Using an LED as a sensor and visible light communication device in a smart illumination system

The need for more efficient illumination systems has led to the proliferation of Solid-State Lighting (SSL) systems, which offer optimized power consumption. SSL systems are comprised of LED devices which are intrinsically fast devices and permit very fast light modulation. This, along with the congestion of the radio frequency spectrum has paved the path for the emergence of Visible Light Communication (VLC) systems. VLC uses free space to convey information by using light modulation. Notwithstanding, as VLC systems proliferate and cost competitiveness ensues, there are two important aspects to be considered. State-of-the-art VLC implementations use power demanding PAs, and thus it is important to investigate if regular, existent Switched-Mode Power Supply (SMPS) circuits can be adapted for VLC use. A 28 W buck regulator was implemented using a off-the-shelf LED Driver integrated circuit, using both series and parallel dimming techniques. Results show that optical clock frequencies up to 500 kHz are achievable without any major modification besides adequate component sizing. The use of an LED as a sensor was investigated, in a short-range, low-data-rate perspective. Results show successful communication in an LED-to-LED configuration, with enhanced range when using LED strings as sensors. Besides, LEDs present spectral selective sensitivity, which makes them good contenders for a multi-colour LED-to-LED system, such as in the use of RGB displays and lamps. Ultimately, the present work shows evidence that LEDs can be used as a dual-purpose device, enabling not only illumination, but also bi-directional data communication.

Constraint solving over multi-valued logics - application to digital circuits

Due to usage conditions, hazardous environments or intentional causes, physical and virtual systems are subject to faults in their components, which may affect their overall behaviour. In a ‘black-box’ agent modelled by a set of propositional logic rules, in which just a subset of components is externally visible, such faults may only be recognised by examining some output function of the agent. A (fault-free) model of the agent’s system provides the expected output given some input. If the real output differs from that predicted output, then the system is faulty. However, some faults may only become apparent in the system output when appropriate inputs are given. A number of problems regarding both testing and diagnosis thus arise, such as testing a fault, testing the whole system, finding possible faults and differentiating them to locate the correct one. The corresponding optimisation problems of finding solutions that require minimum resources are also very relevant in industry, as is minimal diagnosis. In this dissertation we use a well established set of benchmark circuits to address such diagnostic related problems and propose and develop models with different logics that we formalise and generalise as much as possible. We also prove that all techniques generalise to agents and to multiple faults. The developed multi-valued logics extend the usual Boolean logic (suitable for faultfree models) by encoding values with some dependency (usually on faults). Such logics thus allow modelling an arbitrary number of diagnostic theories. Each problem is subsequently solved with CLP solvers that we implement and discuss, together with a new efficient search technique that we present. We compare our results with other approaches such as SAT (that require substantial duplication of circuits), showing the effectiveness of constraints over multi-valued logics, and also the adequacy of a general set constraint solver (with special inferences over set functions such as cardinality) on other problems. In addition, for an optimisation problem, we integrate local search with a constructive approach (branch-and-bound) using a variety of logics to improve an existing efficient tool based on SAT and ILP.

Diversity in Teams: Source of Conflict or Source of Creativity? Investigating Hidden Mental Models

The workforce in organizations today is becoming increasingly diverse. Consequently the role of diversity management is heavily discussed with respect to the question how diversity influences the productivity of a group. Empirical studies show that on one hand there is a potential for increasing productivity but on the other hand it might be as well that conflicts arise due to the heterogeneity of the group. Usually according empirical studies are based on interviews, questionnaires and/or observations. These methods imply that answers are highly selective and filtered. In order to make the invisible visible, to have access to mental models of team members the paper will present an empirical study on the self-understanding of groups based on an innovative research method, called “mind-scripting”.

Working in IT projects – Options and Limits of Work Design

Flexible forms of work like project work are gaining importance in industry and services. Looking at the research on project work, the vast majority of present literature is on project management, but increasingly, problems concerning the quality of work and the efficiency of project teams become visible. The question now is how project work can be structured in order to simultaneously provide efficient and flexible work and healthy working conditions ensuring the development of human resources for a long time. Selected results of publicly funded research into project work will be presented based on case studies in 7 software development /IT consulting project teams (N=34). A set of different methods was applied: interviews with management/project managers, group interviews on work constraints, a monthly diary about well-being and critical incidences in the course of the project, and a final evaluation questionnaire on project outcomes focusing on economic and health aspects. Findings reveal that different types of projects exist with varying degree of team members’ autonomy and influence on work structuring. An effect of self-regulation on mental strain could not be found. The results emphasize, that contradicting requirements and insufficient organizational resources with respect to the work requirements lead to an increased work intensity or work obstruction. These contradicting requirements are identified as main drivers for generating stress. Finally, employees with high values on stress for more than 2 months have significantly higher exhaustion rates than those with only one month peaks. Structuring project work and taking into account the dynamics of project work, there is a need for an active role of the project team in contract negotiation or the detailed definition of work – this is not only a question of individual autonomy but of negotiation the range of option for work structuring. Therefore, along with the sequential definition of the (software) product, the working conditions need to be re-defined.

Influence of the deposition pressure on the properties of transparent and conductive ZnO: Ga thin-film produced by r.f. sputtering at room temperature

Thin Solid Films, vol. 427, nº 1-2

Spectroscopic Studies and Characterization of a Novel Electron-Transfer Chain

A novel two-component enzyme system from Escherichia coli involving a flavorubredoxin (FlRd) and its reductase was studied in terms of spectroscopic, redox, and biochemical properties of its constituents. FlRd contains one FMN and one rubredoxin (Rd) center per monomer. To assess the role of the Rd domain, FlRd and a truncated form lacking the Rd domain (FlRd¢Rd), were characterized. FlRd contains 2.9 ( 0.5 iron atoms/subunit, whereas FlRd¢Rd contains 2.1 ( 0.6 iron atoms/subunit. While for FlRd one iron atom corresponds to the Rd center, the other two irons, also present in FlRd¢Rd, are most probably due to a di-iron site. Redox titrations of FlRd using EPR and visible spectroscopies allowed us to determine that the Rd site has a reduction potential of -140 ( 15 mV, whereas the FMN undergoes reduction via a red-semiquinone, at -140 ( 15 mV (Flox/Flsq) and -180 ( 15 mV (Flsq/Flred), at pH 7.6. The Rd site has the lowest potential ever reported for a Rd center, which may be correlated with specific amino acid substitutions close to both cysteine clusters. The gene adjacent to that encoding FlRd was found to code for an FAD-containing protein, (flavo)rubredoxin reductase (FlRd-reductase), which is capable of mediating electron transfer from NADH to DesulfoVibrio gigas Rd as well as to E. coli FlRd. Furthermore, electron donation was found to proceed through the Rd domain of FlRd as the Rd-truncated protein does not react with FlRd-reductase. In vitro, this pathway links NADH oxidation with dioxygen reduction. The possible function of this chain is discussed considering the presence of FlRd homologues in all known genomes of anaerobes and facultative aerobes.

Télédetection en milieu périurbain. Détection et localisation du changement de l'occupation du sol par intégration des donnés-satellite SPOT HRV dans un système d'information géographique

Thèse pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L' UNIVERSITÉ PARIS XII, Discipline: Urbanisme Aménagement

Recém-nascidos de muito baixo peso e famílias migrantes : maternidade Dr. Alfredo da Costa : uma janela sobre a sociedade contemporânea portuguesa…

RESUMO - A migração transnacional de pessoas tem-se afirmado como um fenómeno global e crescente, provocando, nos diversos contextos nacionais implicados, mudança social e desafios adaptativos das sociedades e instituições. O universo da saúde poderá contudo constituir uma esfera privilegiada de interacção senão de inclusão e coesão social, requestionando os conceitos de cidadania. A sustentação de bons indicadores de saúde, nomeadamente materna e infantil, decorre de estratégias abrangentes de saúde pública e de políticas visionárias que contemplem sempre e também os mais necessitados. Procurando conhecer melhor os contextos em que ocorre o nascimento de recém-nascidos de muito baixo peso, este projecto corresponde a um estudo exploratório na maior maternidade do país, procurando entender a eventual associação de factores de índole social e familiar, nomeadamente ser de origem migrante. --------------------------- ABSTRACT - Transnational migration of people has clearly become a global and growing issue causing, on different national grounds, social change and adaptative challenges to society and its institutions. The health universe may, however, be a privileged scenery for integration and social cohesion making one re-think the concept of citizenship. Keeping up good health statistics, including maternal and child health results from wide public health strategies and fore seeking health policies not disregarding the underprivileged or the less visible fringes of society. Aiming to clarify on what context very low birth weight happens this project consists mainly in an explorative study on the biggest maternity in Portugal. Social and familiar factors are screened for possible association with migrant origin in ver

Thermodynamic and kinetic modelling of the redox properties of tetrahaem cytochromes C3

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Bioquímica,especialidade Bioquímica-Física, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Cincias e Tecnologia

Chemical analysis of 17th century Millefiori glasses excavated in the Monastery of Sta. Clara‐a‐Velha: comparison with Venetian and façon‐de‐Venise production

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Conservação e Restauro,Área de especialização Cerâmica e Vidro

Advanced image processing techniques for detection and quantification of drusen

Dissertation presented to obtain the degree of Doctor of Philosophy in Electrical Engineering, speciality on Perceptional Systems, by the Universidade Nova de Lisboa, Faculty of Sciences and Technology

Exposição a fungos dos trabalhadores dos ginásios com piscina

RESUMO - Os trabalhadores dos ginásios com piscinas apresentam maior prevalência de lesões fúngicas, como a Tinea pedis e a onicomicose, devido às características intrínsecas da sua actividade profissional, pois apresentam mais horas por dia de exposição à contaminação fúngica das superfícies. Esta situação verifica-se não só por serem os que mais frequentam os locais possíveis de estarem contaminados, como é o caso de balneários, vestiários e zona envolvente às piscinas, mas também porque algumas das actividades desenvolvidas são realizadas com os pés descalços. Além disso, a utilização de roupa sintética e de calçado ocluso, que retêm a sudação excessiva, favorece o desenvolvimento fúngico. Constituiu objectivo deste trabalho conhecer o risco de infecção e/ou lesão (Tinea pedis e onicomicose) nos trabalhadores dos ginásios com piscina e a sua eventual relação com a exposição à contaminação fúngica (ar e superfícies) dos locais de trabalho. Foram descritas as variáveis ambientais e biológicas que influenciam a infecção e/ou lesão fúngica em ambiente profissional e exploradas eventuais associações entre essas mesmas variáveis. Foram também conhecidas as diferenças da contaminação fúngica das superfícies entre as duas principais estações do ano (Verão e Inverno) e entre antes e depois da lavagem e desinfecção. O estudo realizado possui uma componente transversal, em que se pretendeu descrever os fenómenos ambientais e biológicos da contaminação fúngica em ambiente profissional e explorar eventuais associações entre variáveis; uma componente longitudinal, em que foram conhecidas as diferenças sazonais da contaminação fúngica das superfícies; e, ainda, uma componente quase experimental, em que foi analisada a distribuição fúngica nas superfícies antes e depois da lavagem e desinfecção. Na vertente transversal foi considerada uma amostra de 10 ginásios com piscina e outra amostra de, pelo menos, 10 profissionais de cada estabelecimento, perfazendo um total de 124 trabalhadores (75 Homens - 60,48% e 49 Mulheres - 39,52%). Foram realizadas 258 colheitas biológicas aos pés dos trabalhadores, efectuada a avaliação ambiental da contaminação fúngica dos estabelecimentos através de 50 colheitas de amostras de ar e 120 colheitas de amostras de superfícies (60 antes e 60 depois da lavagem e desinfecção) e efectuados os respectivos processamento laboratorial e identificação fúngica. Foram também avaliadas as variáveis ambientais temperatura, humidade relativa e velocidade do ar, preenchidas 10 grelhas de observação, com o objectivo de efectuar o registo de informação sobre as variáveis que xx influenciam a exposição ocupacional às espécies fúngicas e, ainda, completadas 124 grelhas de observação inerentes à colheita de material biológico, de modo a realizar o registo dos profissionais com lesão e outras informações pertinentes para a análise laboratorial. Todos os 124 trabalhadores responderam a um questionário, em simultâneo à realização das colheitas biológicas, de modo a conhecer algumas das variáveis individuais e profissionais com pertinência para o presente estudo. Num dos estabelecimentos, foram também estudadas as diferenças da contaminação fúngica das superfícies entre antes e depois da lavagem e desinfecção e, ainda, entre as duas estações do ano (Verão e Inverno). Nesse estabelecimento, foram realizadas 36 colheitas de superfícies antes e 36 colheitas depois da lavagem e desinfecção, em 6 dias diferentes da semana, durante 6 semanas sequenciais em cada estação do ano, completando um total de 72 colheitas de superfícies. Foi ainda criado e aplicado um método para estabelecer um padrão de exposição profissional a fungos nas superfícies, de modo a permitir definir níveis semi-quantitativos de estimação do risco de infecção fúngica dos trabalhadores dos ginásios com piscinas. Para o critério da Gravidade, considerou-se que a gravidade da contaminação e, consequentemente, da possível lesão, está intimamente relacionada com a espécie fúngica envolvida. Foram calculadas as médias da contaminação fúngica por cada estabelecimento antes da lavagem e desinfecção, de modo a estabelecer os níveis de Frequência e, em relação à Exposição, foram estabelecidos intervalos para agrupar as horas semanais de trabalho. Dos 124 trabalhadores que participaram no estudo, 58 (46,8%) possuíam lesões visíveis. Nesses 58, as Leveduras foram as mais isoladas (41,4%), seguidas dos Dermatófitos (24,1%) e de Fungos Filamentosos Não Dermatófitos (6,9%). Candida parapsilosis e Rhodotorula sp. foram as Leveduras mais frequentemente isoladas (20,2%); no caso dos Dermatófitos, Trichophyton rubrum foi a espécie mais frequente (55,5%) e, relativamente aos Fungos Filamentosos Não Dermatófitos, Penicillium sp. foi o mais isolado (15,6%), seguido do género Fusarium (12,5%). No que concerne à contaminação fúngica das superfícies, 37 fungos filamentosos foram isolados. Fusarium foi o género mais frequente, antes e depois da lavagem e desinfecção (19,1% - 17,2%). Em relação aos fungos leveduriformes, 12 leveduras diferentes foram identificadas, tendo sido os géneros Cryptococcus (40,6%) e Candida (49,3%) os mais frequentes antes e depois da lavagem e desinfecção, respectivamente. Em relação à contaminação fúngica do ar, foram identificados 25 fungos filamentosos diferentes, em que os 3 géneros mais frequentemente isolados foram Cladosporium (36,6%), Penicillium (19,0%) e Aspergillus (10,2%). Relativamente às leveduras, foi identificado o género xxi Rhodotorula (87,5%) e as espécies Trichosporon mucoides e Cryptococcus unigutulattus (12,5%). Verificou-se associação, ao nível de significância de 5%, entre lesão visível e horas semanais e entre lesão visível e tempo de profissão, comprovando a influência da duração da exposição ao factor de risco (contaminação fúngica do ambiente profissional), para a presença de lesão visível nos trabalhadores expostos (Tinea pedis e onicomicose), ficando demonstrada a relação entre a exposição ao factor de risco em estudo – exposição profissional a fungos – com os efeitos para a saúde. As variáveis ambientais avaliadas (temperatura, humidade relativa e velocidade do ar) não influenciaram a contaminação fúngica do ar e das superfícies, não tendo sido evidenciada nenhuma relação estatisticamente significativa (p>0,05). Contudo, verificou-se influência do número de ocupantes que frequentaram cada um dos estabelecimentos nas médias das unidades formadoras de colónias por metro quadrado nas superfícies antes da lavagem e desinfecção. Não se verificou correlação entre os resultados quantitativos da contaminação fúngica do ar e a das superfícies dos 10 estabelecimentos monitorizados. No entanto, verificaram-se diferenças significativas, ao nível de significância de 10%, entre a contaminação fúngica das superfícies e a contaminação fúngica do ar (p<0,1), tendo-se constatado que apesar de 50% dos valores mais baixos terem sido superiores na contaminação fúngica do ar, a contaminação fúngica das superfícies apresentou-se com maior variabilidade quantitativa. Em relação às diferenças significativas na contaminação fúngica das superfícies nos 10 estabelecimentos entre antes e depois da lavagem e desinfecção, apenas se verificou redução significativa (p<0,05) da contaminação fúngica depois da lavagem e desinfecção nos balneários e vestiários masculinos em relação aos fungos leveduriformes. No estabelecimento seleccionado, verificou-se que a relação entre a contaminação fúngica e a temperatura e humidade relativa não foi significativa (p>0,05) em ambas as estações do ano e também não se constatou influência dos ocupantes nos valores médios das unidades formadoras de colónias por metro quadrado das superfícies antes da lavagem e desinfecção em ambas as estações de ano. Em quase todas as situações em que se verificaram diferenças significativas entre as duas estações do ano, verificou-se um aumento das unidades formadoras de colónias por metro quadrado no Inverno, com excepção do total das unidades formadoras de colónias por metro quadrado antes da lavagem e desinfecção nos balneários e vestiários masculinos em que se verificou aumento no Verão. Constatou-se também que apenas ocorreu redução da xxii contaminação fúngica depois da lavagem e desinfecção nas escadas de acesso no Inverno e nos balneários e vestiários masculinos no Verão. Com a aplicação do método para estabelecer um padrão de exposição profissional a fungos nas superfícies obteve-se, nos 10 estabelecimentos, com Nível de Risco Mínimo 65 locais (54,2%), com Nível de Risco Médio 23 locais (19,2%) e com Nível de Risco Elevado 32 locais (26,6%). Próximo do jacuzzi e junto ao tanque foram os locais com mais classificações de Nível de Risco Elevado. No estabelecimento seleccionado verificou-se que, no Verão, depois da lavagem e desinfecção, ocorreu um maior número de locais classificados no Nível de Risco Elevado e, no Inverno, constatou-se a situação inversa, tendo sido observado maior número de locais com Nível de Risco Elevado antes da lavagem e desinfecção. Junto ao tanque e nas escadas de acesso à zona envolvente ao jacuzzi e tanque foram os locais com mais classificações de Nível de Risco Elevado, no Verão e no Inverno. Foram isolados nas superfícies fungos comuns aos isolados nos trabalhadores. Antes da lavagem e desinfecção, 30,3% dos fungos foram isolados nas superfícies e nos trabalhadores e depois desses procedimentos 45,5% dos fungos foram também isolados comummente. As Leveduras foram as mais isoladas comummente e as que se verificaram mais frequentes antes e depois da lavagem e desinfecção da superfícies e, também, nos resultados das colheitas biológicas realizadas aos trabalhadores, foram o género Rhodotorula e a espécie Candida parapsilosis, permitindo confirmar que a infecção fúngica dos trabalhadores está relacionada com a contaminação fúngica das superfícies. Concluiu-se que é necessária a intervenção em Saúde Ocupacional no âmbito da vigilância ambiental e da vigilância da saúde, com o intuito de diminuir a prevalência das infecções fúngicas. Para a prossecução desse objectivo, sugere-se a implementação de medidas preventivas, nomeadamente: o controlo da contaminação fúngica das superfícies mediante procedimentos de lavagem e desinfecção eficazes, de modo a minimizar a contaminação fúngica das superfícies; a identificação precoce da infecção através da realização de colheitas biológicas periódicas aos trabalhadores, inseridas num protocolo de vigilância da saúde; e, ainda, a sensibilização para a aplicação de medidas de higiene pessoal e o tratamento das patologias. A aplicação do método criado para estabelecer um padrão de exposição profissional a fungos nas superfícies servirá não só para a estimação do risco de infecção fúngica dos trabalhadores de ginásios com piscinas, mas também para facilitar o estabelecimento de valores fúngicos de referência, a implementação de medidas correctivas adequadas e imediatas e, ainda, a prevenção de infecções fúngicas, não só nos ginásios com piscina, mas também noutros contextos profissionais. ------------ SUMMARY - Gyms with swimming pools workers have higher prevalence of fungal injuries, such as Tinea pedis and onychomycosis. This is due to their work intrinsic characteristics, since they have more hours per day of exposure to surfaces fungal contamination. This occurs not only because they attend sites most likely to be contaminated, such as showers, changing rooms and pool surrounding area, but also because some of the activities are done barefoot. Furthermore, synthetic clothing and occluded footwear use, which retain the excessive sweating, promotes fungal development. The aim of this study was to know gymnasiums with swimming pool workers infection and/or injury (Tinea pedis and onychomycosis) risk, and its possible relationship with exposure to workplace fungal contamination (air and surfaces). This study describes environmental and biological variables that influence infection and/or fungal injury in a professional setting and explored possible associations between these variables. Differences in surfaces fungal contamination between the two main seasons (summer and winter), as well between before and after cleaning and disinfection were known. It was developed a study with an cross-sectional perspective, that aimed to describe the biological and environmental phenomena of fungal contamination in a professional environment and explore possible associations between variables; an longitudinal perspective in which were known surfaces fungal contamination seasonal differences; and also with an almost experimental perspective that analyzed surfaces fungal distribution before and after cleaning and disinfection. The cross-sectional perspective comprised 10 gyms with swimming pool sample, and another sample of, at least, 10 professionals in each establishment totalling 124 workers (75 men – 60,48%, and 49 women – 39,52%). Were performed 258 biological samples at workers feet, environmental fungal contamination evaluation from the establishments through 50 air samples and 120 surfaces samples (60 before and 60 after cleaning and disinfection) and conducted their laboratory processing and fungal identification. Were also evaluated environmental variables, such as temperature, relative humidity and air velocity completed 10 observation grids, in order to obtain data about variables that affect occupational exposure to fungal species, and also completed 124 observation grids inherent to biological material collection, in order to know the professionals with injury and other relevant information for laboratory analysis. All 124 workers answered to a questionnaire at the same time that occur biological samples collection, in order to xxv obtain information about some of the individual and professional variables with relevance to this study. In one of the establishments were also studied differences concerning surfaces fungal contamination between before and after cleaning and disinfection, and also between two main seasons (summer and winter). In this setting, there were performed 36 surfaces samples before and 36 surfaces samples after cleaning and disinfection on 6 different week days for 6 sequential weeks in each season, totalling 72 surfaces samples. It was also created and implemented a method to establish a pattern for surfaces fungal occupational exposure, in order to help define semi-quantitative levels estimation to fungal infection risk in gyms with swimming pools workers. For Gravity criterion it was considered that contamination severity and, thus, the possible injury are closely related to implicate fungal species. Was calculated fungal contamination average by each establishment prior cleaning and disinfection, in order to establish Frequency levels. Regarding Exposure, were established weekly hours group intervals spent in professional activity. From the 124 professionals tested, 58 (46,8%) had visible injuries. In the 58 workers, Yeasts were the most isolated (41,4%), followed by Dermatophytes (24,1%) and Other Filamentous Fungi Besides Dermatophytes (6,9%). Candida parapsilosis and Rhodotorula sp. were the most frequently isolated Yeasts (20,2% for each), from Dermatophytes, Trichophyton rubrum was the most frequently isolated species (55,5%) and from Other Filamentous Fungi Besides Dermatophytes, Penicillium sp. was the most frequent (15,6%), followed by Fusarium genera (12,5%). Regarding surfaces fungal contamination, 37 filamentous fungi were isolated. Fusarium genera was the most frequent, before and after cleaning and disinfection (19,1% - 17,2%). Considering yeasts, 12 different yeasts were identified, being Cryptococcus (40,6%) and Candida (49,3%) genera the more frequent before and after cleaning and disinfection, respectively. In relation to air fungal contamination, 25 different filamentous fungi were identified and the 3 most frequently isolated genera were Cladosporium (36,6%), Penicillium (19,0%) and Aspergillus (10,2%). For yeasts, were identified Rhodotorula genera (87,5%), and also the species Trichosporon mucoides and Cryptococcus unigutulattus (12,5%). Was found association with 5% significance level, between visible injury and weekly hours and between visible injury and occupation time, confirming exposure duration influence to risk factor (work environment fungal contamination) for the visible injury presence in exposed workers (Tinea pedis and onychomycosis), being confirmed the relation between the study exposure risk - occupational exposure to fungi - with health effects. xxvi Environmental variables evaluated (temperature, relative humidity and air velocity) did not affect air and surfaces fungal contamination and wasn’t found no statistically significant relation (p>0,05). However, there was evidence that occupant’s number influence surfaces colony forming units mean per square meter before cleaning and disinfection. There was no correlation between quantitative data from air fungal contamination and surfaces fungal contamination from the 10 establishments monitored. However, there were significant differences with 10% significance level, between surfaces and air fungal contamination (p<0,1), and despite 50% of the lowest rates were higher in air fungal contamination, it was found that surfaces fungal contamination had more quantitative variability. Regarding differences from the 10 establishments surfaces fungal contamination, between before and after cleaning and disinfection, there was only a significant reduction (p<0,05) in fungal contamination after cleaning and disinfection in male changing rooms for yeasts. In the selected establishment, it was found that relation between fungal contamination and temperature and relative humidity was not significant (p>0,05) in both seasons, and also there wasn’t no influence observed from occupants in surfaces colony forming units mean per square meters before cleaning and disinfection in both seasons. In almost all situations where significant differences between the two seasons were shown, there was a colony-forming units per square meter increase in winter. There was an exception in total colony forming units per square meter before cleaning and disinfection in male changing room’s exception, where there was an increase in summer. Furthermore, was found that only occur a reduction in fungal contamination after cleaning and disinfection, on access stairs in winter, as well as in male changing rooms in summer. With application from the method to establish pattern for surfaces fungal occupational exposure, it was obtained, in the 10 establishments, 65 sites with Low Risk Level (54,2%), 23 sites with Average Risk Level (19,2%) and 32 sites with High Risk Level (26,6%). Near swimming pool and jacuzzi were the places with more High Risk Level classifications. In the selected establishment, was found that in the summer, after cleaning and disinfection, there were a greater number of sites classified as High Risk Level, and in winter it was found the opposite situation, being noted more places with High Risk Level before cleaning and disinfection. Next to swimming pool and access stairs to swimming pool and jacuzzi were the places with more High Risk Level classifications in Summer and Winter. Were isolated common fungi in surfaces and in workers. Prior to cleaning and disinfection 30,3% of fungi were isolated on surfaces and workers, and after 45,5% of fungi were also xxvii commonly isolated. The Yeasts were the most commonly isolated and the most frequent before and after surfaces cleaning and disinfection, and also in workers biological samples, were Rhodotorula genera and Candida parapsilosis, allowing confirming that workers fungal infection is related with surfaces fungal contamination. It was concluded that Occupational Health intervention it is necessary, in environmental monitoring and health surveillance perspective, in order to reduce fungal infections prevalence. To achieve this objective, preventive measures implementation it’s recommended, including: surfaces fungal contamination control, through effective cleaning and disinfecting in order to minimize surfaces fungal contamination; early infection identification by performing periodic biological sampling from workers, included in a health surveillance protocol; and also personal hygiene and diseases treatment awareness. Application of the created method to establish pattern for surfaces fungal occupational exposure, will be useful not only for estimating workers from gymnasiums with swimming pools fungal infection risk, but also to facilitate fungal reference values stipulation, effective and corrective measures implementation, and also, fungal infections prevention, not only in gymnasiums with swimming pool, but also in other professional settings.----------------- RÉSUMÉ - Les travailleurs des gymnases avec des piscines présentent souvent des infections fongiques, telles que Tinea pedis et aussi des onychomycoses, dues à leur activité professionnel, parce qu’ils restent plus longtemps tout prés des surfaces avec une certaine contamination fongique. Toute cette situation est due non seulement parce qu’ils sont ceux qui fréquentent plus souvent les places plus contaminées: des balnéaires, des vestiaires et des zones autour des piscines, mais aussi ils réalisent des activités aux pieds nus ou avec des chaussures très fermés et encore quelques fois avec des vêtements synthétiques. Tout cela emmène à une grande sudation ce qui aidera au développement fongique. Un objective de ce travaille a été connaître le risque d’infection et/ou présence de lésion (Tinea pedis et des onychomycoses) dans les travailleurs des gymnases avec des piscines et leur éventuel rapport avec l’exposition à la contamination fongique (de l’air et des surfaces) dans leurs locaux de travaille. On a décrit aussi des variables d’environnement et biologiques qui ont une certaine influence dans les infections fongiques dans tout l’environnement professionnel et aussi approfondir des éventuels associations entre ces même variables. On a encore reconnu des différences de la contamination fongique avant et après des lavages et désinfection de ces surfaces. Aussi on a trouvé des différences de contamination en Été et en Hiver. Cet étude a un composante transversale, en visant la description des phénomènes de contamination fongique biologique et de l'environnement dans un environnement professionnel et l’étude des associations possibles entre les variables; une composante longitudinale dans laquelle ils étaient connus comme des variations saisonnières de la contamination fongique des surfaces, et même; un quasi-composante expérimentale, où elle a examiné la répartition des champignons surfaces avant et après le lavage et la désinfection. Dans la composante transversale on été considérés 1 échantillons de 10 gymnases avec des piscines et un autre échantillon de au moins 10 professionnels de chaque établissement dans un total 124 travailleurs (75 hommes - 60,48% et 49 femmes - 39,52%). On a réalisé 258 prélèvements aux pieds des travailleurs et on a effectué en simultané la validation par contamination fongique de l’environnement par 50 prélèvements de l’air et par 120 prélèvements de surfaces (60 avant et 60 après des lavages et des désinfections) et on a effectué leur traitement en laboratoire et l’identification fongique. On a fait aussi l’évaluation des variables de l’environnement, la température, l’humidité relative et la vitesse de l’air. On a remplie 10 tableaux xxix d’observation, avec l’objective d’obtenir des informations sur les variables qu’influenceront l’exposition occupationnel aux souches fongiques, et encore 124 tableaux d’observation liée au prélèvement du matériel biologique, pour réaliser le registre des professionnels avec des lésions et des autres informations pertinentes pour une analyse laboratoire. Tous ces 124 travailleurs ont rempli un questionnaire au même temps que les prélèvements biologiques, afin de connaître quelques variables individuels et professionnels importants pour cet étude. Dans un des établissements on a aussi étudié les différences fongiques des surfaces parmi avant et après les lavages et de la désinfection et encore parmi l’Été et l’Hiver. Dans ce même établissement on a réalisé 36 prélèvements des surfaces avant et 36 après des lavages et de la désinfection, pendant 6 jours différents de la semaine, pendant 6 semaines en chaque saison de l’année, dans un total de 72 prélèvements des surfaces. On a encore crié et appliqué une méthode pour établir un standard d’exposition professionnelle au fungi sur les surfaces, afin de permettre la définition des niveaux semi quantitative d’estimation des risques d’infection fongique des travailleurs des gymnases avec des piscines. Pour le critère de Gravité, il a été considéré que la gravité de la contamination, et donc les possibles dommages, est étroitement liée aux espèces fongiques impliquées. Nous avons calculé la moyenne de la contamination fongique par chaque établissement avant le lavage et la désinfection afin d'établir les niveaux de Fréquence et, par rapport à l'Exposition, ont été crées pour regrouper les intervalles d'heures hebdomadaires consacrées à l'activité professionnelle en question. Sur les 124 travailleurs qui ont participé à l'étude, 58 (46,8%) avaient des lésions visibles. Parmi ces 58, les Levures ont été les plus isolées (41,4%), suivis par des Dermatophytes (24,1%) et des Filamenteux Non Dermatophytes (6,9%). Candida parapsilosis and Rhodotorula sp. ont été les Levures les plus fréquemment isolées (20,2%); dans le cas des Dermatophytes, Trichophyton rubrum est le plus fréquent (55,5%) et pour les Filamenteux Non Dermatophytes, Penicillium sp. a été le plus isolé (15,6%), suivi par Fusarium sp. (12,5%). En ce qui concerne la contamination fongique des surfaces, 37 champignons filamenteux ont été isolés. Le genre Fusarium est le plus fréquent avant et après le lavage et la désinfection (19,1% - 17,2%). Pour la levure, 12 levures différentes ont été identifiées, ayant été Cryptococcus sp. (40,6%) et Candida sp. (49,3%) les plus fréquents avant et après le lavage et la désinfection, respectivement. En ce qui concerne la contamination fongique de l'air, on a identifié 25 différents champignons filamenteux, où les 3 genres les plus fréquemment isolés étaient Cladosporium (36,6%), Penicillium (19,0%) et Aspergillus (10,2%). Pour les levures, il a été identifié le genre xxx Rhodotorula (87,5%) et les espèces Trichosporon mucoides et Cryptococcus unigutulattus (12,5%). On a vérifié une association, au niveau de signification de 5%, entre les lésions visibles et les heures hebdomadaires et entre les lésions visibles et la durée d’occupation, ce qui confirme l'influence de la durée de l'exposition aux facteurs de risque (contamination fongique dans le milieu de travail) pour la présence des lésions visibles chez les travailleurs exposés (Tinea pedis et onychomycose), en démontrant une relation entre l'exposition au facteur de risque dans ces études - l'exposition professionnelle aux champignons - avec les effets sur la santé. Les variables environnementales évalué (température, humidité relative et la vitesse de l'air) ne modifient pas la contamination fongique de l'air et des surfaces; donc, n'a pas été démontré aucune relation statistiquement significative (p>0,05). Cependant, il y a une influence du nombre d'occupants qui ont participé à chacun des établissements en moyenne des unités formant colonie par mètre carré sur la surface avant le lavage et la désinfection. Il n'y avait pas de corrélation entre les résultats quantitatifs de la contamination fongique de l'air et des surfaces des 10 établissements surveillés, cependant il existe des différences importantes, au niveau de signification de 10% entre la contamination fongique des surfaces et de la contamination fongique de l'air (p <0,1), on a constaté que malgré 50% des niveaux les plus bas étaient plus élevés dans la contamination fongique de l'air, la contamination fongique des surfaces présentée une plus grande variabilité quantitativement. En ce qui concerne les différences de la contamination fongique des surfaces dans les 10 établissements entre avant et après le lavage et la désinfection, il y avait seulement une réduction significative (p<0,05) de la contamination fongique après le lavage et la désinfection dans les balnéaires et vestiaires pour les hommes par rapport aux levures. Lors de l'établissement choisi, on a constaté que le rapport entre la contamination fongique et la température et l'humidité relative n'était pas significatif (p>0,05) dans les deux saisons et aussi on n’a pas observé l'influence des occupants en moyenne des unités formant colonie par mètres carrés de surfaces avant le lavage et la désinfection dans les deux saisons de l'année. Dans presque toutes les situations ou on a vérifié des différences significatives entre les deux saisons, il ya eu une augmentation des unités formant des colonies par mètre carré en Hiver, à l'exception du total des unités formant des colonies par mètre carré avant le lavage et désinfection dans les balnéaires et vestiaires des hommes où il y a eu une augmentation en Été. On a également été constaté que seulement a eu une réduction de la contamination des xxxi champignons après la désinfection de l'escalier d'accès en Hiver et dans les balnéaires et vestiaires des hommes en Été. Avec la méthode pour établir standard d’exposition professionnelle au fungi sur les surfaces on a obtenu dans les 10 établissements, avec le Niveau de Risque Faible de 65 places (54,2%), avec le Niveau de Risque Moyen 23 places (19,2%) et 32 places avec le Niveau de Risque Élevé (26,6%). Près du jacuzzi et près de la piscine sont les lieux avec des plus évaluations de Niveau de Risque Élevé. Lors de l'établissement choisi, il a été constaté que, dans l'Été, après le lavage et la désinfection, un plus grand nombre de places évaluées comme présentant un Niveau de Risque Élevé et en Hiver on a constaté la situation inverse avec de nombreux points de Niveau de Risque Élevé avant le lavage et la désinfection. A côté de la piscine et les escaliers ont été les lieux avec plus grands classifications de Niveau de Risque Élevé en Été et en Hiver. On a isolé, chez les travailleurs, des champignons communs aux isolés sur les surfaces. Avant le lavage et la désinfection, 30,3% des champignons ont été isolés sur les travailleurs et sur les surfaces et, après ces procédures, 45,5% des champignons ont été isolés fréquemment. Les levures les plus souvent isolées et les plus fréquentes avant et après le lavage et la désinfection des surfaces, et aussi dans les résultats d'échantillons biologiques prélevés sur les travailleurs, étaient du genre Rhodotorula et les espèces de Candida parapsilosis, ce qui permet confirmer que l'infection fongique des travailleurs est liée à la contamination fongique des surfaces. On a conclu qu’il est nécessaire l'intervention en Santé Occupationnelle sous la surveillance de l'environnement et sous la surveillance de la santé, afin de réduire la prévalence des infections fongiques. Pour atteindre cet objectif, nous suggérons la mise en oeuvre de mesures préventives, y compris: le contrôle de la contamination fongique des surfaces par des méthodes de lavage et de désinfection afin de minimiser la contamination fongique des surfaces, l'identification précoce de l'infection avec des prélèvements biologiques périodiques, notamment un protocole pour la surveillance de la santé, et aussi la conscience du sens de l'hygiène personnelle et le traitement des pathologies. La méthode mise en place pour l’établissement d’un standard d’exposition professionnelle au fungi sur les surfaces, servira à estimer non seulement le risque d'infection fongique des travailleurs dans les gymnases avec des piscines, mais aussi pour faciliter l'établissement de valeurs de référence de champignons, l'application des mesures correctives immédiates et appropriées, et aussi la prévention des infections fongiques, non seulement dans les gymnases avec piscine, mais aussi dans d'autres contextes professionnels.

Parametric analog signal amplification applied to nanoscale cmos wireless digital transceivers

Thesis presented in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in the subject of Electrical and Computer Engineering by the Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia

Role of a novel disulfide bridge within the all-beta fold of soluble Rieske proteins

Journal of Biological Inorganic Chemistry (2010)15: 271-281

A regulação endócrina dos balanços de cálcio

RESUMO: As concentrações circulantes de cálcio são notavelmente constantes a despeito das variações diárias na absorção intestinal e na eliminação renal deste elemento. A regulação da calcémia é um sistema complexo que compreende vários factores controladores (a calcémia, a fosforémia, as concentrações circulantes de paratormona (PTH) e calcitriol além de muitos outros factores como hormonas esteróides em geral, outros iões como o magnésio e outros factores hormonais) e vários órgãos alvo (glândulas paratiroideias, osso, rim e intestino). As respostas dos órgãos alvo também são muito variadas. No caso mais simples, a cristalização de sais de cálcio corresponde a uma mudança de fase em que participam moléculas orgânicas que a iniciam, aceleram ou inibem. Em geral a combinação de um factor controlador com o respectivo receptor de membrana (para polipeptídeos ou iões) ou intracelular (hormonas esteróides) é apenas o primeiro passo de uma cadeia bioquímica que introduz uma enorme amplificação na resposta. A esta variedade de mecanismos de resposta correspondem grandes diferenças nos tempos de resposta que podem ser de minutos a semanas. É hoje possível “observar” (medir) com apreciável rigor nos líquidos biológicos (sangue, urina, fezes, etc.) os factores mais importantes do sistema de regulação da calcémia (cálcio, fósforo, paratormona e calcitriol) assim como administrar estes factores em experiências agudas. Esta possibilidade reflecte – se na literatura neste campo que tem vindo a crescer. O advento das técnicas da biologia molecular tem permitido a caracterização molecular de algumas das disfunções da homeostase do cálcio e é de esperar um diagnóstico fisiopatológico cada vez mais rigoroso dessas disfunções. Com o avanço dos conhecimentos nesta área que não cessa de aumentar temos cada vez maiores capacidades para fazer diagnósticos e é cada vez mais difícil interpretar com rigor os correspondentes quadros metabólicos. A análise ou síntese de sistemas complexos é a actividade mais nobre dos engenheiros que lhes permite desenhar pontes, diques, barcos, aviões ou automóveis. Com o aparecimento de computadores de médio ou grande porte foi – lhes possível utilizar descrições matemáticas não só para desenhar sistemas como ainda para interpretar eventuais falhas na sua operação. Essas descrições matemáticas consistem numa sequência de operações realizadas num computador segundo um “programa informático” que receberam a designação genérica de modelos, por analogia com as famosas leis (equações) da física que foram deduzidas a partir de um certo número de postulados e que permitem representar matematicamente processos físicos. As famosas leis de Newton são talvez os exemplos mais famosos de “modelos” de sistemas físicos. A introdução de modelos matemáticos em biologia e particularmente em medicina só se deu recentemente.MÉTODOS No trabalho que aqui se apresenta construiu - se um modelo simplificado da homeostase do cálcio destinado ao cálculo de variáveis observáveis (concentrações de cálcio, fósforo, PTH e calcitriol) de modo a poderem comparar-se valores calculados com valores observados. A escolha dos componentes do modelo foi determinada pela nossa experiência clínica e pela informação fisiopatológica e clínica publicada. Houve a preocupação de construir o modelo de forma modular de modo a ser possível a sua expansão sem grandes transformações na descrição matemática (e informática) já existente. Na sua fase actual o modelo não pode ser usado como instrumento de diagnóstico. É antes uma ferramenta destinada a esclarecer “em princípio” mecanismos fisiopatológicos. Usou – se o modelo para simular um certo número de observações publicadas e para exemplificar a sua eventual aplicação clínica na simulação de situações hipotéticas e na análise de possíveis mecanismos fisiopatológicos responsáveis por situações de hipo ou hipercalcémias. Simultaneamente fez – se uma análise dos dados acumulados relativos a doentes vistos no Serviço de Endocrinologia do Instituto Português de Oncologia de Francisco Gentil – Centro Regional Oncológico de Lisboa, S.A. CONCLUSÕES Numa população de 894 doentes com patologias variadas do Instituto Português de Oncologia de Lisboa os valores da calcémia tiveram uma distribuição normal unimodal com uma média de 9.56 mg/dl, e um erro padrão de 0.41 mg/dl. Estas observações sugerem que a calcémia está sujeita a regulação. A partir dos resultados publicados em que o metabolismo do cálcio foi perturbado por infusões de cálcio, calcitriol ou PTH, de estudos bioquímicos e fisiológicos sobre os mecanismos de acção de factores controladores da calcémia e do estudo do comportamento de órgãos alvo (paratiroideias, intestino, osso e rim) foi possível construir um modelo matemático de parâmetros concentrados do sistema de regulação da calcémia. As expressões analíticas usadas foram baseadas na cinética enzimática de modo a que os seus parâmetros tivessem um significado físico ou fisiológico simples. O modelo revelou apreciável robustez e flexibilidade. É estável quando não perturbado e transita entre estados estacionários quando perturbado. Na sua forma actual gera simulações que reproduzem satisfatoriamente um número apreciável de dados experimentais colhidos em doentes. Isto não significa que possa ser usado como instrumento de diagnóstico aplicável a doentes individuais. O desenho do modelo comporta a adição posterior de novas relações quando surgirem situações para as quais se revele insuficiente. A utilização exaustiva do modelo permitiu explicitar aspectos do metabolismo do cálcio que ou não estão contidas na sua formulação actual – o aparecimento de hipertrofia ou de adenomas das paratiroideias e as alterações na estrutura óssea , a participação de outros factores controladores – magnésio, ou estão insuficientemente descritas – alterações do metabolismo do fósforo nos hipoparatiroidismos. A análise dos dados relativos aos doentes do Serviço de Endocrinologia do IPO permitiu o início da caracterização dos tipos de patologia que representam e de possíveis mecanismos fisiopatológicos subjacentes. Estas observações são o ponto de partida para análises futuras. São exemplos das relações encontradas: a distribuição dos doentes por dois grandes grupos conforme a calcémia é determinada pelas concentrações circulantes de PTH ou estas são determinadas pela calcémia; a distribuição sazonal das concentrações de Vit. D25. no sangue; a correlação negativa entre estas e as concentrações de PTH no sangue. Também foi possível extrair a cinética do controlo da PTH sobre a síntese de calcitriol. O estudo dos níveis circulantes de PTH no pós-operatório imediato de doentes paratiroidectomizados permitiu determinar as suas taxas de degradação metabólica. O modelo permitiu simular as relações Ca/PTH no sangue, Ca/Fracção excretada da carga tubular, Ca/P no sangue para valores normais ou altos de Ca. Foram feitas simulações de situações fisiopatológicas (em “doentes virtuais”): infusões crónicas de cálcio, PTH e calcitriol; alterações no comportamento de receptores. Estas simulações correspondem a experiências que não podem ser realizadas em humanos. São exemplos da utilização do modelo na exploração de possíveis mecanismos fisiopatológicos através da observação de resultados quantitativos inacessíveis à intuição. O modelo foi útil em duas fases do trabalho: Primeiro, durante a sua síntese implicou uma escolha criticamente selectiva de informação, sua análise quantitativa e processamento, uma explicitação rigorosa (analítica) das relações funcionais entre os controladores e as variáveis e da sua integração numa estrutura global; Segundo, a simulação de situações experimentais ou clínicas (dados do Serviço de Endocrinologia do IPO) em doentes obrigou a explicitar raciocínios fisiopatológicos habitualmente formulados em bases puramente intuitivas. Esta prática revelou comportamentos óbvios após as simulações – acção reduzida das infusões PTH (simulação de hiperparatiroidismos primários) enquanto não há inibição total da respectiva secreção, necessidade de aumento da massa secretora da paratiroideia nas insuficiências renais avançadas, etc. A síntese e utilização do modelo não implicaram uma preparação matemática avançada e foram possíveis mercê da disponibilidade de “software” interactivo especificamente desenhado para a simulação de sistemas dinâmicos em que os programas se escrevem em inglês usando a simbologia simples da álgebra elementar. A função nobre de modelos desta natureza é semelhante à dos modelos usados pelos físicos desde o século XVII: permitir explicações de carácter geral funcionando como uma ferramenta intelectual para manipulação de conceitos e para a realização de “experiências pensadas” (“thought experiments”) respeitando certos princípios físicos (princípios de conservação) que estabelecem as fronteiras da realidade. -------ABSTRACT: Calcium blood levels are remarkably constant despite great variations in calcium daily intake, intestinal absorption and renal excretion. The regulation of the calcium concentration in the blood is achieved by a complex system that includes several controller factors (mainly the serum levels of calcium, phosphorus, parathyroid hormone (PTH) and calcitriol but also of steroid hormones, ions such as magnesium and other hormonal factors) and several target organs (parathyroid glands, bone, kidney and intestine). The functional response to the controlling factors obeys a variety of kinetics. The precipitation of calcium salts is a simple phase transition in which organic molecules may provide nucleation centres or inhibit the process. The combination of a controller factor with its receptor located in the cell membrane (for peptides or ions) or in the nucleus (for steroid hormones) is only the first step of a biochemical chain that introduces a huge amplification in the response. To this great variability of response we have to add the times of response that vary from minutes to weeks. It is possible to “observe” (measure) with great accuracy in biological fluids (blood, urine, faeces, etc.) the most important factors intervening in the calcium regulation (calcium, phosphorus, PTH and calcitriol). The response of the system to acute infusions of the controlling factors has also been studied. Using molecular biology techniques it has been possible to characterize some calcium homeostasis dysfunctions and better physiopathological diagnosis are expected. With the increasingly new knowledge in this area we have better capacity to diagnose but it is harder to explain correctly the underlying metabolic mechanisms. The analysis or synthesis of complex systems is the noble activity of engineers that enables them to draw bridges, dams, boats, airplanes or cars. With the availability of medium-large frame computers it was possible to use mathematical descriptions not only to draw systems but also to explain flaws in its operations. These mathematical descriptions are generally known as models by analogy with the laws (equations) of physics that allow the mathematical description of physical processes. In practice it is not possible to find general solutions for the mathematical descriptions of complex systems but (numeric) computations for specific situations can be obtained with digital computers. The introduction of mathematical models in biology and particularly in medicine is a recent event. METHODS In this thesis a simplified model of calcium homeostasis was built that enables the computation of observable variables (concentrations of calcium, phosphorus, PTH and calcitriol) and allows the comparison between the simulation values and observed values. The choice of the model’s components was made according to our clinical experience and to the published clinical and physiopathological data. The model has a modular design that allows future expansions with minor alterations in its structure. In its present form the model cannot be used for diagnosis. It is a tool designed to enlighten physiopathological processes. To exemplify its possible clinical application in the simulation of hypothetical situations and in the analysis of possible mechanisms responsible for hypo or hypercalcemias the model was used to simulate a certain number of published observations. An analysis of clinical and laboratory data from the Endocrinology Department of the Portuguese Cancer Institute (I.P.O.F.G.-C.R.O.L.,S.A.) is also presented. CONCLUSIONS In a population of 188 patients without an identifiable disease of the calcium metabolism at the Portuguese Cancer Institute the calcemia levels had a unimodal distribution with an average of 9.56 mg/dL and a S.E.M of 0.41 mg/dL. This observation confirms that serum calcium is regulated. Using published data; in which calcium metabolism was disrupted by calcium, PTH or calcitriol infusions; from biochemical and physiological studies of the action of controller factors on the calcemia; in which the response of target organs (parathyroid glands, intestine, bone, kidney) was studied it was possible to build a mathematical model of concentrated parameters of the calcium homeostasis. Analytical expressions used were based on enzymatic kinetics. The model is flexible and robust. It is stable when not disturbed and changes between steady states when disturbed. In its present form it provides simulations that reproduce closely a number of experimental clinical data. This does not mean that it can be used as a diagnostic tool for individual patients. The exhaustive utilisation of the model revealed the need of future expansions to include aspects of the calcium metabolism not included in its present form –hypertrophy or adenomas of the parathyroid glands, bone structure changes, participation of other controller factors such as magnesium – or insufficiently described – phosphate metabolism in hypoparathyroidism. The analysis of the data collected from the I.P.O.’s Endocrinology Department allowed the initial characterization of the different pathologies represented and of their possible physiopathological mechanisms. These observations are a starting point for future analysis. As examples of the relations found were: the distribution of patients in two groups according to the dependency of calcium by PTH levels or PTH levels by calcium concentration; the seasonal distribution of the serum concentrations of D25; its negative correlation with PTH concentration. It was also possible to extract the kinetics of the control of the synthesis of calcitriol by PTH. The analysis of immediate post-surgical levels of PTH in parathyroidectomized patients allowed the determination of its metabolic clearance. The model also allowed the simulation of the relations between Ca/PTH in blood, serum Ca/Fraction of tubular load excreted and Ca/P in blood for normal and high values of calcium. Simulations were made of pathological situations (in “virtual patients”): chronic infusions of calcium, PTH and calcitriol; changes in the characteristics of receptors. These simulations are not possible in real persons. They are an example of the use of this model in exploring possible mechanisms of disease through the observation of quantitative results not accessible to simple intuition. This model was useful in two phases: Firstly, its construction required a careful choice of data, its quantitative analysis and processing, an analytical description of the relations between controller factors and variables and their integration in a global structure. Secondly, the simulation of experimental or clinical (I.P.O.’s Endocrinology Department) data implied testing physiopathological explanations that previously were based on intuition. The construction and utilisation of the model didn’t demand an advanced mathematical preparation since user-friendly interactive software was used. This software was specifically designed for the simulation of dynamic systems. The programs are written in English using elementary algebra symbols. The essential function of this type of models is identical to that of those used by physicists since the XVII century which describe quantitatively natural processes and are an intellectual tool for the manipulation of concepts and the performance of “thought experiments” based in certain physical principles (conservation principles) that are the frontiers of reality.------------------RESUMÉE: Les concentrations circulantes de calcium sont constantes même pendant des variations de l’absorption intestinale et de l’élimination rénale de cet élément. La régulation de la calcémie est un système complexe qui comprend plusieurs éléments contrôleurs (la calcémie, la phosphorémie, les concentrations circulantes de l’hormone parathyroïdienne (PTH) e du calcitriol et d’autres comme les hormones stéroïdes ou des ions comme le magnésium) et plusieurs organes (glandes parathyroïdiennes, l’os, le rein et l’intestin). Les réponses de ces organes sont variées. Dans le cas plus simple, la cristallisation des sels de calcium correspond à un changement de phase dans lequel y participent des molécules organiques que la débutent, l’accélèrent ou l’inhibent. Généralement la combinaison d’un élément contrôleur avec leur récepteur de membrane (pour les peptides ou les ions) ou intracellulaire (pour les hormones stéroïdes) n’est que le premier pas d’une chaîne biochimique qu’introduit une grande amplification de la réponse. A cette variété de réponses correspondent des grandes différences des temps de réponses qu’y vont des minuits a semaines. Il est possible « observer » (mesurer) dans les fluides biologiques (sang, urine, fèces, etc.) les éléments plus importants du système de régulation de la calcémie (calcium, phosphate, PTH et le calcitriol) et les administrer en expérimentes aigus. Cette possibilité est visible dans la littérature publiée dans ce domaine qui est en croissance permanente. L’avenir des techniques de biologie moléculaire a permis caractériser des nombreuses dysfonctions de la régulation de la calcémie et on attend un diagnostique physiopathologique de ces dysfonctions chaque fois plus rigoureuses. Les connaissances dans ce domaine s’agrandissent et on a de plus de capacités pour faire des diagnostiques et il est chaque fois plus difficile les interpréter. L’analyse ou synthèse de systèmes complexes est l’activité plus noble des ingénieurs qui les permit dessiner des ponts, bateaux, avions ou automobiles. Avec des ordinateurs de médium ou grand port il les est possible utiliser descriptions mathématiques pour dessiner les systèmes et interpréter des éventuelles fautes d’opération. Ces descriptions mathématiques sont une séquence d’opérations réalisées dans un ordinateur selon « un programme informatique » qui ont reçu la désignation générique de modèles, pour analogie avec les équations de la physique qui ont été déduits d’un nombre de postulées et qu’ont permit représenter des processus physiques en équations mathématiques. Les fameuses équations de Newton sont peut-être les exemples plus connus des systèmes physiques. L’introduction des modèles mathématiques en biologie et en particulier en médecine est un évènement récent. Dans ce travaille, on a construit un modèle simplifié de l’homéostasie du calcium pour calculer les variables observables (concentrations de calcium, phosphate, PTH et calcitriol) pour les comparer. Les choix des components a été déterminés par notre expérience clinique et par l’information physiopathologique et clinique publiée. Le modèle a été construit de façon modulaire ce que permit leur postérieur expansion sans des grandes altérations dans la description mathématique et informatique déjà existante. Dans cette forme le modèle ne peut être utilisé comme un instrument de diagnostique. Il est un outil pour éclairer la physiopathologie. Le modèle a été utilisé pour simuler un certain nombre d’observations publiées et pour exemplifier leur possible utilisation clinique dans la simulation des hypothèses et de la physiopathologie des situations d’hypo ou hypercalcémie. On a fait une analyse des éléments des procès cliniques des malades observées dans le Service d’Endocrinologie de l’IPOFG-CROL, SA. Dans une population de 894 malades avec des différentes pathologies les valeurs de calcémie on une distribution uni modale avec une Médie de 9.56 mg/dL et une erreur standard de 0.41 mg/dL. Ces observations suggèrent que la calcémie soit sujette de régulation. En utilisant des résultats de travaux publiés dans lesquels le métabolisme du calcium a été changé par des infusions de calcium, calcitriol ou PTH, des études biochimiques et physiologiques sur des mécanismes d’action des éléments contrôleurs de la calcémie et de l’étude du comportement des organes cible (parathyroïdes, intestin, rein, os), il a été possible de construire un modèle mathématique de paramètres concentrés du système de régulation de la calcémie. Les expressions analytiques utilisées ont été basées sur la cinétique enzymatique de façon à que les paramètres aient eu une signification physique ou biologique. Le modèle est stable quand il n’est pas perturbé et transit entre états stationnaires quand il est sujet a des perturbations. A ce moment il fait des simulations qui reproduisent de façon satisfaisant un nombre d’observations expérimentales. La construction du modèle permit l’addiction de nouvelles relations dans les cas ou il est insuffisant. L’utilisation exhaustive du modèle a permit expliciter des aspects du métabolisme du calcium qui y ne sont pas compris – l’hyperplasie ou la formation des adénomes des parathyroïdes, les altérations de la structure des os, la participation d’outres éléments régulateurs (magnésium), ou sont insuffisamment décrites – les altérations du métabolisme des phosphates dans l’hypoparathyroidism. L’analyse de l’information des malades du Service d’Endocrinologie a permit caractériser les pathologies représentées et leurs possibles mécanismes physiopathologiques. Ces observations sont le point de départ pour les analyses futures. Sont des exemples des relations trouvées: la distribution des malades par deux groupes: ceux dans lequel la calcémie est déterminée par la PTH ou ceux dans lesquels la PTH est déterminée par la calcémie; la distribution sazonale de la concentration de la vitamine D; la corrélation négative entre la vitamine D et la PTH. On a eu la possibilité de déduire la cinétique de control de la PTH sur la synthèse du calcitriol. L’étude des niveaux circulants de PTH sur des sujets parathyroidectomisées a permit déduire leur taux de dégradation métabolique. Le modèle a permit simuler les relations Ca/PTH dans le sang, Ca/fraction éliminée par le rein, Ca/P dans le sang pour des valeurs normales ou hautes de calcium. On a fait des simulations de situations physiopathologiques (dans “malades virtuelles”): Infusions chroniques de calcium, PTH ou calcitriol; altérations des récepteurs. Ces simulations ne peuvent pas être réalisées dans les humains. Sont des exemples d’utilisation du modèle dans l’exploration des possibles mécanismes de la physiopathologie en observant des résultats quantitatifs inaccessibles à l’intuition. Le modèle a été utile pendant deux étapes des travaux: La première, dans sa construction on a choisi l’information disponible, son analyse quantitative, l’explicitation rigoureuse (analytique) des relations fonctionnelles entre les contrôleurs et les variables et sa intégration dans une structure globale. La deuxième, la simulation de situations expérimentales ou cliniques (du Service d’Endocrinologie) a obligé d’expliciter des raisonnements physiopathologiques généralement formulés utilisant l’intuition. Cette pratique a montré des comportements – action réduite des infusions de PTH (jusqu’à l’inhibition totale de leur respective sécrétion), nécessité d’augmenter la masse sécréteuse de la parathyroïde dans les insuffisants rénales, etc. La synthèse et utilisation du modèle n’ont pas besoin d’une formation avancée en mathématique et sont possibles grâce à un programme interactif qui a été conçu pour la simulation des systèmes dynamiques dans lesquels le programme se construit en anglais en utilisant la symbolique élémentaire de l’algèbre. La fonction noble de ces modèles est semblable à celles des physiques du XVII siècle: Permettre établir explications générales en fonctionnant comme un outil intellectuel pour manipuler des concepts et pour la réalisation d’expérimentes pensées en respectant certains principes de la physique (principe de la conservation) qu’établissent les frontières de la réalité.