo, a predação. Além de modificações na estrutura das comunidades e populações de organismos, essas forças podem influenciar a produção de metabólitos secundários pelos organismos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito das perturbações ambientais geradas pelas manipulações separadas e interativas de exclusão de macropredadores e enriquecimento com nutrientes sobre a estrutura e sobre as respostas metabólicas de comunidades marinhas incrustantes de substratos artificiais no costão rochoso de Biscaia, Baía da Ilha Grande, RJ. O desenho experimental utilizou blocos de concreto como substrato artificial, os quais foram espalhados aleatoriamente na região de infralitoral do costão rochoso. O experimento compreendeu o uso de blocos Controle (ausência de manipulação) e quatro tratamentos, todos com cinco réplicas cada. Os tratamentos foram: tratamento Exclusão de predação (gaiola contra a ação de macropredadores), tratamento Nutriente (sacos de fertilizante de liberação lenta), tratamento Nutriente + exclusão de predação (gaiola contra ação de macropredadores e sacos de fertilizante de liberação lenta) e o tratamento Controle de artefatos (gaiola semifechada para avaliar geração de artefatos). Uma área de 15 x 15 cm do bloco foi monitorada a cada 20 dias, totalizando dez medições. Foram utilizados métodos de monitoramento visual e digital de porcentagem de cobertura por espécie. O enriquecimento com nutrientes foi avaliado através de medições da concentração dos nutrientes Ortofosfato, Nitrato, Nitrito e Amônio na água do entorno do bloco. Para analisar os possíveis artefatos foi realizado experimento de fluxo de água (método Clod card) e a luminosidade dentro das gaiolas foi medida. Os dados demonstraram modificações na estrutura das comunidades bentônicas incrustantes dos substratos artificiais devido às manipulações realizadas, ou seja, pelo enriquecimento com nutrientes, pela exclusão de predação e pela interação entre os dois fatores (Nutriente + exclusão de predação). Além disso, diferenças metabólicas foram detectadas nas substâncias extraídas dos organismos dos diferentes tratamentos do experimento. Esses resultados indicam a existência de controle top-down e bottom-up sobre a comunidade bentônica do local. / Marine communities can be affected by many factors. Within the context of trophic structure, these factors can be divided into bottom-up forces, such as nutrient availability, and top-down forces, for example, predation. In addition to changes in the structure of communities and populations of organisms, these forces can influence the production of secondary metabolites. This study aimed to evaluate the effect of environmental perturbations generated by separate and interactive manipulations of macropredators exclusion and nutrient enrichment on the communitys structure and the metabolic responses of marine fouling communities of artificial substrates in Biscaia rocky shores, Ilha Grande Bay, RJ. The experimental design used concrete blocks as artificial substrate. The blocks were randomly scattered in the sub tidal region of the rocky shore. The experiment involved the use of Control blocks (no manipulation) and four treatments with five replicates each. The treatments were: Predator Exclusion treatment (cages excluding macropredators), Nutrient treatment (packs with slow-releasing fertilizer), Nutrient + predator exclusion treatment (cage excluding macropredators and packs with slow-releasing fertilizer), and Artifacts control treatment (semi-closed cage to assess artifacts effects). An area of 15 x 15 cm of each block was monitored every 20 days, totaling ten measurements. Visual and digital species percentage coverage methods were used. To assess nutrient water enrichment, we measured concentration of nutrients (orthophosphate, nitrate, nitrite and ammonium) in the water. To evaluate possible cages experimental artifacts, a water flow test (Clod card method) was performed, and luminosity inside the cages was measured. Data demonstrated changes in the structure of fouling communities on artificial substrates due to the manipulations performed, i.e., the nutrient enrichment, predation exclusion and the interaction between these two factors (Nutrient + predator exclusion). Moreover, differences were observed in substances extracted from organisms in different treatments of the experiment. These results indicate the existence of top-down and bottom-up controls on the benthic community of this site.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The biogas is a product of the microbiological degradation process of organic matter. Biogas consists mainly in methane, carbon dioxide and small amounts of hydrogen, nitrogen and hydrogen sulfide. The high methane concentration in biogas made it an attractive fuel and its use solves a problem of emission, since methane has a polluting effect superior than of carbon dioxide. The hydrogen sulfide, although present in small amounts, is a toxic and highly corrosive gas, and besides being a major pollutants of the atmosphere. In this sense, this work is dedicated to investigate the removal efficiency for H2S biofiltration process in a synthetic biogas flow. The biological processes it is an interesting alternative as compared to physical-chemical processes, and the biofiltration represents the most widely used. Performed an experimental bioreactor biofilter model and evaluated vegetable sponge as a packing for immobilization of microorganisms of the genus T. thioparus and activated sludge as medium for acclimatization of bacteria. The experiment took place within 31 days, with a flow gas of 0.02 m³.h-1, a residence time of empty bed of 190s and an affluent concentration of 10000 ppmv. During the study the system temperature kept in mesophilic range registering 28.3°C as average, however the pH range preserved below of recommended at T. thioparus bacteria, reaching pH = 2.48. The moisture of the environment remained around 55%. The removal efficiency achieved was 67% corresponding to an effluent concentration of 3314 ppm to an elimination capacity of 177 g.m-3h-1. However, the final concentration of methane decreases from 59.9% to 49.5% this is explained by the dilution of the gas by supplied air system, which is essential to feed the microbiological requirements for the H2S oxidation. The results show that it is possible to apply the vegetable sponge to biofiltration of H2S. / O biogás é um produto do processo da degradação microbiológica da matéria orgânica. Este gás consiste principalmente em metano, dióxido de carbono e pequenas quantidades de hidrogênio, nitrogênio e sulfeto de hidrogênio. A alta concentração de metano faz com que o biogás seja um combustível atraente e o seu uso resolve um problema de emissão, já que o metano tem um efeito poluente superior ao dióxido de carbono. O sulfeto de hidrogênio, embora esteja presente em pequenas quantidades, é um gás altamente tóxico e corrosivo, além de ser um dos maiores poluentes da atmosfera. Nesse sentido, dedicou-se este trabalho a investigar a eficiência de remoção de H2S por processo de biofiltração em um fluxo de biogás sintético. Os processos biológicos constituem-se como uma alternativa bastante interessante quando comparados aos processos físico-químicos, sendo que a biofiltração é o processo mais amplamente utilizado. Realizou-se estudo experimental em biorreator modelo biofiltro e avaliou-se como meio suporte esponja natural para imobilização dos microrganismos do gênero T. thioparus e lodo ativado como meio para aclimatação das bactérias. O experimento decorreu no período de 31 dias, com uma vazão de 0,02 m³.h-1, um tempo de residência do leito vazio de 190s, e uma concentração de afluente de 10000 ppmv. Durante o estudo a temperatura do sistema manteve-se na faixa mesofílica registrando-se uma média de 28,3°C, porém o pH conservou-se em um faixa abaixo da recomendada para bactérias T.thioparus, atingindo pH = 2,48. A umidade do meio permaneceu em torno de 55%. A eficiência de remoção atingida foi de 67% correspondendo a uma concentração efluente de 3314 ppmv para uma capacidade de eliminação de 177 g.m-3h-1. Entretanto, a concentração final de metano diminui de 59,9% para 49,5% isso se explica pela diluição do gás pelo ar fornecido ao sistema, o qual é essencial para suprir as necessidades microbiológicas requeridas para a oxidação do H2S. Os resultados mostram que é possível utilizar a esponja natural para biorremoção do H2S.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielleSM.pdf: 1455943 bytes, checksum: 8efcc0f4d0f0ac8dfc93b332700f07cb (MD5) Previous issue date: 2008-02-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Four different sponge species were screened using Ouchterlony agarose gel and immunodiffusion tests to identify cross-reactivity with the polyclonal antibody IgG anti-deglicosilated CvL, a lectin from Cliona varians. Crude extract from the sponge Cinachyrella apion showed cross-reactivity and also a strong haemmaglutinating activity towards human erythrocytes of all ABO groups. Thus, it was submitted to acetone fractionation, IgG anti-deglicosilated CvL Sepharose affinity chromatography, and Fast Protein Liquid Chromatography (FPLC-AKTA) gel filtration on a Superose 6 10 300 column to purify a novel lectin. C. apion lectin (CaL) agglutinated all types of human erythrocytes with preference for papainized type A and O erythrocytes. The haemagglutinating activity is independent of Ca2+, Mg2+ and Mn2+ ions, and it was strongly inhibited by the disaccharide D-lactose, up to a minimum concentration of 6.25 mM. CaL molecular mass determined by FPLC-AKTA gel filtration on a Superose 12 10 300 column and SDS gel electrophoresis was approximately 124 kDa, consisting of eight subunits of 15.5 kDa, assembled by hydrophobic interactions. The lectin was relatively heat- and pH-stable. Leishmania chagasi romastigotes were agglutinated by CaL, indicating that lactose receptors could be presented in this parasite stage. These findings are indicative of the physiological defense roles of CaL and its possible use in the antibiosis of pathogenic protozoa / Uma varredura de lectinas foi realizada em extratos prot?icos de quatro esp?cies de esponjas utilizando t?cnicas de imunodifus?o para identificar lectinas imunorreativas ao anticorpo policlonal gerado contra CvL, uma lectina de Cliona varians. O extrato bruto da esponja Cinachyrella apion foi imunorreativo e apresentou atividade hemaglutinante a eritr?citos humanos de todos os grupos do sistema ABO. Assim, ele foi submetido ao fracionamento com acetona, ? cromatografia de afinidade com IgG anti-CvL desglicosilada ligada a Sepharose e ? romatografia de gel filtra??o em uma coluna Superose 6 10 300 GL em istema FPLC-AKTA (Fast Protein Liquid Chromatography) para a purifica??o de uma lectina imunorreativa ao anticorpo IgG anti-CvL. A lectina de C. apion (CaL) aglutinou todos os tipos de eritr?citos humanos, com prefer?ncia por eritr?citos papainizados dos tipos A e O. A atividade hemaglutinante mostrou-se independente dos ?ons Ca2+, Mg2+ e Mn2+, e foi fortemente inibida pelo dissacar?deo D-lactose, at? a concentra??o m?nima de 6,25 mM. A massa molecular da CaL, determinada por gel filtra??o em uma coluna Superose 12 10 300 GL em sistema FPLC-AKTA e eletroforese em gel de poliacrilamida com SDS, foi de aproximadamente 124 kDa, consistindo de oito subunidades de 15,5 kDa, unidas por intera??es hidrof?bicas. A lectina foi relativamente est?vel em extensas faixas tanto de pH quanto de temperatura. Promastigotos de Leishmania chagasi foram aglutinados por CaL, indicando que receptores de lactose podem estar presentes nesse est?gio do parasita. Esses achados s?o indicativos do papel de defesa fisiol?gica da CaL e do seu poss?vel uso na antibiose de protozo?rios patog?nicos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / As comunidades marinhas são afetadas por diversos fatores, que dentro do contexto de estrutura trófica, podem ser divididos em forças bottom-up (forças ascendentes), como por exemplo, a disponibilidade de nutrientes, e forças top-down (forças descendentes), como por exemplo, a predação. Além de modificações na estrutura das comunidades e populações de organismos, essas forças podem influenciar a produção de metabólitos secundários pelos organismos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito das perturbações ambientais geradas pelas manipulações separadas e interativas de exclusão de macropredadores e enriquecimento com nutrientes sobre a estrutura e sobre as respostas metabólicas de comunidades marinhas incrustantes de substratos artificiais no costão rochoso de Biscaia, Baía da Ilha Grande, RJ. O desenho experimental utilizou blocos de concreto como substrato artificial, os quais foram espalhados aleatoriamente na região de infralitoral do costão rochoso. O experimento compreendeu o uso de blocos Controle (ausência de manipulação) e quatro tratamentos, todos com cinco réplicas cada. Os tratamentos foram: tratamento Exclusão de predação (gaiola contra a ação de macropredadores), tratamento Nutriente (sacos de fertilizante de liberação lenta), tratamento Nutriente + exclusão de predação (gaiola contra ação de macropredadores e sacos de fertilizante de liberação lenta) e o tratamento Controle de artefatos (gaiola semifechada para avaliar geração de artefatos). Uma área de 15 x 15 cm do bloco foi monitorada a cada 20 dias, totalizando dez medições. Foram utilizados métodos de monitoramento visual e digital de porcentagem de cobertura por espécie. O enriquecimento com nutrientes foi avaliado através de medições da concentração dos nutrientes Ortofosfato, Nitrato, Nitrito e Amônio na água do entorno do bloco. Para analisar os possíveis artefatos foi realizado experimento de fluxo de água (método Clod card) e a luminosidade dentro das gaiolas foi medida. Os dados demonstraram modificações na estrutura das comunidades bentônicas incrustantes dos substratos artificiais devido às manipulações realizadas, ou seja, pelo enriquecimento com nutrientes, pela exclusão de predação e pela interação entre os dois fatores (Nutriente + exclusão de predação). Além disso, diferenças metabólicas foram detectadas nas substâncias extraídas dos organismos dos diferentes tratamentos do experimento. Esses resultados indicam a existência de controle top-down e bottom-up sobre a comunidade bentônica do local. / Marine communities can be affected by many factors. Within the context of trophic structure, these factors can be divided into bottom-up forces, such as nutrient availability, and top-down forces, for example, predation. In addition to changes in the structure of communities and populations of organisms, these forces can influence the production of secondary metabolites. This study aimed to evaluate the effect of environmental perturbations generated by separate and interactive manipulations of macropredators exclusion and nutrient enrichment on the communitys structure and the metabolic responses of marine fouling communities of artificial substrates in Biscaia rocky shores, Ilha Grande Bay, RJ. The experimental design used concrete blocks as artificial substrate. The blocks were randomly scattered in the sub tidal region of the rocky shore. The experiment involved the use of Control blocks (no manipulation) and four treatments with five replicates each. The treatments were: Predator Exclusion treatment (cages excluding macropredators), Nutrient treatment (packs with slow-releasing fertilizer), Nutrient + predator exclusion treatment (cage excluding macropredators and packs with slow-releasing fertilizer), and Artifacts control treatment (semi-closed cage to assess artifacts effects). An area of 15 x 15 cm of each block was monitored every 20 days, totaling ten measurements. Visual and digital species percentage coverage methods were used. To assess nutrient water enrichment, we measured concentration of nutrients (orthophosphate, nitrate, nitrite and ammonium) in the water. To evaluate possible cages experimental artifacts, a water flow test (Clod card method) was performed, and luminosity inside the cages was measured. Data demonstrated changes in the structure of fouling communities on artificial substrates due to the manipulations performed, i.e., the nutrient enrichment, predation exclusion and the interaction between these two factors (Nutrient + predator exclusion). Moreover, differences were observed in substances extracted from organisms in different treatments of the experiment. These results indicate the existence of top-down and bottom-up controls on the benthic community of this site.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3396821 bytes, checksum: 8c0197e621d572a8e89dd295d4a77859 (MD5) Previous issue date: 2014-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Brazil is among the first 10 countries in the ranking of the world's biodiversity and to present one of the largest coastal areas in the tropical region of the world has awakened to the importance of marine products as a source of richness of our flora and as a source of unbeatable structural diversity of chemicals of various classes, able to build molecules of high structural complexity, with absolute chemo, regio and stereoselectivity constituents. Being aware that one of the most important aspects in bioprospeção flora and fauna is the knowledge about the chemical and pharmacological potential aquatic habitat found on the Brazilian coast in particular Paraiba coast, aimed to isolate and identify the chemical constitintes three species of algae : Caulerpa mexicana, Hypnea musiformis and Bryothamnion triquetrum; and a sponge: Ircnia felix, as well as evaluate their cytotoxic and antitumor activities, and partnerships to conduct assessment of the antinociceptive and anti-inflammatory activities of these products. Thus, by standard chromatographic and spectroscopic methods IR, 1H NMR and 13C and uni-dimensional, GC-MS, MALDI-MS and compared with literature values was possible to isolate and identify seven substances: a steroid and β-Sitosterol caulerpina one alkaloid from Caulerpa mexicana; Saringosterol one steroid and barbiturate 2,4,6 (1H, 3H, 5H)-pirimidinatriona, 5-ethyl-5-phenyl of Hypnea musciformis; one cholest-4-en-3-one steroid and phthalate Di-isobutilftalato of Bryothamnion triquetrum; and a derivative of N - [(4E)-3-hydroxy-1 - {[(sodiooxi) sulfonyl] oxy} non-2-en-4-yl] dotriacontanamida of Ircinia felix, first reported in the literature. The methanol extracts of Hypenea musciformis and Bryothamnion triquetrum showed high and low cytotoxicity, respectively, when evaluated their cytotoxicity in erythrocytes of Swiss mice. However, these same extracts did not exhibit cytotoxic activity against tumor cells of Ehrlich Ascitic. And so, through partnerships held was observed that extracts of Caulerpa mexicana and Bryothamnion triquetrum showed significant results in different models of inflammation and the bis-indole alkaloid, the major substance of Caulerpa mexicana in tumor models of inflammation and espamolítica activity showed significaivos results. / O Brasil encontra-se entre os 10 primeiros países no ranking da biodiversidade mundial e por apresentar uma das maiores áreas costeiras na região tropical do planeta, tem despertado para a importância dos produtos marinhos como fonte da riqueza da nossa flora e, como fonte inigualável de diversidade estrutural de constituintes químicos das mais variadas classes, capazes de construir moléculas de alta complexidade estrutural, com absoluta quimio, regio e estereosseletividade. Tendo consciência de que um dos aspectos de maior importância na bioprospeção da fauna e flora é o conhecimento sobre o potencial químico-farmacológico encontrado no habitat aquático do litoral brasileiro em especial do litoral paraibano, objetivou isolar e identificar os constitintes químicos de três espécies de algas: Caulerpa mexicana, Hypnea musiformis e Bryothamnion triquetrum; e uma esponja: Ircnia felix, bem como, avaliar suas atividades citotóxicas e antitumoral, além de realizar parcerias para avaliação das atividades antinociceptivas e anti-inflamatórias destes produtos. Logo, através de métodos cromatográficos usuais e técnicas espectroscópicas de IV, RMN de 1H e 13C uni e bidimensionais, CG-EM, EM-MALDI e comparação com valores da literatura, foi possível isolar e identificar sete substâncias: um esteroide β-Sitosterol e um alcaloide caulerpina de Caulerpa mexicana; um esteroide Saringosterol e um barbitúrico 2,4,6(1H,3H,5H)- pirimidinatriona, 5-etil-5-fenil de Hypnea musciformis; um esteroide Colest-4-en-3-ona e um ftalato Di-isobutilftalato de Bryothamnion triquetrum; e um derivado de ácido N-[(4E)-3- hidroxi-1-{[(sodiooxi)sulfonil]oxi}non-4-en-2-il]dotriacontanamida de Ircinia felix, relatado pela primeira vez na literatura. Os extratos metanólicos de Hypenea musciformis e Bryothamnion triquetrum apresentaram alta e baixa citotoxicidade, respectivamente, quando avaliados a sua citotoxicidade em eritrócitos de camundongos Swiss. Entretanto, estes mesmos extratos não apresentam atividade citotóxica frente a células de Tumor Ascítico de Ehrlich. E assim, através das parcerias realizadas foi possível observar que os extratos de Caulerpa mexicana e Bryothamnion triquetrum apresentaram resultados significativos em diferentes modelos de inflamação e que o alcaloide bis-indólico, substância majoritária de Caulerpa mexicana em modelos tumorais, de inflamação e atividade espamolítica apresentou resultados significaivos.

O alcoolismo é considerado um redutor da formação óssea, podendo levar a distúrbios osteometabólicos, já a rhBMP-2 é uma proteína morfogenética conhecida por desempenhar um papel importante nos processos de reparação e indução da formação óssea. O objetivo deste estudo foi investigar a ação do alcoolismo e a resposta do reparo em defeitos ósseos (DO) na calvária de ratos, após a aplicação da rhBMP-2, pura e combinada a uma matriz de colágeno. Foram utilizados 80 ratos divididos em 8 grupos, cada um deles com um período de espera até o sacrifício de 4 e 6 semanas, após a criação cirúrgica do defeito ósseo na calvária de 5 mm. Os grupos foram divididos em G1) água \"ad libitum\" + DO, G2) álcool \"ad libitum\" + DO, G3) água + DO + 5&mu;g rhBMP-2 pura, G4) álcool + DO + 5&mu;g rhBMP-2 pura, G5) água + DO + carreador esponja de colágeno, G6) álcool + DO + carreador esponja de colágeno, G7) água e + DO + 5&mu;g rhBMP- 2/esponja de colágeno, G8) álcool + DO + 5&mu;g rhBMP-2/esponja de colágeno. Os dados radiográficos e os dados para a análise de fibras colágena tipo I e III foram submetidos à análise estatística Kruskal-Wallis e Dunn\'s Multiple, os dados histológicos ao teste de análise de variância (ANOVA) e Tukey. O resultado encontrado para a análise radiográfica no tempo de 6 semanas demonstrou que os grupos tratados com rhBMP-2 independente da utilização do carreador e do etanol apresentaram maior neoformação óssea (p<0,05), para o tempo de 4 semanas não foi encontrada diferença estatística. Para a análise imunoistoquímica, a ostecalcina (OC) e sialoproteína óssea (BPS) foram predominantes nos grupos tratados com rhBMP-2. Para a análise histológica, a quantificação de fibras colágenas tipo I apresentou diferença estatística entre os grupos (p<0,05), com aumento destas fibras principalmente nos grupos tradados com rhBMP-2 associado a esponja de colágeno; e na análise quantitativa por estereologia, o volume de tecido ósseo neoformado foi maior para os grupos tratados com rhBMP-2 pura ou associada ao carreador, porém para os grupos tratados com etanol, houve maior neoformação óssea para o grupo tratado com rhBMP-2 associado ao carreador nos períodos de 4 e 6 semanas (p<0,001). Concluiu-se neste modelo experimental que, o carreador foi efetivo na bioliberação da rhBMP-2, mesmo na presença do etanol. / Alcoholism is considered a reducer for new bone formation, may leading to osteometabolic disturbance, considering that the rhBMP-2 is a morphogenetic protein known to play an important role in the bone healing processes. The aim of this study was to investigate the action of alcoholism and its effect on the repair of bone defects (DO) performed in rat calvaria after the rhBMP-2 application, pure or combined with a collagen matrix. We used 80 rats divided into eight groups, each one with a waiting period for sacrifice of 4 and 6 weeks after the bone defect (5mm) delineation in the rat skull. The groups were divided into: G1) water \"ad libitum\" + DO, G2) alcohol \"ad libitum\" + DO, G3) water + DO + 5&mu;g pure rhBMP-2, G4) alcohol + DO + 5&mu;g pure rhBMP-2, G5 ) DO + water + collagen sponge carrier, G6) alcohol + DO + collagen sponge carrier, G7) and water + DO + 5&mu;g rhBMP-2/collagen sponge, G8) alcohol + DO + 5&mu;g of rhBMP-2/collagen sponge. The radiographic data were submitted to statistical analysis Kruskal-Wallis and Dunn\'s Multiple, histological data to analysis of variance (ANOVA) and Tukey test. Radiographically, it was found after 6 weeks that the groups treated with rhBMP-2, independently of the carrier use and ethanol administration, more new bone formation (p<0.05), at 4 weeks it was not found statistical difference. For immunohistochemical analysis, ostecalcin (OC), and bone sialoprotein (BPS) were predominant in groups treated with rhBMP-2. For histological quantification of collagen type I fibers, statistical difference between groups was found (p<0.05) with the increasing of these fibers in the groups treated with rhBMP-2 combined with collagen sponge; and quantitative by stereology, aiming to calculate the volume of new bone, it was found higher values for the groups treated with rhBMP-2 pure or combined to the carrier; but for the groups treated with ethanol, it was found higher bone formation in the groups treated with rhBMP-2 associated to the carrier in the periods of 4 and 6 weeks (p <0.001). It was concluded in this experimental model that the carrier was effective for rhBMP-2 delivery, even in the presence of ethanol.

Orientador: Fernanda Paula Collares Queiroz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T13:45:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_IsabelaBastos_M.pdf: 4885284 bytes, checksum: 8688c762f5288e9642725b7a6b9fae75 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O tratamento com gás cloro (chlorination) é um processo de modificação aplicado à farinhas de trigo para utilização na produção de bolos com altas quantidades de açúcar e líquidos (bolo high ratio), melhorando consideravelmente suas propriedades de panificação e características sensoriais. Porém, o uso do gás cloro para o tratamento da farinha não é considerado seguro e outras formas de modificação têm sido testadas para a substituição da cloração, sendo que o processo mais avaliado tem sido o tratamento térmico da farinha de trigo. A quinoa (Chenopodium quinoa) é um pseudo-cereal da família das Amaranthaceae, que apresenta um potencial agronômico importante, sendo uma das fontes mais ricas de proteína entre os grãos, com altos níveis de lisina e metionina. Neste trabalho, foram avaliados: (i) o tratamento térmico de duas farinhas de trigo com diferentes forças de glúten (designadas pelas letras A e B) e misturas destas com farinha de quinoa (10, 20 e 30%, em peso) e (ii) a viabilidade de sua aplicação na produção de bolos high ratio tipo pão de ló, visando melhoria das suas propriedades tecnológicas e agregando-lhes valor nutricional. Inicialmente, as farinhas de trigo utilizadas, farinha de quinoa e suas misturas foram analisadas quanto às suas características químicas e reológicas. Foram utilizadas duas farinhas com força de glúten diferentes com o intuito de se avaliar o efeito do tratamento térmico em matérias-primas com qualidades tecnológicas distintas. Posteriormente, testes exploratórios foram conduzidos para definir o tipo de equipamento mais adequado (extrusor termoplástico ou forno de convecção) para ser utilizado na execução dos tratamentos térmicos. Estas farinhas tratadas foram aplicadas em pão de ló e comparadas com as farinhas A e B sem tratamento e farinha padrão (farinha comercial tratada termicamente). Para avaliar o efeito do processo térmico nas propriedades tecnológicas das farinhas de trigo utilizadas (A e B), foram realizados dois planejamentos experimentais aplicados à metodologia de superfície de resposta. Um terceiro experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar os efeitos do tratamento térmico nas propriedades das misturas de farinha de trigo (A e B) e farinha de quinoa (10%, 20% e 30%, em peso). As farinhas foram aplicadas em bolo high ratio tipo pão de ló e comparadas com as farinhas padrão e sem tratamento (A e B). Os resultados do planejamento experimental aplicado à metodologia de superfície de resposta para a farinha de trigo pura (A e B) não permitiram a obtenção de um modelo, indicando que não houve diferença significativa entre os tratamentos térmicos nas faixas de variáveis independentes estudadas (tempo e temperatura de tratamento e umidade da farinha). Aplicando teste de Tukey, os tratamentos com melhor resultado de peso específico da massa, altura do bolo e dureza instrumental foram escolhidos para teste de substituição parcial da farinha de trigo por farinha de quinoa em dosagens de 10, 20 e 30%. Os resultados mostraram que houve diferença significativa entre os tratamentos para o peso específico da massa, porém a variação não interferiu na altura do bolo. Tanto o volume quanto o encolhimento lateral do pão de ló não foram afetados pelo tratamento térmico e inclusão de farinha de quinoa. A inclusão de quinoa diminuiu a dureza do miolo para a farinha B. Esta resposta não foi afetada pelo tratamento térmico. A cor do miolo escureceu conforme o aumento da concentração da farinha de quinoa em substituição à farinha de trigo, porém não houve diferença entre as farinhas de trigo puras tratadas e sem tratamento. A estrutura do miolo apresentou tendência a permanecer mais aberta com o aumento da quantidade de farinha de quinoa incorporada / Abstract: Chlorination is a process applied to wheat flour to produce modified flour that is used in cakes with high levels of sugar and liquids, improving their baking properties and sensorial characteristics. However, the use of chlorine gas for flour modification is not considered safe and alternative treatments have been tested to replace chlorination. Among the options, heat treated wheat flour has been used very often as an alternative to clorination. Quinoa (Chenopodium quinoa) is a pseudo-cereal from the Amaranthaceae family, with an important agronomic potencial. It is one of the most rich sources of protein among grains, with high lysine and methionine levels. This work evaluated: (i) the heat treatment of two wheat flour types with different gluten strength (designated of A and B) and their blends with quinoa flour (10, 20 and 30%, per weigh) and (ii) the viability of their application in sponge cake production, to improve its technological properties and nutritional value First, the wheat and quinoa flour and their blends were analysed regarding chemical and reological characteristics. Two wheat flour types with different gluten strength were tested to evaluate the heat treatment effects in raw materials with distinct technological properties. Next, tests were conducted to define the most appropriate equipment (termoplastic extruder or convection oven) to make the thermal treatments. These treated flours were used in a sponge cake recipe and compared with non treated A and B flours and with a standard wheat flour (heat treated commercial flour). To evaluate the thermal process effects in wheat flours (A and B) technological properties, two experiments were conducted using a response surface methodology. Another experiment was carried out to verify the heat treatment effects in wheat flour (A and B) and quinoa flour mixtures (10%, 20% and 30%, per weigh). The treated flours were used in a sponge cake recipe and compared with non treated A and B flours and with a standard wheat flour. The results of the experiments based on the response surface methodology for the pure wheat flours have not validated any statistically significant model. They showed that there was no difference between the processes for the variables considered (treatment time, temperature and wheat flour moisture content). Thus, we have resorted Tukey tests to discriminate the treatments with best results of batter density, cake heigh and crumb hardness. The selected treatments where used in additional tests were the wheat flour was replaced by quinoa flour in percentages of 10, 20 and 30%. There were differences between the treatments regarding batter density, but this variation did not change the sponge cake height. It was concluded that the thermal treatment and quinoa flour adding did not interfere in cake height and lateral shrinkage. Quinoa flour inclusion resulted in a crumb hardness decrease for wheat flour B. This response did not change between treated and non treated wheat flour. The cake crumb became dark as the quinoa flour percentage raised, but there was no difference between treated and non treated wheat flours. The crumb grain was more open in sponge cakes with higher amount of quinoa flour / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos