Caracterização dos receptores opióides do núcleo parabraquial lateral envolvidos no controle da ingestão de água e sódio

Nosso organismo constantemente perde água e eletrólitos para o meio ambiente, principalmente pela excreção urinária.Porém, a osmolaridade e o volume de líquidos do organismo devem permanecer dentro de uma pequena faixa de variação para que nossas células funcionem perfeitamente e haja manutenção da pressão arterial. A regulação da osmolaridade e do volume dos líquidos corporais exige que a entrada de água e eletrólitos seja igual à perda pelo corpo e, para tanto, a regulação envolve a ação integrada dos rins e do comportamento de ingestão de água e sódio que é o principal íon extracelular. A ingestão de água e sódio é regulada por mecanismos centrais excitatórios e inibitórios. Os mecanismos excitatórios que desencadeiam a ingestão de água e sódio são ativados principalmente pelo peptídeo angiotensina II (ANG II), cuja produção apresenta-se aumentada em situações de hipovolemia e hipotensão. Por outro lado, destacam-se importantes mecanismos inibitórios da ingestão de água e sódio descobertos recentemente no núcleo parabraquial lateral (NPBL). O NPBL é uma estrutura pontina que recebe projeções aferentes da área postrema (AP) e da porção medial do núcleo do trato solitário (NTSm) e que faz conexões com áreas prosencefálicas envolvidas no controle do balanço hidroeletrolítico. Estudos prévios mostraram que injeções bilaterais do agonista opióide inespecífico β-endorfina no NPBL induziram ingestão de água e sódio em ratos saciados e aumentaram a ingestão de água e sódio induzida pelo tratamento com o diurético furosemida (FURO) combinado com baixas doses do bloqueador da enzima conversora de angiotensina captopril (CAP) injetados subcutaneamente (sc)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Propriedades estruturais de géis de sílica preparados com adições de dodecil sulfato de sódio

This work aims to study the structural characteristics of silica gels obtained from the acid hydrolysis of tetraethoxysilane (TEOS) in water solutions with different concentrations of sodium dodecyl sulfate (SDS). The structural characteristics were studied in stages ranging from the wet gel to the dry stages of the gels (aerogels and xerogels). Aerogels were obtained by ambient pressure drying (APD) after silylation process using trimethylchlorosilane (TMCS) as silylating agent. Xerogels were obtained by conventional evaporating the liquid phase from non silylated gels. The samples were characterized by nitrogen adsorption and small angle X-ray scattering (SAXS). The structure of the wet gels and of the aerogels prepared with the surfactant exhibited characteristics of mass-fractal structures with fractal dimension D in the range 2.1-2.2 for the wet gels and 2.3-2.4 for the aerogels. The characteristic size  of the fractal domain reduces while the size a0 of the primary silica particle composing the fractal structure increases with the drying of the gels, in a process in which share of the porosity is eliminated. Aerogels exhibited typical values for the specific surface of 900 m2g-1 and of 3.5 cm3.g-1 for the total pore volume. These values are correspondingly comparable to those of the aerogels prepared by supercritical drying, since the silylation process replaces hydrophilic –OH groups by hydrophobic –Si-R3 ones, inhibiting the porosity elimination on drying. The silica particle size also increases lightly with the silylation because the attachment of the –Si-R3 groups on the silica surface. The pore size distribution curves of the aerogels are similar for all samples exhibiting a maximum in around 40 nm, independent the concentration of surfactant. This suggests that the characteristic size of 40 nm is due to the association of surfactant micelles... (Complete abstract click electronic access below)

Como estará a ingestão de sódio após uma sobrecarga de volume combinada ao tratamento com paroxetina?

Aortic regurgitation (AR) is still common in developing countries as secondary of rheumatic fever, and its incidence have increased in senile degenerative form. The AR develops severe myocardial hypertrophy. A common comorbidity associated with cardiovascular disease is depression. Among the most prescribed antidepressants in the world are the serotonin selective reuptake inhibitors (SSRIs). Central serotonergic pathways are involved with the inhibition of sodium intake and can be modify the excretion of this íon. Therefore, we investigated whether treatment with an antidepressants SSRI, the paroxetine, for four weeks can modfy the behavior of water and NaCl 0,3M intake, excretion of sodium and morphofunctional parameters of rats with AR induce. Wistar rats (280 - 300g) underwent surgery for AR (n=15) or control surgery (n=14). The AR was induced by retrograde puncture of valve leaflets. The animals were divided into 4 groups: AR + paroxetine (n=8), AR + control (n=7), control + paroxetine (n=7), control + control (n=7). From the 4th to the 8th week after inductuin of AR was administered paroxetine (10mg/kg pc) daily and subcutaneously. In the 4th and 8th week after induction of AR echocardiograms were performed to collect data morphofunctional. During the 4 weeks of treatment were analyzed intake of water and saline daily and once a week urine samples were collected for analysis by flame photometer of excretion of sodium and potassium. In the 10th week the animals were submitted to a challenge protocol hidromineral by combining furosemide (10 mg / kg bw) associated with the low dose of Captopril (5 mg / kg bw). During the challenged urine samples were collected for analysis by flame photometer of excretion of sodium and potassium at the time zero and after 2 hours of treatment. As a result we found that treatment with paroxetine in rats with AR determined an improvement in fractional shortening (shortening fraction: 52.7 ± 2.2% vs. RA ...

Efeitos da redução da concentração de sódio na solução de hemodiálise e no conteúdo de sódio da dieta sobre a resposta inflamatória de pacientes com doença renal crônica

Pós-graduação em Fisiopatologia em Clínica Médica - FMB

Actividad antimicrobiana de la solución de nanopartícula de plata en cultivo de Enterococcus faecalis

Objective. The objective of this study was to evaluate the antimicrobial activity of the silver nanoparticles solution in enterococcus faecallis cultures (ATCC 29212), compared with various solutions of sodium hypoclorithe (NaOCl). Material and methods. Five Agar Petri plates were inoculated with E. faecallis and each of them was placed a cellulose dish embedded with silver nanoparticles solution, or a solution of sodium hypochlorite evaluated (Viarzon, Cloralex, Clorox). Chlorhexidine digluconate 2% was used as positive control and sterile saline solution was used as negative control. After 24 hours of incubation at 37ºc, under aerobic conditions, the zones of inhibition of bacterial growth were measured and the results subjected to the statistical t test among the experimental groups (= 5%). Results. The Cloralex showed to be the most effective reflected in the extent of inhibition in relation to other substances (p< 0.05), except that the chlorhexidine digluconate 2% (p> 0.05). The solution of silver nanoparticles provided a greater zone of inhibition than the sodium hypochlorite solution (Clorox) and Viarzon (p< 0.05). Clorox and Viarzon didn't provide zones of inhibition and were similar to each other (p> 0.05). Conclusions. The solution of silver nanoparticles presents antimicrobial activity in cultured E. faecallis, even higher than other commercial forms of sodium hypochlorite. Further studies should be carried out to determine its viability as irrigating solution in endodontics (AU)

Respostas bioquímicas e fisiológicas de plantas jovens de cana-de-açúcar sob diferentes concentrações de NaCl no solo

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Consumer attitudes, knowledge, and behavior related to salt consumption in sentinel countries of the Americas

Objective. To describe individual attitudes, knowledge, and behavior regarding salt intake, its dietary sources, and current food-labeling practices related to salt and sodium in five sentinel countries of the Americas. Methods. A convenience sample of 1 992 adults (>= 18 years old) from Argentina, Canada, Chile, Costa Rica, and Ecuador (approximately 400 from each country) was obtained between September 2010 and February 2011. Data collection was conducted in shopping malls or major commercial areas using a questionnaire containing 33 questions. Descriptive estimates are presented for the total sample and stratified by country and sociodemographic characteristics of the studied population. Results. Almost 90% of participants associated excess intake of salt with the occurrence of adverse health conditions, more than 60% indicated they were trying to reduce their current intake of salt, and more than 30% believed reducing dietary salt to be of high importance. Only 26% of participants claimed to know the existence of a recommended maximum value of salt or sodium intake and 47% of them stated they knew the content of salt in food items. More than 80% of participants said that they would like food labeling to indicate high, medium, and low levels of salt or sodium and would like to see a clear warning label on packages of foods high in salt. Conclusions. Additional effort is required to increase consumers' knowledge about the existence of a maximum limit for intake and to improve their capacity to accurately monitor and reduce their personal salt consumption.

Cancer cell proliferation is inhibited by specific modulation frequencies

BACKGROUND: There is clinical evidence that very low and safe levels of amplitude-modulated electromagnetic fields administered via an intrabuccal spoon-shaped probe may elicit therapeutic responses in patients with cancer. However, there is no known mechanism explaining the anti-proliferative effect of very low intensity electromagnetic fields. METHODS: To understand the mechanism of this novel approach, hepatocellular carcinoma (HCC) cells were exposed to 27.12 MHz radiofrequency electromagnetic fields using in vitro exposure systems designed to replicate in vivo conditions. Cancer cells were exposed to tumour-specific modulation frequencies, previously identified by biofeedback methods in patients with a diagnosis of cancer. Control modulation frequencies consisted of randomly chosen modulation frequencies within the same 100 Hz-21 kHz range as cancer-specific frequencies. RESULTS: The growth of HCC and breast cancer cells was significantly decreased by HCC-specific and breast cancer-specific modulation frequencies, respectively. However, the same frequencies did not affect proliferation of nonmalignant hepatocytes or breast epithelial cells. Inhibition of HCC cell proliferation was associated with downregulation of XCL2 and PLP2. Furthermore, HCC-specific modulation frequencies disrupted the mitotic spindle. CONCLUSION: These findings uncover a novel mechanism controlling the growth of cancer cells at specific modulation frequencies without affecting normal tissues, which may have broad implications in oncology. British Journal of Cancer (2012) 106, 307-313. doi:10.1038/bjc.2011.523 www.bjcancer.com Published online 1 December 2011 (C) 2012 Cancer Research UK

Evidence-Based Information on the Clinical Use of Neurofeedback for ADHD

Neurofeedback (NF) is a training to enhance self-regulatory capacity over brain activity patterns and consequently over brain mental states. Recent findings suggest that NF is a promising alternative for the treatment of attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). We comprehensively reviewed literature searching for studies on the effectiveness and specificity of NF for the treatment of ADHD. In addition, clinically informative evidence-based data are discussed. We found 3 systematic review on the use of NF for ADHD and 6 randomized controlled trials that have not been included in these reviews. Most nonrandomized controlled trials found positive results with medium-to-large effect sizes, but the evidence for effectiveness are less robust when only randomized controlled studies are considered. The direct comparison of NF and sham-NF in 3 published studies have found no group differences, nevertheless methodological caveats, such as the quality of the training protocol used, sample size, and sample selection may have contributed to the negative results. Further data on specificity comes from electrophysiological studies reporting that NF effectively changes brain activity patterns. No safety issues have emerged from clinical trials and NF seems to be well tolerated and accepted. Follow-up studies support long-term effects of NF. Currently there is no available data to guide clinicians on the predictors of response to NF and on optimal treatment protocol. In conclusion, NF is a valid option for the treatment for ADHD, but further evidence is required to guide its use.

EFFECTS OF MUSCULAR STRETCHING AND SEGMENTAL STABILIZATION ON FUNCTIONAL DISABILITY AND PAIN IN PATIENTS WITH CHRONIC LOW BACK PAIN: A RANDOMIZED, CONTROLLED TRIAL

Objective: The purpose of this study was to compare the effects of 2 exercise programs, segmental stabilization exercises (SSEs) and stretching of trunk and hamstrings muscles, on functional disability, pain, and activation of the transversus abdominis muscle (TrA), in individuals with chronic low back pain. Methods: A total of 30 participants were enrolled in this study and randomly assigned to 1 of 2 groups as a function of intervention. In the segmental stabilization group (SS), exercises focused on the TrA and lumbar multifidus muscles, whereas in the stretching group (ST), exercises focused on stretching the erector spinae, hamstrings, and triceps surae. Severity of pain (visual analog scale and McGill pain questionnaire) and functional disability (Oswestry disability questionnaire) and TrA muscle activation capacity (Pressure Biofeedback Unit, or PBU) were compared as a function of intervention. Interventions lasted 6 weeks, and sessions happened twice a week (30 minutes each). Analysis of variance was used for intergroup and intragroup comparisons. Results: As compared with baseline, both treatments were effective in relieving pain and improving disability (P < .001). Those in the SS group had significantly higher gains for all variables. The stretching group did not effectively activate the TrA (P = .94). Conclusion: Both techniques improved pain and reduced disability. In this study, SS was superior to muscular stretching for the measured variables associated with chronic low back pain. (J Manipulative Physiol Ther 2012;35:279-285)

O efeito protetor do bicarbonato de sódio na nefropatia induzida por contraste radiológico em ratos

Contrastes radiológicos iodados – CI são causa de lesão renal aguda – LRA. Avaliar o efeito renoprotetor do bicarbonato de sódio (Bic) sobre a função renal (clearance de creatinina, Jaff é, Clcr-ml/min/100g) e o perfi l oxidativo (excreção de peróxidos, PU e de malondealdeído urinários, FOX-2 e TBARs, nmol/mgCr ) em ratos com CI. Ratos machos adultos Wistar, 250-300g, tratados 1x/dia, por 5 dias, foram divididos nos grupos: Salina (solução salina 0,9%, 3ml/kg/dia, intraperitoneal-i.p.); CI (ioxitalamato de meglumina e sódio, 3ml/kg, i.p); Bic+Salina (Bic 3ml/kg, i.p, 1 hora antes e 1 hora depois da Salina); Bic+CI (Bic 3ml/ kg, i.p, 1 hora antes e 1 hora depois do CI). CI induziu LRA e o Bic confi rmou seu efeito renoprotetor antioxidante (Clcr/TBARs/PU Salina: 0,59±0,03/0,11±0,02/1,29±0,24 vs Bic+Salina 0,58±0,03/0,13±0,02/1,32±0,64 vs CI 0,22±0,02A/0,19±0,02A/4,77±0, 24A vs Bic+CI 0,51±0,04B/0,13±0,3B/1,80± 0,04B, A/B p<0,05). O Bic confi rmou efeito protetor na LRA por CI, podendo ser considerado como possibilidade terapêutica para pacientes submetidos a CI.

Programa de entrenamiento en control de la activación, rendimiento y autoeficacia en golfistas infantiles: un estudio de caso

[ES] Esta investigación tuvo como objetivo comprobar mediante un estudio de caso el efecto de un programa de entrenamiento en control de activación mediante técnicas de respiración y biorretroinformación, sobre la autoeficacia y la efectividad del golpe del putt en cuatro golfistas entre 11 y 14 años.

Seizure prediction and control in epilepsy

The first part of my thesis presents an overview of the different approaches used in the past two decades in the attempt to forecast epileptic seizure on the basis of intracranial and scalp EEG. Past research could reveal some value of linear and nonlinear algorithms to detect EEG features changing over different phases of the epileptic cycle. However, their exact value for seizure prediction, in terms of sensitivity and specificity, is still discussed and has to be evaluated. In particular, the monitored EEG features may fluctuate with the vigilance state and lead to false alarms. Recently, such a dependency on vigilance states has been reported for some seizure prediction methods, suggesting a reduced reliability. An additional factor limiting application and validation of most seizure-prediction techniques is their computational load. For the first time, the reliability of permutation entropy [PE] was verified in seizure prediction on scalp EEG data, contemporarily controlling for its dependency on different vigilance states. PE was recently introduced as an extremely fast and robust complexity measure for chaotic time series and thus suitable for online application even in portable systems. The capability of PE to distinguish between preictal and interictal state has been demonstrated using Receiver Operating Characteristics (ROC) analysis. Correlation analysis was used to assess dependency of PE on vigilance states. Scalp EEG-Data from two right temporal epileptic lobe (RTLE) patients and from one patient with right frontal lobe epilepsy were analysed. The last patient was included only in the correlation analysis, since no datasets including seizures have been available for him. The ROC analysis showed a good separability of interictal and preictal phases for both RTLE patients, suggesting that PE could be sensitive to EEG modifications, not visible on visual inspection, that might occur well in advance respect to the EEG and clinical onset of seizures. However, the simultaneous assessment of the changes in vigilance showed that: a) all seizures occurred in association with the transition of vigilance states; b) PE was sensitive in detecting different vigilance states, independently of seizure occurrences. Due to the limitations of the datasets, these results cannot rule out the capability of PE to detect preictal states. However, the good separability between pre- and interictal phases might depend exclusively on the coincidence of epileptic seizure onset with a transition from a state of low vigilance to a state of increased vigilance. The finding of a dependency of PE on vigilance state is an original finding, not reported in literature, and suggesting the possibility to classify vigilance states by means of PE in an authomatic and objectic way. The second part of my thesis provides the description of a novel behavioral task based on motor imagery skills, firstly introduced (Bruzzo et al. 2007), in order to study mental simulation of biological and non-biological movement in paranoid schizophrenics (PS). Immediately after the presentation of a real movement, participants had to imagine or re-enact the very same movement. By key release and key press respectively, participants had to indicate when they started and ended the mental simulation or the re-enactment, making it feasible to measure the duration of the simulated or re-enacted movements. The proportional error between duration of the re-enacted/simulated movement and the template movement were compared between different conditions, as well as between PS and healthy subjects. Results revealed a double dissociation between the mechanisms of mental simulation involved in biological and non-biologial movement simulation. While for PS were found large errors for simulation of biological movements, while being more acurate than healthy subjects during simulation of non-biological movements. Healthy subjects showed the opposite relationship, making errors during simulation of non-biological movements, but being most accurate during simulation of non-biological movements. However, the good timing precision during re-enactment of the movements in all conditions and in both groups of participants suggests that perception, memory and attention, as well as motor control processes were not affected. Based upon a long history of literature reporting the existence of psychotic episodes in epileptic patients, a longitudinal study, using a slightly modified behavioral paradigm, was carried out with two RTLE patients, one patient with idiopathic generalized epilepsy and one patient with extratemporal lobe epilepsy. Results provide strong evidence for a possibility to predict upcoming seizures in RTLE patients behaviorally. In the last part of the thesis it has been validated a behavioural strategy based on neurobiofeedback training, to voluntarily control seizures and to reduce there frequency. Three epileptic patients were included in this study. The biofeedback was based on monitoring of slow cortical potentials (SCPs) extracted online from scalp EEG. Patients were trained to produce positive shifts of SCPs. After a training phase patients were monitored for 6 months in order to validate the ability of the learned strategy to reduce seizure frequency. Two of the three refractory epileptic patients recruited for this study showed improvements in self-management and reduction of ictal episodes, even six months after the last training session.

Caratterizzazione del legame di molecole di interesse farmaceutico alla sieroalbumina umana mediante biocromatografia e dicroismo circolare

Negli ultimi anni, un crescente numero di studiosi ha focalizzato la propria attenzione sullo sviluppo di strategie che permettessero di caratterizzare le proprietà ADMET dei farmaci in via di sviluppo, il più rapidamente possibile. Questa tendenza origina dalla consapevolezza che circa la metà dei farmaci in via di sviluppo non viene commercializzato perché ha carenze nelle caratteristiche ADME, e che almeno la metà delle molecole che riescono ad essere commercializzate, hanno comunque qualche problema tossicologico o ADME [1]. Infatti, poco importa quanto una molecola possa essere attiva o specifica: perché possa diventare farmaco è necessario che venga ben assorbita, distribuita nell’organismo, metabolizzata non troppo rapidamente, ne troppo lentamente e completamente eliminata. Inoltre la molecola e i suoi metaboliti non dovrebbero essere tossici per l’organismo. Quindi è chiaro come una rapida determinazione dei parametri ADMET in fasi precoci dello sviluppo del farmaco, consenta di risparmiare tempo e denaro, permettendo di selezionare da subito i composti più promettenti e di lasciar perdere quelli con caratteristiche negative. Questa tesi si colloca in questo contesto, e mostra l’applicazione di una tecnica semplice, la biocromatografia, per caratterizzare rapidamente il legame di librerie di composti alla sieroalbumina umana (HSA). Inoltre mostra l’utilizzo di un’altra tecnica indipendente, il dicroismo circolare, che permette di studiare gli stessi sistemi farmaco-proteina, in soluzione, dando informazioni supplementari riguardo alla stereochimica del processo di legame. La HSA è la proteina più abbondante presente nel sangue. Questa proteina funziona da carrier per un gran numero di molecole, sia endogene, come ad esempio bilirubina, tiroxina, ormoni steroidei, acidi grassi, che xenobiotici. Inoltre aumenta la solubilità di molecole lipofile poco solubili in ambiente acquoso, come ad esempio i tassani. Il legame alla HSA è generalmente stereoselettivo e ad avviene a livello di siti di legame ad alta affinità. Inoltre è ben noto che la competizione tra farmaci o tra un farmaco e metaboliti endogeni, possa variare in maniera significativa la loro frazione libera, modificandone l’attività e la tossicità. Per queste sue proprietà la HSA può influenzare sia le proprietà farmacocinetiche che farmacodinamiche dei farmaci. Non è inusuale che un intero progetto di sviluppo di un farmaco possa venire abbandonato a causa di un’affinità troppo elevata alla HSA, o a un tempo di emivita troppo corto, o a una scarsa distribuzione dovuta ad un debole legame alla HSA. Dal punto di vista farmacocinetico, quindi, la HSA è la proteina di trasporto del plasma più importante. Un gran numero di pubblicazioni dimostra l’affidabilità della tecnica biocromatografica nello studio dei fenomeni di bioriconoscimento tra proteine e piccole molecole [2-6]. Il mio lavoro si è focalizzato principalmente sull’uso della biocromatografia come metodo per valutare le caratteristiche di legame di alcune serie di composti di interesse farmaceutico alla HSA, e sul miglioramento di tale tecnica. Per ottenere una miglior comprensione dei meccanismi di legame delle molecole studiate, gli stessi sistemi farmaco-HSA sono stati studiati anche con il dicroismo circolare (CD). Inizialmente, la HSA è stata immobilizzata su una colonna di silice epossidica impaccata 50 x 4.6 mm di diametro interno, utilizzando una procedura precedentemente riportata in letteratura [7], con alcune piccole modifiche. In breve, l’immobilizzazione è stata effettuata ponendo a ricircolo, attraverso una colonna precedentemente impaccata, una soluzione di HSA in determinate condizioni di pH e forza ionica. La colonna è stata quindi caratterizzata per quanto riguarda la quantità di proteina correttamente immobilizzata, attraverso l’analisi frontale di L-triptofano [8]. Di seguito, sono stati iniettati in colonna alcune soluzioni raceme di molecole note legare la HSA in maniera enantioselettiva, per controllare che la procedura di immobilizzazione non avesse modificato le proprietà di legame della proteina. Dopo essere stata caratterizzata, la colonna è stata utilizzata per determinare la percentuale di legame di una piccola serie di inibitori della proteasi HIV (IPs), e per individuarne il sito(i) di legame. La percentuale di legame è stata calcolata attraverso il fattore di capacità (k) dei campioni. Questo parametro in fase acquosa è stato estrapolato linearmente dal grafico log k contro la percentuale (v/v) di 1-propanolo presente nella fase mobile. Solamente per due dei cinque composti analizzati è stato possibile misurare direttamente il valore di k in assenza di solvente organico. Tutti gli IPs analizzati hanno mostrato un’elevata percentuale di legame alla HSA: in particolare, il valore per ritonavir, lopinavir e saquinavir è risultato maggiore del 95%. Questi risultati sono in accordo con dati presenti in letteratura, ottenuti attraverso il biosensore ottico [9]. Inoltre, questi risultati sono coerenti con la significativa riduzione di attività inibitoria di questi composti osservata in presenza di HSA. Questa riduzione sembra essere maggiore per i composti che legano maggiormente la proteina [10]. Successivamente sono stati eseguiti degli studi di competizione tramite cromatografia zonale. Questo metodo prevede di utilizzare una soluzione a concentrazione nota di un competitore come fase mobile, mentre piccole quantità di analita vengono iniettate nella colonna funzionalizzata con HSA. I competitori sono stati selezionati in base al loro legame selettivo ad uno dei principali siti di legame sulla proteina. In particolare, sono stati utilizzati salicilato di sodio, ibuprofene e valproato di sodio come marker dei siti I, II e sito della bilirubina, rispettivamente. Questi studi hanno mostrato un legame indipendente dei PIs ai siti I e II, mentre è stata osservata una debole anticooperatività per il sito della bilirubina. Lo stesso sistema farmaco-proteina è stato infine investigato in soluzione attraverso l’uso del dicroismo circolare. In particolare, è stato monitorata la variazione del segnale CD indotto di un complesso equimolare [HSA]/[bilirubina], a seguito dell’aggiunta di aliquote di ritonavir, scelto come rappresentante della serie. I risultati confermano la lieve anticooperatività per il sito della bilirubina osservato precedentemente negli studi biocromatografici. Successivamente, lo stesso protocollo descritto precedentemente è stato applicato a una colonna di silice epossidica monolitica 50 x 4.6 mm, per valutare l’affidabilità del supporto monolitico per applicazioni biocromatografiche. Il supporto monolitico monolitico ha mostrato buone caratteristiche cromatografiche in termini di contropressione, efficienza e stabilità, oltre che affidabilità nella determinazione dei parametri di legame alla HSA. Questa colonna è stata utilizzata per la determinazione della percentuale di legame alla HSA di una serie di poliamminochinoni sviluppati nell’ambito di una ricerca sulla malattia di Alzheimer. Tutti i composti hanno mostrato una percentuale di legame superiore al 95%. Inoltre, è stata osservata una correlazione tra percentuale di legame è caratteristiche della catena laterale (lunghezza e numero di gruppi amminici). Successivamente sono stati effettuati studi di competizione dei composti in esame tramite il dicroismo circolare in cui è stato evidenziato un effetto anticooperativo dei poliamminochinoni ai siti I e II, mentre rispetto al sito della bilirubina il legame si è dimostrato indipendente. Le conoscenze acquisite con il supporto monolitico precedentemente descritto, sono state applicate a una colonna di silice epossidica più corta (10 x 4.6 mm). Il metodo di determinazione della percentuale di legame utilizzato negli studi precedenti si basa su dati ottenuti con più esperimenti, quindi è necessario molto tempo prima di ottenere il dato finale. L’uso di una colonna più corta permette di ridurre i tempi di ritenzione degli analiti, per cui la determinazione della percentuale di legame alla HSA diventa molto più rapida. Si passa quindi da una analisi a medio rendimento a una analisi di screening ad alto rendimento (highthroughput- screening, HTS). Inoltre, la riduzione dei tempi di analisi, permette di evitare l’uso di soventi organici nella fase mobile. Dopo aver caratterizzato la colonna da 10 mm con lo stesso metodo precedentemente descritto per le altre colonne, sono stati iniettati una serie di standard variando il flusso della fase mobile, per valutare la possibilità di utilizzare flussi elevati. La colonna è stata quindi impiegata per stimare la percentuale di legame di una serie di molecole con differenti caratteristiche chimiche. Successivamente è stata valutata la possibilità di utilizzare una colonna così corta, anche per studi di competizione, ed è stata indagato il legame di una serie di composti al sito I. Infine è stata effettuata una valutazione della stabilità della colonna in seguito ad un uso estensivo. L’uso di supporti cromatografici funzionalizzati con albumine di diversa origine (ratto, cane, guinea pig, hamster, topo, coniglio), può essere proposto come applicazione futura di queste colonne HTS. Infatti, la possibilità di ottenere informazioni del legame dei farmaci in via di sviluppo alle diverse albumine, permetterebbe un migliore paragone tra i dati ottenuti tramite esperimenti in vitro e i dati ottenuti con esperimenti sull’animale, facilitando la successiva estrapolazione all’uomo, con la velocità di un metodo HTS. Inoltre, verrebbe ridotto anche il numero di animali utilizzati nelle sperimentazioni. Alcuni lavori presenti in letteratura dimostrano l’affidabilita di colonne funzionalizzate con albumine di diversa origine [11-13]: l’utilizzo di colonne più corte potrebbe aumentarne le applicazioni.

Studio di macromolecole associate alla calcificazione in organismi marini

Lo studio riportato in questa tesi ha come scopo l’osservazione e la comprensione dei processi molecolari associati alla deposizione di CaCO3 nei polimorfi di calcite e aragonite nel mollusco gasteropode Haliotis rufescens. In particolare l’attenzione si è focalizzata sullo strato glicoproteico (green layer) che si trova inserito all’interno dell’ipostraco o strato madreperlaceo. Studi precedenti suggeriscono l’ipotesi che il green layer sia una struttura polifunzionale che svolge un ruolo attivo nell’induzione di crescita dei cristalli di carbonato di calcio nella conchiglia. All’analisi microscopica il green layer si presenta come un foglietto trilaminato. Sugli strati esterni è depositata aragonite nella forma prismatica da una parte e sferulitica dall’altra. All’interno è racchiuso un core proteico, formato da glicoproteine e ricco di chitina. Questa struttura tripartita conferisce al guscio calcareo nuove proprietà meccaniche, come la resistenza alle fratture molto maggiore rispetto al minerale naturale. Il green layer è stato trattato in ambiente alcalino, l’unico in grado di solubilizzarlo. È stato ottenuto del materiale proteico che è stato caratterizzato utilizzando SDS-PAGE, colorato con Blu Comassie e all’argento per visualizzarne la componente peptidica. Il green layer è fluorescente, sono state quindi eseguite analisi spettroscopiche sull’estratto peptidico per determinarne le proprietà chimo fisiche (dipendenza dal pH dell’intensità di fluorescenza). Sono stati eseguiti esperimenti di crescita dei cristalli di CaCO3 in ambiente saturo di CaCl2 in assenza e presenza del peptide e in assenza e presenza di Mg++. I cristalli sono stati osservati al microscopio elettronico a scansione (SEM) e al microscopio confocale. Da un punto di vista spettroscopico si osserva che, eccitando l’estratto alcalino del green layer a 280 nm e 295 nm, lunghezze d’onda caratteristiche degli aminoacidi aromatici, si ottiene uno spettro di emissione che presenta una forte banda centrata a 440 nm e una spalla a circa 350 nm, quest’ultima da ascrivere all’emissione tipica di aminoacidi aromatici. L’emissione di fluorescenza dell’estratto dal green layer dipende dal pH per tutte le bande di emissione; tale effetto è particolarmente visibile per lo spettro di emissione a 440 nm, la cui lunghezza d’onda di emissione e l’intensità dipendono dalla ionizzazione di aminoacidi acidi (pKa = 4) e dell’istidina (pKa = 6.5 L’emissione a 440 nm proviene invece da un’eccitazione il cui massimo di eccitazione è centrato a 350 nm, tipica di una struttura policiclica aromatica. Poiché nessun colorante estrinseco viene isolato dalla matrice del green layer a seguito dei vari trattamenti, tale emissione potrebbe derivare da una modificazione posttraduzionale di aminoacidi le cui proprietà spettrali suggeriscono la formazione di un prodotto di dimerizzazione della tirosina: la ditirosina. Questa struttura potrebbe essere la causa del cross-link che rende resistente il green layer alla degradazione da parte di agenti chimici ed enzimatici. La formazione di ditirosina come fenomeno post-traduzionale è stato recentemente acquisito come un fenomeno di origine perossidativa attraverso la formazione di un radicale Tyr ed è stato osservato anche in altri organismi caratterizzati da esoscheletro di tipo chitinoso, come gli insetti del genere Manduca sexta. Gli esperimenti di cristallizzazione in presenza di estratto di green layer ne hanno provato l’influenza sulla nucleazione dei cristalli. In presenza di CaCl2 avviene la precipitazione di CaCO3 nella fase calcitica, ma la conformazione romboedrica tipica della calcite viene modificata dalla presenza del peptide. Inoltre aumenta la densità dei cristalli che si aggregano a formare strutture sferiche di cristalli incastrati tra loro. Aumentando la concentrazione di peptide, le sfere a loro volta si uniscono tra loro a formare strutture geometriche sovrapposte. In presenza di Mg++, la deposizione di CaCO3 avviene in forma aragonitica. Anche in questo caso la morfologia e la densità dei cristalli dipendono dalla concentrazione dello ione e dalla presenza del peptide. È interessante osservare che, in tutti i casi nei quali si sono ottenute strutture cristalline in presenza dell’estratto alcalino del green layer, i cristalli sono fluorescenti, a significare che il peptide è incluso nella struttura cristallina e ne induce la modificazione strutturale come discusso in precedenza. Si osserva inoltre che le proprietà spettroscopiche del peptide in cristallo ed in soluzione sono molto diverse. In cristallo non si ha assorbimento alla più corta delle lunghezze d’onda disponibili in microscopia confocale (405 nm) bensì a 488 nm, con emissione estesa addirittura sino al rosso. Questa è un’indicazione, anche se preliminare, del fatto che la sua struttura in soluzione e in cristallo è diversa da quella in soluzione. In soluzione, per un peptide il cui peso molecolare è stimato tra 3500D (cut-off della membrana da dialisi) e 6500 D, la struttura è, presumibilmente, totalmente random-coil. In cristallo, attraverso l’interazione con gli ioni Ca++, Mg++ e CO3 -- la sua conformazione può cambiare portando, per esempio, ad una sovrapposizione delle strutture aromatiche, in modo da formare sistemi coniugati non covalenti (ring stacking) in grado di assorbire ed emettere luce ad energia più bassa (red shift).