O uso do solo como factor de influência na evolução de um sapal. Casos de estudo do Sapal de Corroios e do Sapal de Pancas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente perfil Ordenamento do Território e Impactes Ambientais

Análise comparada da classificação “pixel a pixel” e orientada por objecto de uma imagem WorldView 2 de Maputo, Moçambique

O desenvolvimento das tecnologias associadas à Detecção Remota e aos Sistemas de Informação Geográfica encontram-se cada vez mais na ordem do dia. E, graças a este desenvolvimento de métodos para acelerar a produção de informação geográfica, assiste-se a um crescente aumento da resolução geométrica, espectral e radiométrica das imagens, e simultaneamente, ao aparecimento de novas aplicações com o intuito de facilitar o processamento e a análise de imagens através da melhoria de algoritmos para extracção de informação. Resultado disso são as imagens de alta resolução, provenientes do satélite WorldView 2 e o mais recente software Envi 5.0, utilizados neste estudo. O presente trabalho tem como principal objectivo desenvolver um projecto de cartografia de uso do solo para a cidade de Maputo, com recurso ao tratamento e à exploração de uma imagem de alta resolução, comparando as potencialidades e limitações dos resultados extraídos através da classificação “pixel a pixel”, através do algoritmo Máxima Verossimilhança, face às potencialidades e eventuais limitações da classificação orientada por objecto, através dos algoritmos K Nearest Neighbor (KNN) e Support Vector Machine (SVM), na extracção do mesmo número e tipo de classes de ocupação/uso do solo. Na classificação “pixel a pixel”, com a aplicação do algoritmo classificação Máxima Verosimilhança, foram ensaiados dois tipos de amostra: uma primeira constituída por 20 classes de ocupação/uso do solo, e uma segunda por 18 classes. Após a fase de experimentação, os resultados obtidos com a primeira amostra ficaram aquém das espectativas, pois observavam-se muitos erros de classificação. A segunda amostra formulada com base nestes erros de classificação e com o objectivo de os minimizar, permitiu obter um resultado próximo das espectativas idealizadas inicialmente, onde as classes de interesse coincidem com a realidade geográfica da cidade de Maputo. Na classificação orientada por objecto foram 4 as etapas metodológicas utilizadas: a atribuição do valor 5 para a segmentação e 90 para a fusão de segmentos; a selecção de 15 exemplos sobre os segmentos gerados para cada classe de interesse; bandas diferentemente distribuídas para o cálculo dos atributos espectrais e de textura; os atributos de forma Elongation e Form Factor e a aplicação dos algoritmos KNN e SVM. Confrontando as imagens resultantes das duas abordagens aplicadas, verificou-se que a qualidade do mapa produzido pela classificação “pixel a pixel” apresenta um nível de detalhe superior aos mapas resultantes da classificação orientada por objecto. Esta diferença de nível de detalhe é justificada pela unidade mínima do processamento de cada classificador: enquanto que na primeira abordagem a unidade mínima é o pixel, traduzinho uma maior detalhe, a segunda abordagem utiliza um conjunto de pixels, objecto, como unidade mínima despoletando situações de generalização. De um modo geral, a extracção da forma dos elementos e a distribuição das classes de interesse correspondem à realidade geográfica em si e, os resultados são bons face ao que é frequente em processamento semiautomático.

Green synthesis of 2-Oxazoline-based polymers with antimicrobial activity using scCO2

Using a green methodology, 17 different poly(2-oxazolines) were synthesized starting from four different oxazoline monomers. The polymerization reactions were conducted in supercritical carbon dioxide under a cationic ring-opening polymerization (CROP) mechanism using boron trifluoride diethyl etherate as the catalyst. The obtained living polymers were then end-capped with different types of amines, in order to confer them antimicrobial activity. For comparison, four polyoxazolines were end-capped with water, and by their hydrolysis the linear poly(ethyleneimine) (LPEI) was also produced. After functionalization the obtained polymers were isolated, purified and characterized by standard techniques (FT-IR, NMR, MALDI-TOF and GPC). The synthesized poly(2-oxazolines) revealed an unusual intrinsic blue photoluminescence. High concentration of carbonyl groups in the polymer backbone is appointed as a key structural factor for the presence of fluorescence and enlarges polyoxazolines’ potential applications. Microbiological assays were also performed in order to evaluate their antimicrobial profile against gram-positive Staphylococcus aureus NCTC8325-4 and gram-negative Escherichia coli AB1157 strains, two well known and difficult to control pathogens. The minimum inhibitory concentrations (MIC)s and killing rates of three synthesized polymers against both strains were determined. The end-capping with N,N-dimethyldodecylamine of living poly(2- methyl-2-oxazoline) and poly(bisoxazoline) led to materials with higher MIC values but fast killing rates (less than 5 minutes to achieve 100% killing for both bacterial species) than LPEI, a polymer which had a lower MIC value, but took a longer time to kill both E.coli and S.aureus cells. LPEI achieved 100% killing after 45 minutes in contact with E. coli and after 4 hours in contact with S.aureus. Such huge differences in the biocidal behavior of the different polymers can possibly underlie different mechanisms of action. In the future, studies to elucidate the obtained data will be performed to better understand the killing mechanisms of the polymers through the use of microbial cell biology techniques.

Adesão à terapêutica medicamentosa em doentes com Diabetes Mellitus Tipo 2 : um estudo no ACES Almada e Seixal

RESUMO - A (não) adesão à terapêutica é um problema mundial que, para além de afetar diretamente a saúde dos indivíduos, afeta também os recursos económicos e sociais. Apesar da importância em aderir à terapêutica, largamente fundamentada na evidência científica, facto é que, em muitos casos, os doentes não o fazem. Assim, estudar as questões relacionadas com a adesão tem vindo a ganhar cada vez mais relevância e atualmente constitui um desafio para os sistemas de saúde, pois os mecanismos envolvidos no comportamento de adesão dos indivíduos são complexos. Deste modo, com este estudo pretendeu-se caracterizar uma amostra de indivíduos com diabetes mellitus tipo 2 e relacionar o seu nível de adesão à terapêutica medicamentosa com os fatores de não adesão. Este estudo foi desenvolvido no Agrupamento de Centros de Saúde (ACES) Almada e Seixal e nele participaram 151 diabéticos tipo 2. Para a recolha de dados utilizou-se o Questionário de Identificação de Fatores de Não Adesão adaptado de Cabral e Silva (2010) e a Medida de Adesão aos Tratamentos de Delgado e Lima (2001). Os resultados mostraram um perfil de participantes maioritariamente idosos, reformados, do género feminino, casados, com o ensino primário completo, rendimento mensal entre 301-1000 euros e tendencialmente aderentes à terapêutica medicamentosa. O (i) esquecimento, o (ii) preço da medicação, o (iii) número elevado de medicamentos para tomar de uma vez só, não perceber bem o que deve tomar e como e (v) adormecer antes da toma foram os fatores de não adesão relatados com mais frequência. Foram encontradas relações significativas entre o nível de adesão e o esquecimento, o preço da medicação o número elevado de medicamentos para tomar de uma vez só e adormecer antes da toma. Não encontrámos relações significativas entre o nível de adesão e os dados sociodemográficos, os fatores terapêuticos e o fator de não adesão “não perceber bem o que deve tomar e como”. No presente estudo são discutidos os resultados obtidos, consideradas algumas limitações e efetuadas propostas de investigações futuras.

Funcionalidade e qualidade de vida : um estudo no processo de envelhecimento em portadores e não portadores da diabetes tipo 2

RESUMO: Introdução: A diabetes é uma patologia crônica que vêm crescendo exponencialmente em países desenvolvidos e, principalmente, naqueles em desenvolvimento, como é o caso do Brasil. Além de gerar importante custo aos sistemas públicos de saúde, sabe-se que as consequências do mau controle da diabetes tem impacto importante na vida de indivíduos que apresentam a doença, como a perda precoce da funcionalidade e a reduzida qualidade de vida. Nesse sentido, o governo federal brasileiro estabelece em 2002 o Programa Hiperdia, que prevê educação terapêutica e a assistência multiprofissional como estratégias na prevenção e controle das consequências geradas pelo mau controle da diabetes. Objetivo: O estudo aqui proposto tem como objetivo avaliar de que modo a presença e o tempo de diagnóstico da diabetes do tipo 2 (DM2) estão associados à funcionalidade e qualidade de vida de indivíduos assistidos pelo Programa Hiperdia. Metodologia: Foram avaliados indivíduos com idade igual ou superior a 40 anos, residentes na cidade de Viçosa-Minas Gerais/Brasil, distribuídos em diferentes grupos conforme as perspectivas de análise 1 (estudo da presença da DM2) e 2 (estudo do tempo de diagnóstico da patologia). Para a perspectiva 1 dois diferentes grupos foram comparados: controle (CTL), indivíduos sem DM2 ou qualquer patologia em órgãos alvo da doença; e DM2, indivíduos diagnosticados com diabetes do tipo 2. Já para a perspectiva 2 de análise pessoas diagnosticadas com DM2 foram distribuídas em dois diferentes grupos: G1, indivíduos com tempo de diagnóstico da DM2 ≥ 1 ano e ≤ 5 anos; e G2, indivíduos com tempo de diagnóstico da DM2 ≥ 10 anos. Previamente, avaliamos o estado cognitivo dos participantes por meio do Mini Mental State Exam. Dados sociodemográficos e clínicos (rastreio de sintomas depressivos, sonolência diurna excessiva e antropometria) também foram avaliados, além da verificação do perfil bioquímico por meio de informações provenientes de prontuários médicos. Para o estudo da funcionalidade, os instrumentos Activities of Daily Living, Instrumental Activities of Daily Living e o Life Style Questionnaire foram utilizados, assim como o SF-36v2 para a avaliação da qualidade de vida. Por fim, outras variáveis como conhecimento sobre a DM2 e gestão da patologia também foram investigadas. 10 Resultados: 198 indivíduos (CTL: 81; DM2: 117) com idade ≥ 40 anos foram avaliados, dos quais 55,5% apresentaram idade igual ou superior a 60 anos. A maioria corresponderam ao sexo feminino (62,6%). Foram verificados similares resultados para o estado cognitivo em ambas as perspectivas de análise. Pode-se dizer que, para a perspectiva 1 (CTL vs. DM2), os grupos apresentaram diferenças estatísticas significantes para a maioria das variáveis estudadas e tendência para a variável estilo de vida, com resultados desfavorecedores ao grupo DM2. Para a perspectiva 2 (G1 vs. G2), nossos resultados não evidenciam diferenças significantes para o tempo de diagnóstico em nenhuma das variáveis estudadas. Conclusões: Os resultados do estudo mostram que a presença da DM2 em situação de inadequado controle, bem como o insuficiente conhecimento sobre a patologia entre os indivíduos assistidos pelo Centro Hiperdia podem representar um importante fator para a verificação da reduzida funcionalidade e qualidade de vida. Isto sugere a necessidade de ajustes na execução do Programa, de modo a tornar possível o alcance dos objetivos propostos pelo mesmo. Referente ao tempo de diagnóstico da DM2, em nossa amostra, os resultados indicam que este parece não representar um fator desfavorecedor da funcionalidade e qualidade de vida.---------------------------ABSTRACT: Introduction: Type 2 diabetes (DM2) is a chronic disease that has been growing exponentially in developed countries, and even more so in developing countries such as Brazil. In addition, the pathology generates a significant cost to public healthcare systems. It is well known that the poor control of diabetes has important consequences on the lives of individuals diagnosed with the disease, such as the early loss of functionality and a reduced quality of life. In this sense, the Brazilian federal government established the Programa Hiperdia in 2002, a program that provides therapeutic education and multidisciplinary care in order to prevent and control the consequences of diabetes. Objective: The aim of this study is to evaluate how the presence and the diagnosis time of DM2 are associated with the functionality and quality of life of individuals assisted by the Programa Hiperdia. Methodology: We evaluated individuals aged 40 years or older living in Viçosa, Minas Gerais/Brazil, and divided them into different groups according to the analytical perspectives 1 (the study of the presence of DM2) and 2 (the study of the diagnosis time of DM2). For perspective 1, two different groups were compared: the DM2 group, which consisted of individuals diagnosed with type 2 diabetes, and the control group (CTL), which consisted of individuals without type 2 diabetes or any disease in the target organs. For perspective 2, people diagnosed with type 2 diabetes were divided into two different groups: G1, individuals with diagnosis time ≥ 1 year and ≤ 5 years; and G2, individuals with diagnosis time ≥ 10 years. Prior to group assignment, we assessed the cognitive status of all participants with the Mini Mental State Exam (MMSE). Sociodemographic and clinical data (i.e. screening of depressive symptoms, excessive daytime sleepiness and anthropometry) were also evaluated, as well as the biochemical profile based on information from the local Hiperdia center. To study functionality, Activities of Daily Living, Instrumental Activities of Daily Living and Life Style Questionnaire were administered. Quality of life was assessed via the SF-36v2 Health Survey. Finally, variables such as knowledge about DM2 and disease management were also verified. Results: 198 subjects (CTL: 81; DM2: 117) aged ≥ 40 years were evaluated, of whom 55.5% were aged 60 years or older. The majority of subjects were women (62,6%). Cognitive status scores were similar amongst both analytical perspectives. In terms of perspective 1 (DM2. vs. CTL), it showed statistically significant differences between the groups for the most part of the variables studied, and poorer results in the DM2 group. Regarding perspective 2 (G1 vs. G2), our results did not show significant differences for the diagnosis time in any of the variables studied. Conclusions: Our findings show that the presence of DM2 with inadequate control of the condition, as well as lack of knowledge about the disease among individuals assisted by the Hiperdia center may represent an important factor in the poor functionality and reduced quality of life when compared to the control group. This suggests that the Program likely needs some adjustments on its implementation in order to make possible the achievement of the objectives proposed. With respect to the diagnosis time for DM2 in our sample, the results indicate that it does not seem to be a factor in poor functionality nor quality of life.

The role of α2,3- and α2,6-sialylation

RESUMO: Os glicoconjugados que decoram a superfície celular e os lípidos e proteínas secretados ocupam o ponto de encontro onde normalmente ocorrem interacções críticas homólogas (hospedeiro-hospedeiro) e heterólogas (hospedeiro-patogénio). Apesar de ser largamente aceite que os glicanos são parte integrante do processo de imunidade, continua a não ser claro qual o papel que os glicanos, em toda a sua diversidade, tomam no quadro geral da imunidade. Os glicanos, que são frequentemente terminados por resíduos de ácido siálico, podem ser alterados por factores externos, tais como patogénios, ou por acontecimentos fisiológicos celulares específicos. Normalmente em posição terminal, as glico-estruturas que contêm ácido siálico assumem um papel fundamental numa quantidade substancial de receptores imunes envolvidos na adesividade e tráfico celular, tal como as Selectinas e as Siglecs, das quais se sabe apresentarem uma relevante função imune. À altura do início desta tese, era sabido que os ácidos siálicos expressos à superfície das células poderiam modular mecanismos importantes nas respostas imunes adaptativas. Considerando a posição de charneira que as células dendríticas (DCs) ocupam na transição da resposta imune inata para a adaptativa, antecipámos que os ácidos siálicos poderiam também modular mecanismos relevantes nas DCs humanas. As DCs têm uma função muito relevante na verificação e captura antigénica, migração para os gânglios linfáticos e apresentação antigénica aos linfócitos, uma sequência de funções que conduz, em ultima instância, à indução da resposta inata adaptativa. Considerando estas premissas, a nossa hipótese principal foi que os ácidos siálicos podem influenciar funções relevantes das DCs, tais como captura de antigénios, maturação, migração para os gânglios linfáticos e apresentação antigénica às células Para testar esta hipótese, dividimos o trabalho em quatro partes: 1) Analisámos os glicanos sialilados de superfície, expressos durante a diferenciação de monócitos humanos em DCs (moDCs). Os nossos dados mostraram que a expressão dos glicanos com ligações em O (O-glicanos) e sialilados em α2,3, assim como glicanos com ligações em N (N-glicanos) sialilados em α2,6 e α2,3 aumentou durante o processo de diferenciação das moDCs. Contribuindo para esta nova configuração glicosídica, três sialiltransferases (STs) poderão estar envolvidas: a ST6Gal-1 correlaciona-se com a expressão aumentada de N-glicanos sialilados em α2,6; a ST3Gal-1 contribui para a sialilação em α2,3 de O-glicanos, em especial de antigénios T; e a ST3Gal-4 poderá ser responsável pelo aumento de N-glicanos sialilados em α2,3. Após estímulo e consequente maturação das moDCs, ambos os níveis de expressão génica de ST6Gal-1 e ST3Gal-4 são negativamente modificados sendo, também, que a expressão de ST3Gal-1 varia consoante o estímulo. 2) Estudámos posteriormente as consequências da modulação dos ácidos siálicos de superfície nas funções das DCs. Observámos que a remoção dos ácidos siálicos de superfície diminui significativamente a capacidade de macropinocitose e endocitose mediada por receptores nas moDCs. Em contrapartida, o tratamento com sialidase aumentou significativamente a capacidade das moDCs para fagocitar Escherichia coli. Determinou-se também que este mecanismo requer a existência de ácido siálico presente nas E. coli indicando um mecanismo de interacção hospedeiro-patogénio dependente de ácido siálico em ambas as partes envolvidas. As moDCs tratadas com sialidase também apresentam um nível superior de expressão de moléculas de MHC e moléculas co-estimulatórias, sugerindo um fenótipo celular mais maduro. Recorrendo ao modelo de ratinho, utilizaram-se DCs derivadas de células da medula (BMDCs) de ratinhos deficientes em ST3Gal-1 e ST6Gal-1. Estes ensaios revelaram que quer a endocitose quer a maturação são influenciadas por modificações 37 nos glicanos sialilados em α2,3 ou α2,6. A detecção e quantificação de proteínas Nglicosiladas e sialiladas em α2,6 apontou para um potencial envolvimento de integrinas β2 nestes mecanismos. 3) O efeito da sialilação em α2,6 na migração das DCs para os gânglios linfáticos foi também analisado. Observámos que BMDCs deficientes para ST6Gal-1 apresentam uma redução de cerca de 50% nos níveis de migração das DCs para os gânglios linfáticos, tal como aferido em ensaios de inflamação in situ e estudos de transferência adoptiva de células. Uma redução dos níveis deste tipo de migração foi também observada quando BMDCs nativas foram transferidas para ratinhos receptores deficientes em ST6Gal-1. São, contudo, necessários mais ensaios de forma a identificar as moléculas envolvidas neste processo. 4) Por último, analisámos o impacto da sialilação na estimulação antigénica das DCs às células T. Assim, concluiu-se que moDCs tratadas com sialidase apresentam um nível de expressão superior de IL-12, TNF-ɑ, IL-6 e IL-10, e activação do factor de transcrição nuclear kappa B (NF-κB). As DCs tratadas com sialidase induziram uma maior proliferação nas células T, com expressão correspondente de interferão-γ. Este dado sugere que a remoção de ácidos siálicos de superfície contribui para o desenvolvimento de uma resposta pro-inflamatória do tipo 1 por células T auxiliares (resposta Th1). Considerando estes dados no seu todo, concluímos que o ácido siálico tem um papel marcante nas funções imunes das DCs. Alterações à concentração de ácido siálico à superfície das células podem alterar a endocitose/fagocitose, maturação, migração para os tecidos e gânglios linfáticos e capacidade estimulatória para com as células T. Complementando estes dados, as ligações glicosídicas de ácidos siálicos criados por ST6Gal-1 e ST3Gal-1 são funcionalmente relevantes. A modulação programada da sialilação do glicocálice, mediada por sialidases individuais ou sialiltransferases é uma possibilidade aceitável para a melhoria da fagocitose por DCs e da sua potência imunológica. Este facto tem um significado particular para imunoterapias baseadas em DCs, podendo provar-se decisivo para a sua eficiência e aplicabilidade num futuro muito próximo.-------------------------------ABSTRACT: Glycans decorating cell surface and secreted proteins and lipids occupy the junction where critical host–host and host-pathogen interactions occur. In spite of the wide acceptance that glycans are centrally implicated in immunity, exactly how glycans and their variety and variability contribute to the overall immune response remains poorly defined. Glycans, frequently terminated by sialic acid residues, may be modified by external factors such as pathogens or upon specific physiological cellular events. The terminal, privileged positions of sialic acid-modified structures makes them key, fundamental determinants for a number of immune receptors with known involvement in cellular adhesiveness and cell trafficking, such as Selectins and Siglecs, with known relevant immune functions. At the time this thesis was initiated, it was established that sialic acids expressed at cell surface could modulate important mechanisms of the adaptive immune responses. Given the key role of dendritic cells (DCs) in the transition from innate to the adaptive immune responses, we anticipated that sialic acids could also modulate important mechanisms of human DCs. DCs have a relevant role in antigen screening and uptake, migration to lymph nodes and antigen presentation to lymphocytes, ultimately triggering the adaptive immune response. Therefore, our primary hypothesis was that sialic acids may modulate DC functions, such as antigen uptake, maturation, homing to lymph nodes and antigen presentation to T cells. To test this hypothesis, we divided our work in four parts. 1) Surface sialylated glycans expressed during differentiation from human monocytes to DCs (moDCs) were analyzed. Our data showed that α2,3-sialylated O-glycans and α2,6- and α2,3-sialylated N-glycans expression increased during moDC differentiation. Three main sialyltransferases (STs) are committed with this new glycan configuration: ST6Gal- 1 correlates with the increased expression of α2,6-sialylated N-glycans; ST3Gal-1 32 contributes for the α2,3-sialylation of O-glycans, especially T antigens; and ST3Gal-4 may contribute for the increased α2,3-sialylated N-glycans. Upon moDC maturation, ST6Gal-1 and ST3Gal-4 are downregulated and ST3Gal-1 is altered in a stimulus dependent manner. 2) We subsequently analyzed the consequences of the modulation of cell surface sialic acids in DC functions. We observed that removing surface sialic acid by sialidase significantly decreased the capacity of moDCs to micropinocytose and receptormediated endocytose. In contrast, treatment with a sialidase significantly improved the capacity of moDCs to phagocytose Escherichia coli. The improved phagocytosis mechanism required E. coli sialic acids, indicating a mechanism of host–pathogen interaction dependent on sialic acid moieties. Sialidase-treated moDCs have increased expression of MHC and co-stimulatory molecules, suggesting a more mature phenotype. Experiments using mouse bone marrow-derived DCs (BMDCs) from ST3Gal-1-/- and ST6Gal-1-/- strains indicated that endocytosis and maturation are influenced by changes in either α2,3 or α2,6-sialylated glycans. The analysis of α2,6-sialylated, N-glycosylated proteins, strongly suggested the potential involvement of β2 integrins, underlying these mechanisms. 3) The effect of α2,6-sialylation in DC homing to lymph nodes was also analyzed. We observed that BMDCs deficient for ST6Gal-1 have an almost 50% reduction in DC homing, as assayed by in situ inflammation and adoptive transfer studies. A reduction in DC homing was also observed when wild type BMDCs were transferred into ST6Gal-1-/- recipient mice. Further investigations are necessary to identify the molecules involved in this process. 4) Finally, we also analyzed the impact of sialylation on DCs ability to prime T cells. Sialidase-treated moDCs show increased gene expression of IL-12, TNF-α, IL-6 and IL- 10 cytokines, and activation of the transcription factor nuclear factor-κB. Sialidase33 treated DCs induced a higher proliferative response of T cells with concomitant higher expression of interferon-γ, suggesting that the clearance of cell surface sialic acids contributes to the development of a T helper type 1 proinflammatory response. Together, our data strongly support sialic acid’s relevance in DC immune functions. Alterations of cell surface sialic acid content can alter the endocytosis/phagocytosis, maturation, migration/homing and the ability for T cell priming in human DCs. Moreover, sialic acid linkages created by ST6Gal-1 and ST3Gal-1 are functionally relevant. The engineering of cell surface sialylation, mediated by individual sialidases or sialyltransferases is a likely possibility to fine tune DC phagocytosis and immunological potency, with particular significance to DC-based therapies.