Durante o período de 2010 e 2011 dois experimentos foram conduzidos na Embrapa Clima Temperado, em Capão do Leão/RS. O primeiro envolveu a adição de citrato de sódio e bicarbonato de sódio na dieta de vacas Jersey, com o intuito de verificar influência destes aditivos no controle da incidência de LINA, como alegado por parte da(s) indústria(s) comercializadora (s) dos produtos. Dezessete vacas foram divididas em três tratamentos, em dois períodos experimentais com diferentes dietas. Grupo controle: 5 vacas sem receber aditivos na dieta; grupo Citrato: 6 vacas recebendo 100 g diárias de citrato de sódio; grupo Bicarbonato: 6 vacas com 40 g diárias de bicarbonato de sódio na dieta. Foram medidos os teores plasmáticos de glicose e ureia e o pH urinário, para monitoramento da fisiologia dos animais, assim como se determinou a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas. Não foi detectado efeito da adição de bicarbonato de sódio e citrato de sódio em nenhum dos parâmetros avaliados, demonstrando a ineficácia do uso destes aditivos no controle da incidência de LINA. Um segundo experimento, com duração de cinco semanas, também envolvendo vacas da raça Jersey, foi elaborado com o objetivo de determinar alterações na permeabilidade das tigh tjunctions das células epiteliais da glândula mamária provocadas por restrição alimentar severa. Doze vacas foram divididas em dois tratamentos contendo seis vacas cada: grupo Controle: animais recebendo dieta atendendo suas exigências nutricionais durante todo o experimento; grupo Restrição: animais recebendo dieta restrita em 50% somente durante a terceira semana. Determinou-se a permeabilidade das tight junctions através da mensuração dos níveis plasmáticos de lactose e dos teores lácteos de lactose e sódio. Foi determinada também a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas das amostras, assim como os teores de cortisol plasmático, para identificação da condição de estresse às quais os animais em restrição alimentar estavam submetidos. A restrição alimentar promoveu estresse aos animais do grupo Restrição, resultando em maior permeabilidade das tight junctions das células da glândula mamária, com efeitos sobre a redução da estabilidade do leite no teste do álcool. / In the period between 2010 and 2011 two experiments were conducted at Embrapa Clima Temperado, in Capão do Leão/RS. The first study involved the inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate in Jersey cow diet to determine the influence of this inclusion on the incidence of unstable non-acid milk (LINA). Seventeen animals were divided into three groups, in two experimental periods with different diets: Control group: 5 animals without the inclusion of additives in the diet; Citrate group: 6 animals receiving each 100 g of sodium citrate per day in the diet; Bicarbonate group: 6 animals receiving 40 g of sodium bicarbonate per day. Plasma concentration of glucose, urea as well as urine pH was measured to assess the animals’ physiologic status. Milk’s physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. The inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate had no influence on any of the parameters evaluated, demonstrating the inefficiency of this technique in controlling the incidence of LINA. A second experiment, with five weeks duration also using Jersey cows, was carried out to define alterations in the permeability of mammary gland cells tight junctions due severe feeding restriction. Twelve animals were divided into two treatments with 6 cows each: Control group: animals receiving full diet during the entire study; Restriction group: animals receiving a 50% restricted diet only during the third week. Tight junction permeability was determined through plasma and milk levels of lactose and milk levels of sodium. Milk physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. Cortisol concentration was measured to assess the animals stress condition. Feeding restriction induced stress in animals in the Restriction group, which promoted higher permeability of mammary gland cell tight junctions, with influences on the reduction of milk stability to the ethanol test.

Multiscale computational simulations are performed to investigate how electronic structure and optical absorption characteristics of recently reported nanostructured III-nitride core-shell MQW solar cells are governed by an intricate coupling of size-quantization, atomicity, and built-in structural and polarization fields. The core computational framework, as available in our in-house QuADS 3-D simulator, is divided into four coupled phases: 1) Geometry construction for the wurtzite lattice having hexagonal crystal symmetry and non-conventional crystal orientations; 2) Structural relaxation and calculation of atomistic strain distributions using the VFF Keating molecular-mechanics model, which employs a conjugate gradient energy minimization scheme; 3) Obtaining the induced polarization and internal potential distributions using a 3-D atomistic Poisson solver; 4) Computing the single-particle electronic structure and optical transition rates using a 10- band sp3 s*-spin tight-binding framework; and 5) Using a TCAD toolkit, study the carrier transport and obtain the device terminal characteristics. Special care was taken in incorporating the nonpolar m-plane crystallographic orientation within the simulator via appropriate lattice vectors, rotational matrices, neighboring atom co-ordinates and sp3-hybridized passivation scheme. Numerical calculations of electronic structure properties are generally based on non-primitive rectangular unit cell. The rectangular geometry approximation is still valid and can be considered even in the presence of strain in nanostructures such as quantum wells, nanowires, and even in self-assembled quantum dots with varying composition. With this approximation, atoms are grouped into traditional unit cells resulting in simpler analysis and better storage scheme, which results in more dynamic and easily debugged algorithms. Note that the contribution of the second-order piezoelectric polarization is small in the nonpolar m-plane structure (as compared to the polar c-plane counterpart) and was neglected in this study. Besides, the spontaneous polarization is non-existent in m-plane structure. The polarization fields are incorporated in the Hamiltonian as an external potential within a non-self-consistent approximation. From the simulations, it is found that, even without the inclusion of any internal fields, the crystal symmetry is lowered compared to ideal geometries, which is due mainly to the fundamental atomicity and interface discontinuities. However, with the inclusion of internal polarization fields, although the symmetry is lowered further, the m-plane structure exhibits a stronger overlap and localization of the wavefunctions, as compared to the c-plane counterpart. Importantly, strain, in the m-plane structure, causes a larger splitting of the topmost valence band and the interband transition probability involving the 4th valence band was found to be highest. Overall, the m-plane structure offers higher spontaneous emission rate and internal quantum efficiency (IQE) as well as an improved fill-factor.

Introdução: o estresse psicológico aumenta a permeabilidade intestinal em roedores e humanos, potencialmente levando a inflamação de baixo grau e aos sintomas em distúrbios gastrintestinais funcionais. No entanto, o efeito do estresse agudo combinado ao estresse da vida crônica, que mimetiza potencialmente melhor a situação humana, é desconhecido. Além disso, há poucos dados disponíveis sobre os efeitos do estresse em intestino delgado versus cólon. Métodos: ratos Wistar foram alocados em quatro protocolos de estresse: 1/ controles; 2/ estresse agudo (isolamento e movimentos limitados); 3/ Crowding stress:crônico e 4/ estresse agudo + estresse crônico. Amostras de jejuno e cólon foram colhidas para estudar a permeabilidade em câmaras deUssing, a expressão gênica de moléculas de junção firmes e a densidade de mastócitos. Níveis de corticosterona no plasma foram medidos. Principais resultados:corticosterona plasmática foi avaliada nas três condições de estresse, teve níveis mais altos na condição de estresse combinado. Permeabilidade do jejuno foi aumentada em todas as condições de estresse e correlacionada com os níveis de corticosterona. O aumento da expressão das claudinas 1, 5 e 8, daocludina e da ZO-1 foi detectado no estado de estresse agudo no jejuno. Em contraste, a permeabilidade do cólon foi aumentada no protocolo de estresse combinado, e a expressão de moléculas das junção firmes permaneceu inalterada. O aumento da densidade de mastócitos foi observado no cólon nos ratos submetidos aos estresses crônico e combinado. Conclusão e inferências:os estresses agudo, crônico e combinado influenciam diferentemente a permeabilidade intestinal, a expressão de moléculas de junção firmes e a atividade dos mastócitos, no jejuno e no cólon. Estes resultados fornecem uma visão mais aprofundada dos mecanismos de hiperpermeabilidade intestinal relacionadas ao estresse. / Background: Psychological stress increases intestinal permeability in rodents and humans, potentially leading to low-grade inflammation and symptoms in functional gastrointestinal disorders through disturbances in brain-gut axis. However, the effect of acute stress on the background of Crhonic life stress, potentially better approaching the human situation, is unknown. Moreover, only limited information is available on the effects in small intestine versus colon in animal model. Methods: Wistar rats were allocated to 4 stress protocols: 1/ sham; 2/ acute stress (isolation and limited movement); 3/ Crhonic crowding stress and 4/ acute + Crhonic stress (n = 8 per group). Jejunum and colon were harvested to study permeability in Ussing chambers, gene expression of tight junction molecules and mast cell density. Plasma corticosterone levels were measured. Key Results: Plasma corticosterone was elevated in all three stress conditions, with the highest levels in the combined stress condition. Permeability of the jejunum was increased in all stress conditions and correlated with corticosterone levels. Increased expression of claudin 1, 5 and 8, occludin and ZO-1 was detected in the acute stress condition in the jejunum. In contrast, colonic permeability was increased in the acute on Crhonic stress protocol only and the expression of tight junction molecules was unaltered. Increased mast cell density was observed in the Crhonic and acute on Crhonic stress condition in the colon only. Conclusion and Inferences: Acute, Crhonic and combined stress differentially affect intestinal permeability, expression of tight junction molecules and mast cells in the jejunum and the colon. These findings provide further insight in the mechanisms of stress-related intestinal hyperpermeability and barrier.

Introdução: A doença hepática alcóolica (DHA) e a doença hepática gordurosa não alcóolica (DHGNA) estão entre as principais causas de morte por doenças hepáticas no mundo. Apesar das etiologias distintas, sendo a DHA causada pelo consumo excessivo de álcool e a DHGNA por dieta inadequada e sedentarismo, apresentam curso de doença semelhante, que pode evoluir de esteatose, para esteato-hepatite, fibrose, cirrose e carcinoma hepatocelular. Tanto a DHA quanto a DHGNA estão relacionadas à disbiose, aumento de permeabilidade intestinal, inflamação e dano hepático. Entretanto, ainda não está claro se a doença hepática precede as alterações no epitélio intestinal ou se é o aumento da permeabilidade que promove o dano hepático. Objetivo: Avaliar a expressão gênica de Tight Junctions em modelo de DHA e DHGNA em zebrafish (Danio rerio). Métodos: No modelo de DHA, os peixes foram divididos em dois grupos: Etanol (n=30), expostos a 0,5% de etanol por 28 dias e controle (n=30). No modelo de DHGNA, os peixes foram divididos também em dois grupos: Frutose (n=24), expostos à frutose 6% durante 2 horas por 14 dias e controle (n=24). Ao término dos experimentos os animais foram eutanasiados e coletados fígados, para avaliação histológica por coloração hematoxilina-eosina (HE) e de esteatose por Oil Red, e intestinos para avaliação da expressão gênica dos marcadores de permeabilidade intestinal cldnC, cldn15a, cldn15b e f11r por Real Time qPcr. Resultados: Tanto os animais expostos ao álcool quanto à frutose apresentaram esteatose hepática por coloração HE e Oil Red quando comparados aos seus respectivos controles, sem sinais de infiltrados inflamatórios e de fibrose hepática à microscopia óptica. Não houve diferença significativa na expressão gênica das tight junctions intestinais, tanto para a DHA quanto DHGNA (p  0,05). Conclusão: Os resultados sugerem que em estágios iniciais de DHA e DHGNA não ocorre alteração da permeabilidade intestinal, e que possivelmente o dano hepático precede o dano intestinal. / Introduction: Alcoholic liver disease (ALD) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) are among the leading causes of death from liver disease worldwide. Despite the different etiologies, ALD is caused by excessive alcohol consumption and NAFLD is due to inadequate diet and sedentary lifestyle, they have a similar disease course, which can progress from steatosis to steatohepatitis, fibrosis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Both ALD and NAFLD are related to dysbiosis, increased gut permeability, inflammation, and liver damage. However, it is not yet clear whether liver disease precedes changes in the intestinal epithelium or whether it is the increased permeability that promotes liver damage. Objective: To evaluate the gene expression of tight junctions in ALD and NAFLD models in zebrafish (Danio rerio). Methods: In the ALD model, fish were divided into two groups: Ethanol (n=30), exposed to 0.5% ethanol for 28 days and control (n=30). In the NAFLD model, fish were also divided into two groups: Fructose (n=24), exposed to 6% fructose for 2 hours for 14 days and control (n=24). At the end of the experiments the animals were euthanized and livers were collected for histological evaluation by hematoxylin-eosin (HE) staining and steatosis by oil red staining and intestines for evaluation of the gene expression of gut permeability markers cldnC, cldn15a, cldn15b and f11r by Real Time qPcr. Results: Both animals exposed to alcohol and fructose presented hepatic steatosis by HE and Oil Red staining when compared to their respective controls, without signs of inflammatory infiltrates under optical microscopy. There was no significant difference in the gene expression of the tight junctions for both ALD and NAFLD (p0.05) Conclusion: The results suggest that in the early stages of ALD and NAFLD there are no changes in intestinal tight junctions, and that possibly liver damage precedes intestinal damage.

abstract: In this work, transport in nanowire materials and nanowire field effect transistors is studied using a full band Monte Carlo simulator within the tight binding basis. Chapter 1 is dedicated to the importance of nanowires and nanoscale devices in present day electronics and the necessity to use a computationally efficient tool to simulate transport in these devices. Chapter 2 discusses the calculation of the full band structure of nanowires based on an atomistic tight binding approach, particularly noting the use of the exact same tight binding parameters for bulk band structures as well as the nanowire band structures. Chapter 3 contains the scattering rate formula for deformation potential, polar optical phonon, ionized impurity and impact ionization scattering in nanowires using Fermi’s golden rule and the tight binding basis to describe the wave functions. A method to calculate the dielectric screening in 1D systems within the tight binding basis is also described. Importantly, the scattering rates of nanowires tends to the bulk scattering rates at high energies, enabling the use of the same parameter set that were fitted to bulk experimental data to be used in the simulation of nanowire transport. A robust and efficient method to model interband tunneling is discussed in chapter 4 and its importance in nanowire transport is highlighted. In chapter 5, energy relaxation of excited electrons is studied for free standing nanowires and cladded nanowires. Finally, in chapter 6, a full band Monte Carlo particle based solver is created which treats confinement in a full quantum way and the current voltage characteristics as well as the subthreshold swing and percentage of ballistic transport is analyzed for an In0.7Ga0.3As junctionless nanowire field effect transistor. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2016

Submitted by Allan Victor Ribeiro null (allan_vr@fc.unesp.br) on 2017-07-12T19:01:29Z No. of bitstreams: 1 Tese - Allan Victor Ribeiro - Posmat.pdf: 17273743 bytes, checksum: 654df5020a2a453977468f1145d42794 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-07-14T17:31:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ribeiro_av_dr_bauru.pdf: 17273743 bytes, checksum: 654df5020a2a453977468f1145d42794 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T17:31:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ribeiro_av_dr_bauru.pdf: 17273743 bytes, checksum: 654df5020a2a453977468f1145d42794 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / Gregory H. Wannier, em 1937, introduziu uma representação dos orbitais eletrônicos cristalinos em termos de funções ortogonais localizadas relacionadas com os orbitais atômicos. Posteriormente, tais funções foram denominadas de funções de Wannier. Nos últimos 30 anos, estudos têm apontado um crescente interesse da comunidade científica por estas funções, as quais se apresentam como uma poderosa ferramenta para a investigação de propriedades eletrônicas dos materiais. No presente trabalho, calculamos as funções de Wannier de sistemas nanométricos uni e bidimensionais. Inicialmente abordamos o cumuleno, que consiste em uma cadeia de átomos de carbono equidistantes. As funções de Bloch são obtidas por meio de uma aproximação tight binding e as funções de Wannier, usuais e generalizadas, são calculadas a partir delas. São discutidas as relações entre as funções de Wannier generalizadas obtidas por meio da aproximação tight binding e os orbitais híbridos sp. Isto é explicado mediante um cálculo alternativo das funções de Wannier, com a resolução de um problema de autovalores generalizado. As funções de Wannier das bandas pz do grafeno também são calculadas a partir das funções de Bloch obtidas por meio de uma aproximação tight binding. Elas assemelham-se a um par ligante-antiligante de orbitais moleculares, e suas propriedades de simetria e localização são discutidas. Finalmente, por meio de uma combinação dos pacotes PWscf (baseado em ondas planas e na teoria do funcional da densidade) e wannier90, são calculadas as funções de Bloch e as funções de Wannier de máxima localização para arranjos atômicos com periodicidade em uma (cumuleno) e duas (grafeno) dimensões. Há boa concordância qualitativa entre os resultados da aproximação tight binding e da teoria do funcional da densidade. Deve-se ressaltar que a primeira abordagem não usa réplicas dos sistemas nanométricos e permite aprofundar o entendimento das propriedades e do significado físico das funções de Wannier. / Gregory H. Wannier, in 1937, introduced a representation of crystalline electronic orbitals in terms of localized orthogonal functions related to the atomic orbitals. Subsequently, these functions were called as Wannier functions. Over the past 30 years, studies have shown a growing interest of the scientific community on these functions, which are presented as a powerful tool to investigate the electronic properties of materials. In this work, we calculate the Wannier functions of one and two-dimensional nanometric systems. Initially, we deal with cumulene, which consists of a chain of equidistant carbon atoms. The Bloch functions are obtained by means of a tight binding approximation, and the standard and the generalized Wannier functions are derived from them. The relations between the generalized Wannier functions and the sp hybrid orbitals is discussed. This is explained through an alternative calculation of the Wannier functions, solving a generalized eigenvalue problem. The pz Wannier functions of graphene are also calculated from the Bloch functions obtained by means of a tight binding approximation. They resemble a bonding-antibonding pair of molecular orbitals, and their symmetry and localization properties are discussed. Finally, by combining the computational codes PWscf (based on plane waves and the Density-functional Theory) and wannier90, the Bloch functions and the maximally localized Wannier functions are calculated for atomic arrangements which are periodic in one (cumulene) and two (graphene) dimensions. There is a good qualitative agreement between the results of the tight binding and density-functional approaches. It should be noted that the former does not involve replicas of the nanometric systems and allows a deeper understanding of the properties and the physical meaning of the Wannier functions.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O câncer colorretal (CCR) é o terceiro tipo de câncer mais incidente no mundo para o sexo masculino, o segundo para o sexo feminino e a radioterapia é um dos tratamentos de primeira linha no combate a este tipo de câncer. Durante a progressão do CCR as células sofrem alterações morfogenéticas, sendo a desorganização do complexo juncional apical (CJA) um dos eventos iniciais desse processo. As junções oclusivas (JTs) são um dos principais componentes da CJA e desempenham papel importante no controle do fluxo paracelular, na determinação da polaridade celular e na transdução de sinais relacionados com a progressão tumoral. As claudinas são proteínas transmembrana, constituintes das JTs e cumprem um importante papel no controle desses eventos. Alterações na expressão das claudinas são observadas em tumores de diferentes órgãos e têm sido relacionadas com a progressão tumoral. No entanto os mecanismos que regulam essas alterações e sua consequência na progressão do CCR são poucos conhecidos. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da superexpressão da claudina-3 na radiorresposta de células CCR. Nossos resultados mostraram que a superexpressão de claudina-3 minimiza alterações morfológicas causadas pela radiação, causa diminuição da resistência elétrica transepitelial e não tem efeito na permeabilidade a macromoléculas após a irradiação. Além disso, observamos que a superexpressão de claudina-3 aumenta o potencial proliferativo das células e que esta característica torna as células mais sensíveis a radiação. Porém quando avaliamos eventos celulares relacionados a progressão tumoral observamos que apesar da radiação diminuir a capacidade migratória das progênies, as células que superexpressam claudina-3 apresentam migração mais elevada. Além disso, verificamos que a superexpressão de claudina-3 diminui a invasão e a capacidade de formação de colônias frente ao tratamento com a radiação. Em seguida fomos avaliar o efeito da inibição das vias de proliferação (MEK/ERK) e sobrevivência (PI3K-Akt) na resposta das células que superexpressam claudina-3 frente a radiação. Observamos que a inibição de MEK é capaz de sensibilizar as células que superexpressam claudina-3 à radiação no ensaio de proliferação celular, no entanto a inibição de MEK e PI3K antes da exposição à radiação é capaz aumentar a migração e a capacidade de formação de colônias de células que superexpressam claudina-3 contribuindo para o aumento do potencial maligno. Em conjunto nossos resultados mostram que a superexpressão de claudina-3 contribui para um fenótipo mais maligno, no entanto frente ao tratamento com a radiação é capaz de sensibilizar as células. / Colorectal cancer (CRC) is the third more incident cancer for males, the second for females worldwide and radiotherapy is one of the first-line treatments to fighting this type of cancer. During the progression of CRC cells undergo morphogenetic alterations and the apical junctional complex disorganization (AJC) is one of the initial events of this process. The tight junctions (TJs) is a major component of AJC and play an important role in paracellular flux control, determination of cell polarity and in signal transduction related to tumor progression. Claudins are transmembrane proteins, members of TJs and play an important role on these events. Changes on claudins expression are found in tumors of different organs and have been associated with tumor progression. However the mechanisms that regulate these changes and their consequences in the CRC progression are not completely understood. Thus, this study aimed to evaluate the influence of claudin-3 overexpression on cellular response after radiation treatment of CRC cells. Our results show that claudin-3 overexpression minimizes morphological changes caused by the radiation, decrease transepithelial electrical resistance, and has no effect on macromolecules permeability after irradiation. Moreover, we observed that claudin-3 overexpression increases the proliferation rate of cells and that this feature makes the cells more sensitive to radiation. However, when evaluating the cellular events associated tumor progression we observed that despite decrease on migratory capacity caused by radiation, cells that overexpress claudin-3 have higher migration. In addition, we found that claudin-3 overexpression decreases the invasion and the capacity to form colonies after treatment with radiation. Then we evaluate the effect of inhibition of proliferation (MEK / ERK) and survival (PI3K-Akt) pathways in cells that overexpress claudin-3 in the response to radiation. We observed that inhibition of MEK could sensitize cells overexpressing claudin-3 radiation on cell proliferation assay, but the inhibition of MEK and PI3K before radiation exposure can increase the migration and colony forming ability cells overexpressing claudin-3 contributes to the increase of malignant potential. Altogether, our results show that claudin-3 overexpression contributes to a more malignant phenotype, however, claudin-3 overexpression is able to sensitize the cells to radiation.

Durante o período de 2010 e 2011 dois experimentos foram conduzidos na Embrapa Clima Temperado, em Capão do Leão/RS. O primeiro envolveu a adição de citrato de sódio e bicarbonato de sódio na dieta de vacas Jersey, com o intuito de verificar influência destes aditivos no controle da incidência de LINA, como alegado por parte da(s) indústria(s) comercializadora (s) dos produtos. Dezessete vacas foram divididas em três tratamentos, em dois períodos experimentais com diferentes dietas. Grupo controle: 5 vacas sem receber aditivos na dieta; grupo Citrato: 6 vacas recebendo 100 g diárias de citrato de sódio; grupo Bicarbonato: 6 vacas com 40 g diárias de bicarbonato de sódio na dieta. Foram medidos os teores plasmáticos de glicose e ureia e o pH urinário, para monitoramento da fisiologia dos animais, assim como se determinou a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas. Não foi detectado efeito da adição de bicarbonato de sódio e citrato de sódio em nenhum dos parâmetros avaliados, demonstrando a ineficácia do uso destes aditivos no controle da incidência de LINA. Um segundo experimento, com duração de cinco semanas, também envolvendo vacas da raça Jersey, foi elaborado com o objetivo de determinar alterações na permeabilidade das tigh tjunctions das células epiteliais da glândula mamária provocadas por restrição alimentar severa. Doze vacas foram divididas em dois tratamentos contendo seis vacas cada: grupo Controle: animais recebendo dieta atendendo suas exigências nutricionais durante todo o experimento; grupo Restrição: animais recebendo dieta restrita em 50% somente durante a terceira semana. Determinou-se a permeabilidade das tight junctions através da mensuração dos níveis plasmáticos de lactose e dos teores lácteos de lactose e sódio. Foi determinada também a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas das amostras, assim como os teores de cortisol plasmático, para identificação da condição de estresse às quais os animais em restrição alimentar estavam submetidos. A restrição alimentar promoveu estresse aos animais do grupo Restrição, resultando em maior permeabilidade das tight junctions das células da glândula mamária, com efeitos sobre a redução da estabilidade do leite no teste do álcool. / In the period between 2010 and 2011 two experiments were conducted at Embrapa Clima Temperado, in Capão do Leão/RS. The first study involved the inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate in Jersey cow diet to determine the influence of this inclusion on the incidence of unstable non-acid milk (LINA). Seventeen animals were divided into three groups, in two experimental periods with different diets: Control group: 5 animals without the inclusion of additives in the diet; Citrate group: 6 animals receiving each 100 g of sodium citrate per day in the diet; Bicarbonate group: 6 animals receiving 40 g of sodium bicarbonate per day. Plasma concentration of glucose, urea as well as urine pH was measured to assess the animals’ physiologic status. Milk’s physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. The inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate had no influence on any of the parameters evaluated, demonstrating the inefficiency of this technique in controlling the incidence of LINA. A second experiment, with five weeks duration also using Jersey cows, was carried out to define alterations in the permeability of mammary gland cells tight junctions due severe feeding restriction. Twelve animals were divided into two treatments with 6 cows each: Control group: animals receiving full diet during the entire study; Restriction group: animals receiving a 50% restricted diet only during the third week. Tight junction permeability was determined through plasma and milk levels of lactose and milk levels of sodium. Milk physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. Cortisol concentration was measured to assess the animals stress condition. Feeding restriction induced stress in animals in the Restriction group, which promoted higher permeability of mammary gland cell tight junctions, with influences on the reduction of milk stability to the ethanol test.

Introdução: A doença hepática alcóolica (DHA) e a doença hepática gordurosa não alcóolica (DHGNA) estão entre as principais causas de morte por doenças hepáticas no mundo. Apesar das etiologias distintas, sendo a DHA causada pelo consumo excessivo de álcool e a DHGNA por dieta inadequada e sedentarismo, apresentam curso de doença semelhante, que pode evoluir de esteatose, para esteato-hepatite, fibrose, cirrose e carcinoma hepatocelular. Tanto a DHA quanto a DHGNA estão relacionadas à disbiose, aumento de permeabilidade intestinal, inflamação e dano hepático. Entretanto, ainda não está claro se a doença hepática precede as alterações no epitélio intestinal ou se é o aumento da permeabilidade que promove o dano hepático. Objetivo: Avaliar a expressão gênica de Tight Junctions em modelo de DHA e DHGNA em zebrafish (Danio rerio). Métodos: No modelo de DHA, os peixes foram divididos em dois grupos: Etanol (n=30), expostos a 0,5% de etanol por 28 dias e controle (n=30). No modelo de DHGNA, os peixes foram divididos também em dois grupos: Frutose (n=24), expostos à frutose 6% durante 2 horas por 14 dias e controle (n=24). Ao término dos experimentos os animais foram eutanasiados e coletados fígados, para avaliação histológica por coloração hematoxilina-eosina (HE) e de esteatose por Oil Red, e intestinos para avaliação da expressão gênica dos marcadores de permeabilidade intestinal cldnC, cldn15a, cldn15b e f11r por Real Time qPcr. Resultados: Tanto os animais expostos ao álcool quanto à frutose apresentaram esteatose hepática por coloração HE e Oil Red quando comparados aos seus respectivos controles, sem sinais de infiltrados inflamatórios e de fibrose hepática à microscopia óptica. Não houve diferença significativa na expressão gênica das tight junctions intestinais, tanto para a DHA quanto DHGNA (p  0,05). Conclusão: Os resultados sugerem que em estágios iniciais de DHA e DHGNA não ocorre alteração da permeabilidade intestinal, e que possivelmente o dano hepático precede o dano intestinal. / Introduction: Alcoholic liver disease (ALD) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) are among the leading causes of death from liver disease worldwide. Despite the different etiologies, ALD is caused by excessive alcohol consumption and NAFLD is due to inadequate diet and sedentary lifestyle, they have a similar disease course, which can progress from steatosis to steatohepatitis, fibrosis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Both ALD and NAFLD are related to dysbiosis, increased gut permeability, inflammation, and liver damage. However, it is not yet clear whether liver disease precedes changes in the intestinal epithelium or whether it is the increased permeability that promotes liver damage. Objective: To evaluate the gene expression of tight junctions in ALD and NAFLD models in zebrafish (Danio rerio). Methods: In the ALD model, fish were divided into two groups: Ethanol (n=30), exposed to 0.5% ethanol for 28 days and control (n=30). In the NAFLD model, fish were also divided into two groups: Fructose (n=24), exposed to 6% fructose for 2 hours for 14 days and control (n=24). At the end of the experiments the animals were euthanized and livers were collected for histological evaluation by hematoxylin-eosin (HE) staining and steatosis by oil red staining and intestines for evaluation of the gene expression of gut permeability markers cldnC, cldn15a, cldn15b and f11r by Real Time qPcr. Results: Both animals exposed to alcohol and fructose presented hepatic steatosis by HE and Oil Red staining when compared to their respective controls, without signs of inflammatory infiltrates under optical microscopy. There was no significant difference in the gene expression of the tight junctions for both ALD and NAFLD (p0.05) Conclusion: The results suggest that in the early stages of ALD and NAFLD there are no changes in intestinal tight junctions, and that possibly liver damage precedes intestinal damage.

Introdução: o estresse psicológico aumenta a permeabilidade intestinal em roedores e humanos, potencialmente levando a inflamação de baixo grau e aos sintomas em distúrbios gastrintestinais funcionais. No entanto, o efeito do estresse agudo combinado ao estresse da vida crônica, que mimetiza potencialmente melhor a situação humana, é desconhecido. Além disso, há poucos dados disponíveis sobre os efeitos do estresse em intestino delgado versus cólon. Métodos: ratos Wistar foram alocados em quatro protocolos de estresse: 1/ controles; 2/ estresse agudo (isolamento e movimentos limitados); 3/ Crowding stress:crônico e 4/ estresse agudo + estresse crônico. Amostras de jejuno e cólon foram colhidas para estudar a permeabilidade em câmaras deUssing, a expressão gênica de moléculas de junção firmes e a densidade de mastócitos. Níveis de corticosterona no plasma foram medidos. Principais resultados:corticosterona plasmática foi avaliada nas três condições de estresse, teve níveis mais altos na condição de estresse combinado. Permeabilidade do jejuno foi aumentada em todas as condições de estresse e correlacionada com os níveis de corticosterona. O aumento da expressão das claudinas 1, 5 e 8, daocludina e da ZO-1 foi detectado no estado de estresse agudo no jejuno. Em contraste, a permeabilidade do cólon foi aumentada no protocolo de estresse combinado, e a expressão de moléculas das junção firmes permaneceu inalterada. O aumento da densidade de mastócitos foi observado no cólon nos ratos submetidos aos estresses crônico e combinado. Conclusão e inferências:os estresses agudo, crônico e combinado influenciam diferentemente a permeabilidade intestinal, a expressão de moléculas de junção firmes e a atividade dos mastócitos, no jejuno e no cólon. Estes resultados fornecem uma visão mais aprofundada dos mecanismos de hiperpermeabilidade intestinal relacionadas ao estresse. / Background: Psychological stress increases intestinal permeability in rodents and humans, potentially leading to low-grade inflammation and symptoms in functional gastrointestinal disorders through disturbances in brain-gut axis. However, the effect of acute stress on the background of Crhonic life stress, potentially better approaching the human situation, is unknown. Moreover, only limited information is available on the effects in small intestine versus colon in animal model. Methods: Wistar rats were allocated to 4 stress protocols: 1/ sham; 2/ acute stress (isolation and limited movement); 3/ Crhonic crowding stress and 4/ acute + Crhonic stress (n = 8 per group). Jejunum and colon were harvested to study permeability in Ussing chambers, gene expression of tight junction molecules and mast cell density. Plasma corticosterone levels were measured. Key Results: Plasma corticosterone was elevated in all three stress conditions, with the highest levels in the combined stress condition. Permeability of the jejunum was increased in all stress conditions and correlated with corticosterone levels. Increased expression of claudin 1, 5 and 8, occludin and ZO-1 was detected in the acute stress condition in the jejunum. In contrast, colonic permeability was increased in the acute on Crhonic stress protocol only and the expression of tight junction molecules was unaltered. Increased mast cell density was observed in the Crhonic and acute on Crhonic stress condition in the colon only. Conclusion and Inferences: Acute, Crhonic and combined stress differentially affect intestinal permeability, expression of tight junction molecules and mast cells in the jejunum and the colon. These findings provide further insight in the mechanisms of stress-related intestinal hyperpermeability and barrier.