Visualização interativa e manipulação de imagens 3D em tempo real usando métodos baseados na GPU

Este trabalho apresenta um conjunto de ferramentas que exploram as capacidades recentes das placas gráficas de computadores pessoais para prover a visualização e a interação com volumes de dados. O objetivo é oferecer ao usuário ferramentas que permitam a remoção interativa de partes não relevantes do volume. Assim, o usuário é capaz de selecionar um volume de interesse, o que pode tanto facilitar a compreensão da sua estrutura quanto a sua relação com os volumes circundantes. A técnica de visualização direta de volumes através do mapeamento de texturas é explorada para desenvolver estas ferramentas. O controle programável dos cálculos realizados pelo hardware gráfico para gerar a aparência de cada pixel na tela é usado para resolver a visibilidade de cada ponto do volume em tempo real. As ferramentas propostas permitem a modificação da visibilidade de cada ponto dentro do hardware gráfico, estendendo o benefício da visualização acelerada por hardware. Três ferramentas de interação são propostas: uma ferramenta de recorte planar que permite a seleção de um volume de interesse convexo; uma ferramenta do tipo “borracha”, para eliminar partes não relevantes da imagem; e uma ferramenta do tipo “escavadeira”, para remover camadas do volume Estas ferramentas exploram partes distintas do fluxo de visualização por texturas, onde é possível tomar a decisão sobre a visibilidade de cada ponto do volume. Cada ferramenta vem para resolver uma deficiência da ferramenta anterior. Com o recorte planar, o usuário aproxima grosseiramente o volume de interesse; com a borracha, ele refina o volume selecionado que, finalmente, é terminado com a escavadeira. Para aplicar as ferramentas propostas ao volume visualizado, são usadas técnicas de interação conhecidas, comuns nos sistemas de visualização 2D. Isto permite minimizar os esforços do usuário no treinamento do uso das ferramentas. Finalmente, são ilustradas as aplicações potenciais das ferramentas propostas para o estudo da anatomia do fígado humano. Nestas aplicações foi possível identificar algumas necessidades do usuário na visualização interativa de conjuntos de dados médicos. A partir destas observações, são propostas também novas ferramentas de interação, baseadas em modificações nas ferramentas propostas.

Um novo e peculiar cinodonte traversodontídeo para o triássico médio do rio grande do sul e suas implicações para a paleoecologia de cynodontia

A falta de consenso acerca da filogenia dos cinodontes parece sugerir que muitas das características usadas para estabelecer hipóteses filogenéticas para os mesmos podem representar convergências adaptativas, decorrentes da grande diversificação deste grupo ao longo do Triássico. Apesar da separação entre Probainognathia e Cynognathia, um mosaico de caracteres primitivos e derivados ocorre em ambos os clados, dificultando a interpretação de suas relações filogenéticas. A mesma situação ocorre dentro da Família Traversodontidae (Cynognathia), onde algumas formas (e.g. Exaeretodon), em algumas análises, aparecem mais próximas aos mamíferos do que muitos Probainognathidae. A descrição de uma nova forma de traversodontídeo, aqui apresentada, fornece dados adicionais para esta discussão, especialmente do ponto de vista da paleoecologia. No crânio do novo táxon, o desgaste dos póscaninos, a morfologia do quadrado e a expansão antero-posterior das fossas paracaninas indicam um movimento postero-dorsal da mandíbula e uma oclusão bastante precisa, que poderia ser empregada na maceração de plantas No pós-crânio, a lâmina ilíaca e as costelas apresentam protuberâncias ósseas semiglobulares ao longo de sua borda dorsal. A lâmina ilíaca apresenta ainda uma área ampla para origem de músculos, as vértebras da região lombar são fusionadas e as costelas apresentam placas costais, similares às presentes em Thrinaxodon, Cynognathus e Diademodon. Este reforço ósseo na região lombar indica que este traversodontídeo tinha uma estrutura forte o bastante para suportar uma postura mais ereta nos membros posteriores. As protuberâncias nas costelas e ílio indicam uma adaptação extrema, provavelmente relacionada à defesa contra predadores ou hábitos sociais (disputas intra-específicas). A oclusão dentária precisa e a postura ereta dos membros posteriores são características derivadas do novo táxon que reforçam a idéia de que algumas características “mamalianas” surgiram bastante anteriormente à origem dos mamíferos (e mais de uma vez entre os cinodontes não-mamalianos). Por outro lado, a morfologia dentária e a presença de placas costais são caracteres primitivos, confirmando o padrão em mosaico da evolução do grupo.

Transferência de calor e controle de temperatura em tubos capilares utilizados em eletroforese capilar

Este trabalho tem por objetivo estudar a transferência de calor em tubos capilares cilíndricos utilizados na técnica de separação de moléculas denominada Eletroforese Capilar. Esta técnica é usada, por exemplo, na análise de biomoléculas e no sequenciamento de DNA, onde o controle da temperatura está diretamente ligado ao desempenho destes métodos e à qualidade dos resultados. Para empregar esta técnica, tensões elétricas da ordem de 20 kV são aplicadas entre as extremidades dos tubos capilares, que possuem normalmente 50 cm de comprimento, 350 µm de diâmetro externo e 50 µm de diâmetro interno, preenchidos por uma solução aquosa. Tais tensões geram uma corrente elétrica na solução, provocando aquecimento distribuído por Efeito Joule. Os tubos capilares são construídos em quartzo amorfo e protegidos por uma camada de material polimérico (poliimida). Para implementar o controle da temperatura, os tubos capilares são colocados em contato com um fluido de resfriamento. Num primeiro momento, os estudos são realizados por simulação numérica, empregando o Método dos Volumes Finitos em rotinas escritas em FORTRAN. São simulados casos onde os tubos são recobertos por camadas cilíndricas de materiais com uma condutividade térmica relativamente boa, com o objetivo de aumentar a superfície de troca de calor com o fluido de resfriamento. Como resultado, obtêm-se curvas da temperatura no centro dos tubos capilares em função do coeficiente de transferência de calor por convecção. Um caso de interesse é quando os tubos capilares são posicionados excentricamente ao recobrimento cilíndrico Num segundo momento, é utilizado o software de simulação numérica ANSYS CFX®, onde é simulado o resfriamento dos mesmos tubos capilares expostos a um escoamento transversal de ar a 15°C. Neste caso, também são aplicados os recobrimentos cilíndricos e, além disso, opta-se por simular o resfriamento de um arranjo de vários tubos (sistema multicapilar) dispostos entre placas de vidro, no formato de um sanduíche. Como resultados mais importantes salientam-se: a) o aumento do raio do recobrimento resulta no aumento da transferência de calor, fazendo com que a temperatura no núcleo do capilar fique estacionada em valores baixos que não comprometem as separações/análises; b) chegou-se a um valor de raio crítico da ordem de 10 mm para a condição de operação mais típicas na área da Eletroforese Capilar; c) as montagens com o tubo capilar concêntrico e excêntrico ao recobrimento não apresentam diferenças significativas no perfil de temperatura da solução tampão; e finalmente d) observa-se que o uso de duas placas de material dielétrico com os capilares posicionados em forma de sanduíche entre elas permite uma eficiente dissipação do calor gerado na solução tampão.

Monitoramento de Anastrepha spp. (Diptera: Tephritidae) e identificação de seus parasitóides em Citrus sinensis Var. Céu, sob manejo orgânico, em Maratá, RS

A citricultura no Rio Grande do Sul tem sua produção limitada devido a doenças e pragas. Entre as pragas estão as moscas-das-frutas do gênero Anastrepha. As fêmeas ovipositam nos frutos e, após a eclosão, as larvas consomem a polpa, depreciando e causando a queda destes. Atualmente, tem-se procurado viabilizar o controle biológico das populações de moscas-das-frutas, principalmente com a utilização de himenópteros parasitóides. No Rio Grande do Sul não existem registros de espécies de parasitóides associados à Anastrepha spp. em pomares de citros. Assim, o objetivo deste trabalho foi o de conhecer e identificar estas espécies de parasitóides e registrar a flutuação de Anastrepha spp. durante o período de desenvolvimento dos frutos em um pomar de Citrus sinensis var. Céu sob o manejo orgânico localizado no município de Maratá, RS. Para isto, entre 21 de janeiro e 20 de maio de 2003, foram coletados frutos da copa e caídos no solo, bem como capturados adultos de Anastrepha spp., com armadilhas McPhail, em intervalos semanais. Em condição de laboratório, os frutos da copa e do solo foram colocados em potes plásticos e caixas de papelão, respectivamente, sobre uma camada de areia. Semanalmente, a areia era peneirada e os pupários obtidos, colocados em placas de Petri. Obtiveram-se cinco espécies de parasitóides pertencentes a três famílias, Braconidae, Diapriidae e Pteromalidae. O índice de parasitismo total foi de 6,23% e o braconídeo Doryctobracon areolatus foi mais freqüente (38,70%). Observaram-se dois patamares no número médio de adultos de Anastrepha spp. capturados. A viabilidade pupal foi 37,01%, enquanto que a razão sexual das moscas-das-frutas obtidas nas armadilhas foi de 0,53.

Toxicidade induzida pelos peptídeos AB42 e AB25-35 em modelo de cultura organotípica de hipocampo de ratos

O crescimento da expectativa de vida média da população mundial tem sido acompanhado do aumento na prevalência de doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson, isquemia cerebral e, especialmente, a doença de Alzheimer. A doença de Alzheimer (DA) caracteriza-se por um crescente declínio na função mental e memória do paciente. Estes sintomas são explicados por uma profunda perda neuronal e pela presença de alterações estruturais no tecido cerebral: as placas senis, extracelulares e os emaranhados neurofibrilares, intracelulares. O passo que desencadeia a neurodegeneração na DA é ainda objeto de estudo, mas a hipótese mais aceita atualmente é a de que a secreção anormal do peptídeo β amilóide (Aβ), principal componente das placas senis, dê início ao processo. O presente trabalho teve como objetivos investigar a toxicidade induzida pelo peptídeo Aβ1-42 e seu fragmento, o peptídeo Aβ25-35 em culturas organotípicas de hipocampo de ratos. Na primeira parte do trabalho, investigamos a toxicidade induzida pela exposição de culturas organotípicas de hipocampo de ratos a 10 ou 20 μM do peptídeo Aβ1-42, por 24 ou 72 h. Além disso, investigamos o envolvimento das proteínas iNOS e GSK-3β no mecanismo de morte celular induzida pelo peptídeo Aβ1-42. Na segunda parte do trabalho, investigamos a toxicidade induzida pelo fragmento Aβ25-35 na concentração de 25 μM, nos tempos de 1, 3, 6, 12, 24 ou 48 h de exposição às culturas organotípicas, e seu efeito sobre as proteínas Akt, GSK-3β e PTEN. A morte celular foi quantificada pela incorporação do iodeto de propídeo, corante marcador excluído de células sadias, e as proteínas foram quantificadas por imunodetecção com o uso de anticorpos específicos. Nossos resultados mostraram que o peptídeo Aβ1-42 apresentou toxicidade nas concentrações de 10 e 20 μM, induzindo a uma considerável morte celular após 72 h de exposição. A análise do imunoconteúdo da proteína iNOS mostrou um aumento significativo em relação ao controle, após 72 h de exposição ao peptídeo e na concentração de 20 μM. Os resultados obtidos na segunda parte do trabalho mostraram uma morte celular significativa apenas após 48 h de exposição ao peptídeo Aβ25- 35 na concentração de 25 μM. O tratamento com peptídeo Aβ25-35 levou ao aumento no estado de fosforilação da proteína Akt após 6 h de exposição e também da proteína GSK-3β, um potencial substrato da Akt. Após 12 h de exposição ao peptídeo, observamos uma diminuição de ambas as proteínas (Akt e GSK-3β). Porém, após 24 h de exposição ao peptídeo, a proteína Akt continua menos fosforilada enquanto que a proteína GSK-3β apresenta um novo pico de fosforilação. O imunoconteúdo da proteína fosfatase PTEN apresentou um aumento significativo em 24 h e 48 h. Os resultados do presente estudo mostraram que o tratamento das culturas organotípicas de hipocampo de ratos com o peptídeo Aβ1-42 como com o fragmento Aβ25-35 apresentou toxicidade após um período de aproximadamente 48 h de tratamento, e mostrou ser um bom modelo para o estudo de sua toxicidade. Com relação ao mecanismo investigado, os dados sugerem que a proteína iNOS pode estar envolvida na toxicidade induzida pelo peptídeo Aβ1-42. Além disso, sugerem que o fragmento Aβ25-35 possa exercer sua toxicidade através da inibição da via de sobrevivência celular PI3-K, por diminuir a fosforilação/ativação da proteína Akt, parecendo envolver a proteína fosfatase PTEN, principal regulador negativo da via PI3-K/Akt.

Avaliação bacteriológica e parasitológica em hortaliças minimamente processadas comercializadas em Porto Alegre - RS

Vegetais minimamente processados passam por algumas etapas durante seu preparo, ocorrem modificações na sua forma natural, porém devem manter a qualidade do produto fresco. Este estudo teve como objetivo quantificar mesófilos e psicrotróficos, coliformes totais e fecais, e verificar a presença de Escherichia coli, parasitos e sujidades em hortaliças prontas para o consumo. Foi utilizado o método de contagem em placas (UFC/g), para mesófilos e psicrotróficos. A contagem dos coliformes foi pelo método do Número Mais Provável (NMP). E. coli foi confirmada em meio EMB e provas bioquímicas. Para pesquisa de enteroparasitos, as hortaliças foram lavadas e o sedimento analisado pelos métodos de Faust e Lutz. As sujidades foram investigadas por filtração e observação em estereomicroscópio. A análise de mesófilos e psicrotróficos foi mensal, realizada em 48 amostras, variando entre 5,68 a 8,21 log10 UFC/g e entre 6,90 a 8,44 log10 UFC/g respectivamente. Destas, 24 foram analisadas para coliformes, onde as contagens de totais foram de <0,47 a 4,38 log10 NMP/g e de fecais de <0,47 a 3,66 log10 NMP/g. Quatro (16,6%) amostras apresentaram índices acima do permitido pela legislação. E coli foi observada em 6 amostras de coliformes fecais. Das 48 amostras utilizadas nas análises parasitológicas, cinco (10,4%) foram positivas para oocistos de Eimeria spp. A maioria das amostras apresentou algum tipo de sujidades. Contaminação de origem fecal foi verificada, sugerindo falhas nas etapas do processamento ou sanificação das hortaliças, além de indicar que o solo ou águas de irrigação possam constituir possíveis fontes desses microrganismos.

Análise química e avaliação da atividade antiviral de hypericum connatum lam.

Plantas da família Guttiferae apresentam diversas atividades biológicas sendo Hypericum o gênero mais importante devido às atividades antidepressiva, antibacteriana e antiviral de algumas espécies. Hypericum connatum, utilizado no sul do Brasil para o tratamento de feridas de boca, demonstrou atividade contra o lentivírus, responsável pela imunodeficiência felina. Objetivo: isolar e identificar as substâncias majoritárias de H. connatum e testar a atividade de extratos obtidos das partes aéreas e raízes e das substâncias isoladas frente a duas cepas do herpesvírus simples tipo 1 (HSV-1). Método: foram obtidos frações nhexano, diclorometano e metanol e extratos bruto, aquosos a diferentes temperaturas e hidro-etanólico das partes aéreas e raízes. As frações n-hexano e metanólica das partes aéreas foram submetidas à coluna cromatográfica para o isolamento de substâncias. Os extratos e substâncias isoladas foram testados frente ao HSV-1, cepas KOS e ATCC-VR733. Determinou-se a concentração máxima não tóxica (CMNT) à célula e a concentração que provoca alteração morfológica em 50% das células (CC50) pela técnica da alteração morfológica celular, utilizando-se células VERO, linhagem ATCC CCL-81. A avaliação da atividade antiviral foi realizada em placas de microtitulação e medida pela inibição do efeito citopático (ECP) provocado pelo vírus. Resultados e Conclusões: da fração n-hexano foi isolado hiperbrasilol B, da fração metanólica foram isolados amentoflavona, hiperosídeo e guaijaveriana, além de um flavonol de estrutura ainda não definida (HCN3). A fração n-hexano e o extrato bruto das raízes inibiram o ECP das cepas KOS e ATCC-VR733. Os demais extratos testados não apresentaram atividade antiviral. Dentre as substâncias analisadas, hiperbrasilol B, amentoflavona e HCN3 foram ativos frente às duas cepas. Os flavonóides hiperosídeo e guaijaverina não apresentaram atividade anti-HSV-1.

Isolamento e identificação de amebas de vida livre potencialmente patogênicas em amostras de ambientes do Hospital de Clínicas de Porto Alegre - RS

Amebas de vida livre (AVL), tais como Acanthamoeba spp., Naegleria spp. e Balamuthia mandrillaris, são potenciais agentes de infecções humanas podendo ser encontradas no meio ambiente como solo, água fresca e ar atmosférico. No Brasil, de um modo geral, há poucos trabalhos relatando a importância do estudo desses patógenos em ambientes hospitalares. Assim este trabalho visou estudar a presença de Acanthamoeba spp. e Naegleria spp. na poeira e biofilmes de 15 ambientes diferentes (CTI, UTI pediátrica, Centro Cirúrgico, Centro Cirúrgico Ambulatorial, Emergência, Cozinha, Reservatórios de Azulejo e de Concreto, 06 Bebedouros e 01 Torneira) do Hospital de Clínicas de Porto Alegre, RS (HCPA). Coletas mensais de poeira e biofilmes foram realizadas com suabes passados aleatoriamente nos locais de coleta, de julho de 2004 e março de 2005, totalizando 135 amostras. Após sedimentação do material, o sedimento foi usado como inóculo em placas de Petri com ágar não nutriente 1,5%, previamente inoculadas com E. coli. As amostras foram incubadas durante 10 dias a 30°C. Das 135 amostras coletadas dos 15 ambientes do HCPA, 47 (35%) foram positivas para AVL, segundo critérios morfológicos de Page. Destas, 34% apresentaram características morfológicas próprias do gênero Acanthamoeba, sendo 03 desses isolados confirmados por PCR.