Nuevos mecanismos moleculares de tolerancia a sequía y otros tipos de estrés abiótico en especies arbóreas de interés económico

Las masas forestales tienen una importancia colosal para nuestra sociedad y el conjunto de la biosfera. Estudios recientes a escala mundial indican que la sequía es el factor abiótico que más afecta a su crecimiento y supervivencia, seguida por las temperaturas extremas y la salinidad. Aunque comprender los mecanismos con que las especies arbóreas toleran estas formas de estrés tiene un interés aplicado evidente, dichos mecanismos se han estudiado mucho más en especies herbáceas modelo o de interés agronómico. Existen sin embargo diferencias notables entre ellas, como se demuestra en esta tesis y en otros trabajos recientes. Nuestro estudio se centra concretamente en la respuesta molecular del chopo –el sistema modelo forestal más desarrollado– al estrés abiótico, con particular énfasis en la sequía. Utilizando una estrategia proteómica y tratamientos controlados, hemos identificado componentes mayoritarios de dicha respuesta. Su participación en la misma se ha validado mediante análisis transcripcionales detallados utilizando tecnología qRT-PCR (PCR cuantitativa en tiempo real). Hemos identificado proteínas cuyo nexo funcional con mecanismos de tolerancia ya era conocido, como chaperonas moleculares sHSP o enzimas que atenúan el estrés oxidativo, pero también proteínas cuya relación funcional con el estrés es menos clara o incluso novedosa, como polifenol oxidasas (PPO), deshidrogenasas/reductasas de cadena corta (SDR), o bicupinas (BIC), entre otras. El cuerpo central de la tesis consiste en la caracterización detallada de una PPO inusual, cuya inducción por estrés hídrico se describe por vez primera. Estas enzimas están ampliamente distribuidas en plantas, si bien su número es muy variable de unas especies a otras. Algunas, como nogal, tienen un único gen, mientras que Arabidopsis no tiene ninguno. En la última versión del genoma de chopo hemos identificado un total de 12 miembros bona fide, corrigiendo trabajos previos, y hemos caracterizado su expresión individual ante diferentes situaciones de estrés controlado y tratamientos hormonales. La isoforma antedicha es el único miembro de la familia que responde claramente a la deshidratación. También responde a salinidad y a la mayor parte de tratamientos hormonales ensayados, pero no a daño mecánico o tratamientos con metil jasmonato. Esto la diferencia de enzimas homólogas presentes en otras especies de plantas, que se han relacionado experimentalmente con estrés biótico. Los patrones de acumulación de transcritos en árboles adultos son compatibles con un papel protector frente a la sequía. La integración de nuestros estudios funcionales y filogenéticos sugiere que la familia ha sufrido un proceso reciente de diversificación y neofuncionalización, siendo la protección frente a deshidratación su papel primigenio. Aunque se conoce la actividad bioquímica in vitro de este tipo de enzimas, sus sustratos naturales son esencialmente una incógnita. Mediante expresión heteróloga en Escherichia coli BL21(DE3) hemos detectado que la enzima de chopo es capaz de oxidar L-DOPA a dopaquinona, siendo menos activa frente a otros sustratos. Por otra parte, hemos demostrado su localización cloroplástica mediante transformación transitoria de protoplastos con fusiones a la proteína fluorescente YFP. Mediante la obtención de plantas transgénicas de A. thaliana hemos demostrado que la enzima de chopo aumenta considerablemente la tolerancia in vivo frente a la deshidratación y al estrés salino. El análisis fenotípico detallado de las líneas transgénicas, combinando múltiples metodologías, nos ha permitido sustanciar que la tolerancia tiene una base compleja. Esta incluye una mayor protección del sistema fotosintético, una capacidad antioxidante muy incrementada y la acumulación de solutos osmoprotectores como la prolina. Los análisis metabolómicos nos han permitido asociar la expresión de la proteína a la síntesis de un flavano no descrito previamente en A. thaliana, vinculando la enzima de chopo con la síntesis de fenilpropanoides. También hemos observado alteraciones en los niveles hormonales que podrían subyacer a efectos pleiotrópicos con interés aplicado, como un aumento consistente del tamaño de la planta o el acortamiento del ciclo de crecimiento. Además de aportar datos novedosos sobre la funcionalidad in vivo de esta familia de oxidasas, los resultados de esta tesis demuestran que los árboles son sistemas de estudio interesantes para caracterizar nuevas estrategias de tolerancia al estrés abiótico con potencial aplicado. ABSTRACT Forests masses have an extraordinary importance for our society and the biosphere. Recent worldwide studies indicate that drought is the abiotic factor that affects more their growing and survival, followed by extreme temperatures and salinity. The understanding of how the arboreal species tolerate the stress has an evident practical interest, but their mechanisms have been studied much more in herbaceous species or with agronomic interest. However, considerable differences exist between them, as this thesis and recent studies show. Our study is focused on the molecular response of the poplar –the more developed forestry model system- to abiotic stress, specifically focused in the drought. Using a proteomic strategy and controlled treatments, we have identified main components in such response. Its participation has been validated through transcriptional analysis using qRT-PCR technology. We have identified proteins whose functional connection with tolerance mechanisms were already known, as molecular chaperones sHSP or enzymes that attenuate the oxidative stress, but also some proteins whose functional relationship with the stress is less clear or even novel, as polifenol oxidases (PPO), short chain deshidrogenases/reductases (SDR), or bicupines (BIC), among others. The central body of the thesis consists of the detailed characterization of an unsual PPO, whose induction due to drought stress is first described. These enzymes are thoroughly distributed in plants, but their number of members is very variable among species. Some of them, as the walnut tree, have a single gene, while Arabidopsis has none. We have identified a total of 12 members in the last version of the poplar genome, correcting previous works, and have characterized their individual expression against different situations of controlled stress and hormone treatments. The aforementioned isoform is the only member of the family that responds clearly to the drought. It also reacts to salinity and the majority of hormonal treatments tested, but it does not respond to mechanical damage or treatments with methyl jasmonate. This is the difference with homologue enzymes present in other plant species, which have been related experimentally with abiotic stress. The accumulation patterns of transcripts in adult trees are compatible with a protector role against drought. The integration of our functional and phylogenetic studies suggests that the family has suffered a recent process of diversification and neofunctionalization, being the protection against drought their original role. Although the in vitro biochemistry activity of this kind of enzymes is already known, their natural substracts are essentially a mystery. By means of heterologous expression of Escherichia coli BL21(DE3) we have detected that the enzyme of poplar is able to oxidize L-DOPA to dopaquinone, being less active against other substrates. Additionally, we have proven its chloroplastic location with transitory transformation of protoplasts with YFP protein fusion. By means of getting transgenic plants of A. thaliana, we have demonstrated that the poplar enzyme increases notably the in vivo tolerance against the drought and salinity stresses. The phenotypic analysis of the transgenic lines, and the use of multiple methodologies, allowed us to test the complexity of the tolerance. This includes a major protection of the photosynthetic system, a very increased antioxidant capacity and the accumulation of osmoprotectant solutes as the proline. The metabolic analysis has allowed to associate the protein expression with the synthesis of a Flavan non described previously in A. thalaiana, linking the enzyme of poplar with the synthesis of phenylpropanoids. We have observed alterations in the hormonal levels that could underlie pleiotropic effects with applied interest, as a consistent increase of the size of the plant and the reduction of the growth cycle. The results of this thesis, in addition to provide novel data about the in vivo functionality of the oxidase family, demonstrate that the trees are interesting systems of study to characterize new strategies of tolerance against abiotic stress with applied potential.

Respuestas anatómico fisiológicas frente a estrés hídrico en plantaciones de especies de crecimiento rápido para la producción de biomasa

El objetivo general de la presente Tesis es identificar algunas de las características anatómico-fisiológicas que confieren la capacidad de alcanzar una mejor productividad bajo clima mediterráneo a plantas de diversos genotipos de los géneros Populus y Eucalyptus, caracterizados por su carácter pionero, elevado crecimiento y vulnerabilidad a la cavitación. En los dos primeros capítulos se hace un seguimiento de la conductancia estomática a una selección de clones de eucalipto cultivados en invernadero, sometidos a diferentes dotaciones hídricas. Se realizaron además mediciones periódicas del pH de la savia del tallo y de la pérdida de conductividad hidráulica para investigar su implicación en la regulación química e hidraúlica del cierre estomático. Las variaciones en el pH de la savia obtenidas parecen responder a cambios en el déficit de presión de vapor de agua atmosférico y no a diferencias en la disponibilidad de agua en el suelo. La conductancia estomática presentó una correlación positiva significativa con el pH de la savia, pero no con la conductividad hidráulica. La variabilidad de la conductividad hidráulica máxima se discute a la luz de recientes investigaciones sobre los materiales constituyentes de las membranas de las punteaduras. Los clones que mostraron mayores conductancias hidráulicas y estomáticas presentaron valores más altos de producción y supervivencia, poniendo de manifiesto la utilidad del estudio de estas variables. Por el contrario, los valores más bajos de conductancia estomática e hidraúlica se encontraron en clones que han resultado un fracaso en plantaciones comerciales, en particular, fue destacable el mal resultado de un clon procedente de autocruzamiento respecto de otros híbridos. En el tercer capítulo de la tesis se estudian características anatómicas y funcionales del xilema relacionadas con la eficiencia en el transporte de agua a las hojas, y que pueden afectar directa o indirectamente a la transpiración y al crecimiento. Los estudios anatómicos fueron realizados sobre brotes anuales de chopo en una plantación situada en Granada, en condiciones de riego limitante. La combinación de rasgos anatómicos más favorable de cara a la producción de biomasa fue una densidad alta de vasos de diámetro intermedio. Los clones más productivos figuraron entre los más resistentes a la cavitación. Para estudiar el crecimiento de masas arboladas se utilizan frecuentemente parámetros fisiológicos como el índice de area foliar (LAI). La estimación del LAI a partir de fotografías hemisféricas aplicada a tallares de chopo plantados a alta densidad y a turno corto para biomasa se lleva a cabo mediante una metodología reciente empleada y discutida en el cuarto capítulo de la Tesis. Los resultados muestran que las diferencias de producción existentes entre genotipos, localidades de medición con diferentes dosis de riego, y años, pueden predecirse a partir de la determinación del índice de área foliar tanto por métodos directos como indirectos de estimación. Tanto los estudios realizados en eucalipto como en chopo han mostrado que los genotipos con menores producciones de biomasa en campo alcanzaron los menores valores de conductancia estomática en las condiciones más favorables así como el menor número de vasos en el xilema. La estrecha relación entre crecimiento y LAI confirma una vez más la importancia del desarrollo de la copa para sostener un buen crecimiento. El mayor desarrollo de la copa y rendimiento en biomasa se midieron en uno de los clones con un número de vasos más elevado, y menor vulnerabilidad a la cavitación en condiciones de estrés. Estos resultados ponen de manifiesto la importancia de las características anatómicas y funcionales del xilema como condicionantes del patrón de crecimiento de las plantas y el comportamiento de los estomas. ABSTRACT A number of anatomical xylem traits and physiological variables were analyzed in genotypes of both the Populus and Eucalyptus genera with the main aim of identifying traits in the genotypes which confer the ability to produce an acceptable biomass yield under Mediterranean climatic conditions. In the first two chapters of this PhD, the results of two experiments carried out on several clones of the species Eucalyptus globulus Labill. are presented. Chapters three and four include the results of another two trials on four poplar hybrid genotypes. One of the initial plant responses to water stress is stomatal closure, which can be triggered by hydraulic and/or chemical signals. The two first chapters of this PhD deal with trials in which stomatal conductance and percentage loss of hydraulic conductivity were monitored on a set of eucalyptus clones supplied by ENCE (former National Cellulose Company) and currently used in the company’s own commercial plantings. The experimental trials were carried out in greenhouses and the plants were submitted to two different watering regimes. The pH of the stem sap was periodically measured as the greenhouse temperature and humidity changed. The aim of these measurements was to investigate the role of both sap pH and percentage loss of hydraulic conductivity on stomatal regulation. The results obtained suggest that changes in sap pH are a response to vapor pressure deficit changes rather than to differences in soil water availability. We found significant correlation between stomatal conductance and sap pH, although no significant relationship was found between stomatal conductance and hydraulic conductivity. Variability in maximum hydraulic conductivity is discussed based on recent pit membrane constituent research. The study of hydraulic conductivity proved helpful in order to detect the clones with both higher growth and greater chance of survival, since clones displaying the lowest hydraulic conductivities were those that failed in commercial plantings. Anatomical xylem traits define the water transport efficiency to leaves and can therefore limit transpiration and growth. The third chapter of this PhD addresses anatomical xylem traits in poplar. One year old stem samples were taken from a water-stressed trial in Granada. The anatomical xylem study proved useful for detecting the lowest yielding genotypes. Clones with intermediate vessel size and high vessel densities were found to be those with the highest biomass yield. Differences in cavitation resistance depending on the clone tested and the water treatment applied were also found. The clones with the highest biomass yield were found to be among the most cavitation resistant clones in each watering regime. Xylem and physiological traits along with stomatal behavior are useful tools to determine plant growth. In order to study plantings or forests, it is more common to employ other physiological variables such as leaf area index (LAI). LAI estimation from hemispherical photographs applied to short rotation woody crops is a recently developed method that still requires fine tuning through further investigation. In the fourth chapter, data from LAI monitoring over two consecutive years were analyzed in two different locations where different irrigation treatments were applied. The results showed that differences in yield between genotypes, different irrigation regimes and years could be predicted by using the LAI estimates, either through direct or indirect estimation methods. Our studies of poplar and eucalyptus have shown that the field-grown genotypes with the lowest biomass yield displayed the lowest values of stomatal conductance under the most favorable environmental conditions and also had a low number of xylem conduits. The close relationship between LAI and growth highlights the importance of crown development in biomass growth. The highest LAI and biomass yield were recorded in one of the clones with higher vessel density and the lowest vulnerability to cavitation under stress conditions. These results underline the importance of research into anatomical and functional traits as factors influencing plant growth patterns and stomatal behavior.

Equipo de medición de estrés portable con conectividad a plataforma a través del SmartPhone

Durante este trabajo fin de grado (TFG), se ha hecho uso del módulo GSR (o módulo Stress) de la empresa RGB Medical Devices, para crear una aplicación Android que recoja la información enviada por dicho módulo a través del Bluetooth del SmartPhone y la muestre en pantalla en tiempo real.

Adaptación escolar, social y familiar, estrés cotidiano y acontecimientos vitales estresantes en la infancia

Las investigaciones sobre el estrés o sobre la infancia son muy numerosas. Sin embargo, los trabajos dedicados al estudio del estrés en la infancia aún no son suficientes para conocer las consecuencias del estrés en esta etapa de la vida. Y sorprende los escasos estudios del estrés en la infancia con población clínica de salud mental. La presente investigación analizó la relación entre los acontecimientos vitales estresantes (AVE) y situaciones de estrés cotidiano y la sintomatología psicológica y la adaptación en la infancia. Se consideraron aquellos AVE de carácter negativo, pero no traumáticos, independientes del control del individuo, y que implicaban algún tipo de pérdida. Los estresores cotidianos eran situaciones diarias, menos intensas, pero molestas por su alta frecuencia. Se revisó la literatura clásica de referencia y la más reciente evidencia sobre AVE y los estresores cotidianos en el ámbito de la infancia y la adolescencia y su posible efecto acumulativo...

Eficacia de un programa de tratamiento cognitivo-conductal para trastornos por estrés traumático, depresivos y de ansiedad a largo plazo en víctimas de atentados terroristas

OBJETIVO Se analiza la eficacia de la terapia cognitivo-conductual centrada en el trauma en víctimas de atentados terroristas con trastorno por estrés postraumático (TEPT) o trastornos de ansiedad o depresivos a muy largo plazo (> 5 años después del atentado). Se pretende, así, engrosar el limitado conocimiento científico sobre la eficacia de los tratamientos en esta población concreta. MÉTODO Un grupo de 120 víctimas directas e indirectas de atentados terroristas cometidos en España una media de 18,43 años atrás, que presentaban aislada o concurrentemente trastorno por estrés postraumático (TEPT; 49,2%), trastorno depresivo mayor (TDM; 40,8%) y otros trastornos de ansiedad (75,8%), fueron aleatorizados en 16 sesiones de Terapia Cognitivo-Conductual (TCC) centrada en el trauma (grupo experimental) o 16 semanas de espera (grupo control). La TCC centrada en el trauma estaba basada en el protocolo de exposición prolongada de Foa y Rothbaum (1998) pero se le añadieron técnicas específicas para el manejo de los trastornos del estado de ánimo y trastornos de ansiedad, se hizo un mayor énfasis en la psicoeducación sobre las reacciones post traumáticas y en la reestructuración cognitiva y se añadieron estrategias de motivación, regulación emocional y terapia narrativa. De las 60 personas que fueron asignadas al grupo experimental, 25 (41,6%) rechazaron la terapia y 10 (28,6%) la abandonaron una vez iniciada. RESULTADOS Las personas del grupo experimental que completaron el tratamiento (n = 25) tenían puntuaciones medias en sintomatología postraumática (PCL), depresiva (BDIL-II) y de ansiedad (BAI) significativamente inferiores a las obtenidas en el pretratamiento. Ninguna de ellas presentó en el postratamiento TEPT ni TDM y se redujo significativamente el porcentaje de otros trastornos de ansiedad. Estos resultados fueron significativamente mejores que los del grupo de control. Se obtuvieron tamaños del efecto pre/post grandes (d PCL = 1,39; d BDI-II = 1,19; d BAI = 1,20) y grandes y medios entre grupos (d PCL = 0,84; d BDI-II = 0,69; d BAI = 0,88). Un 78,3%, 91,7% y 91,7% obtuvieron una puntuación media inferior a la puntuación C para la PCL, el BDI-II y el BAI, y un 56,5%, 45,8% y 54,2% mejoraron según el índice de cambio fiable. Los beneficios se mantuvieron a los 6 meses de seguimiento y el análisis de intención de tratar (n = 35) y el análisis de todas las personas que habían completado el tratamiento (incluyendo al grupo control; n = 40) confirmaron la significación de los datos. La terapia tenía efectos mejores sobre la comorbilidad triple (TEPT, trastornos depresivos y ansiosos), pero no se encontró un efecto positivo de la adición de psicofármacos, en todo caso, peores resultados (por ejemplo, en la puntuación del BAI y la muestra de intención de tratar). CONCLUSIONES Los resultados de este estudio, comparables a los de otros estudios específicos previos, sugieren que la TCC centrada en el trauma y adaptada a víctimas del terrorismo que sufren TEPT o trastornos de ansiedad o depresivos muchos años después de los atentados terroristas, es eficaz. Aunque se recomienda mejorar las técnicas de motivación, hacer nuevos estudios con tamaños muestrales más amplios, donde se realicen análisis de componentes, análisis de la fiabilidad y adherencia al protocolo y atendiendo a diferentes grupos de víctimas y factores de riesgo, los resultados de esta tesis doctoral sustentan firmemente la idea de que la terapia cognitivo-conductual centrada en el trauma debe ser el tratamiento de elección para víctimas del terrorismo con TEPT, TDM u otros trastornos de ansiedad, incluso cuando éstos se presentan de manera comórbida y crónica.

Psicobiología del estrés prenatal:implicaciones en el eje hipotálamo-hipofisiario-adrenal de los bebés

The womb is the first developmental environment. After developmental psychobiologists started to investigate intrauterine evolution of infant and its long-term impact, they found that prenatal and postnatal development is influenced by mother’s psychological health. Specifically, scientific research evidence indicates that prenatal stress is a possible cause of subsequent psychopathological vulnerability. This vulnerability comes from stress sensitivity and is the basis of many childhood disorders. In the last decade, there are evidences for a fetal origin of stress sensitivity in the context of the fetal programming theory (Entringer et al., 2009, Grant et al., 2009, Gutteling et al., 2004, Huizink et al., 2004, O’Connor et al., 2005). According to fetal programming hypothesis, babies that have been exposed to high levels of prenatal stress would develop elevated HPA axis reactivity and thus increased stress sensitivity in the postnatal period. In the field of animal psychobiology, several studies have shown that prenatal stress could play some role on fetal programming of neurodevelopment and HPA axis (Glover, 2010, Weinstock, 2005, 2008). In human psychobiology, evidences are less clear (Glover, 2010). Although research in this regard has been growing during the last few years, more studies are warranted to investigate the relationship between maternal stress and fetal programming of neurodevelopment and the HPA axis in humans, to confirm the findings which are evident from animal psychobiology...

Significado del trabajo y estrés percibido en cuidados paliativos:factores asociados

El equilibrio entre la vida personal y profesional es un reto constante. En profesionales de cuidados paliativos este equilibrio puede ser especialmente difícil debido a las demandas propias de este trabajo. Nuestra investigación ha tratado de profundizar en el conocimiento de los recursos personales que pueden estar asociados para lograrlo. Nuestro estudio investigó el grado de interrelación entre el significado del trabajo y el nivel de estrés percibido, así como otros recursos personales como la autoestima, el optimismo, la satisfacción con la vida, la vitalidad subjetiva, el crecimiento personal y otras variables sociodemográficas en profesionales de cuidados paliativos del territorio español...

Hospitalización y estrés en el paciente: percepción diferencial de estresores entre paciente y personal de enfermería

El propósito del trabajo ha sido el de confirmar las siguientes hipótesis: 1) Los pacientes hospitalizados indicarán la ocurrencia de un menor número de estresores hospitalarios que los profesionales de enfermería. 2) La valoración del grado de estrés referido a los distintos acontecimientos ocurridos durante la hospitalización será significativamente menor en los pacientes que en el personal de enfermería. Para ello 66, pacientes hospitalizados y 66 profesionales de enfermería que atendían a los primeros cumplimentaron una adaptación de la escala de estresores hospitalarios de Volicer y Bohanon (1975), elaborada a propósito de este estudio, a partir de otras versiones españolas. Los resultados encontrados confirman las dos hipótesis. Para finalizar se comenta la diferente percepción de pacientes y profesionales de enfermería respecto a grupos de estresores determinados: gravedad del problema de salud, falta de información y sometimiento a las rutinas hospitalarias, entre otros.

La prevalencia del estrés laboral asistencial entre los profesores universitarios

El burnout, o estrés laboral asistencial, es un síndrome psicológico caracterizado por agotamiento emocional (CE), despersonalización (DP) e insatisfacción personal con los logros (RP). Se conoce poco acerca de la presencia de este síndrome en muestras representativas de profesores universitarios. Los objetivos del estudio son (a) conocer la prevalencia del burnout en un contexto universitario, (b) examinar la presencia del burnout en relación con la edad, género y categoría académica en un estudio transversal mediante cuestionario anónimo enviado por correo, y (e) explorar la relación entre el burnout y diversas variables de calidad de vida, satisfacción laboral y salud. Respondieron el cuestionario un total de 331 profesores en el contexto de un programa de calidad de vida de la Universidad de Alicante (España), lo que supone una tasa de respuesta del 56,2%. Se remitieron por correo a todos los profesores, seleccionados al azar del conjunto de todos los centros, un ejemplar del cuestionario junto con las instrucciones y sobre de devolución. El estrés laboral asistencial se midió a través del Maslach Burnout lnventory (MBI) estableciéndose una situación definida por altas puntuaciones en CE y DE, y bajas en RP. Este instrumento presenta un total de 22 ítems con siete alternativas de respuesta, desde 0 (nunca experimento este sentimiento) hasta 6 (todos los días experimento este sentimiento). Nuestros resultados muestran que un reducido porcentaje de profesores, el 1,8%, experimentan el síndrome de burnout. Cuando se analizan por separado las tres dimensiones que componen el burnout se observa que un 17,8% de los profesores se siente emocionalmente exhausto en su trabajo (puntuación e» 25), un 4,2% ha desarrollado una actitud negativa hacia los estudiantes puntuación e» 10), y un 42% se siente un escasa autorrealización personal en el trabajo (puntuación d»32). CE presenta unas correlaciones medias moderadas con las variables de salud (r= 0.42) y con calidad de vida (r=0.33). Un patrón relacional menos consistente se da en las restantes dimensiones del burnout. La edad, el género y la categoría académica de los profesores no se relacionan con los niveles de burnout. Se concluye que el burnout es un síndrome poco común en profesores universitarios.

Ciclo de capacitación sobre el monitoreo hormonal no invasivo como herramienta para evaluar procesos reproductivos y respuestas de estrés en fauna silvestre.

Los objetivos del Jardín Zoológico de Córdoba son, (en correlación a lo planteado en la Estrategia Global para la Conservación en los Zoológicos modernos, 1993): la educación de sus visitantes, la investigación de aspectos relacionados con la fauna y flora autóctona y la conservación de la naturaleza y sus recursos y finalmente la recreación de quienes vienen a este lugar. En la actualidad, existen programas y campañas enfocadas a educar a los visitantes sobre el respeto y protección del ambiente, como así también equipos multidisciplinarios encargados de cuidar la salud, nutrición y reproducción de las especies dentro del Zoológico. Esto último se logra gracias a programas de investigación que se realizan en conjunto con otras instituciones, contribuyendo directamente a incrementar el conocimiento. Dentro de estos programas de investigación se destaca el monitoreo hormonal no invasivo en fauna silvestre, considerado como una herramienta precisa para evaluar la respuesta de estrés en fauna en condiciones tanto in situ como ex situ. El análisis hormonal de metabolitos esteroideos para evaluar la función reproductiva y las respuestas de estrés en aves y en mamíferos está convirtiéndose en una estrategia común en el campo de la zoología. Los avances científicos en la temática aportan información relevante para las ciencias del comportamiento, de la fisiología reproductiva y del estrés, cuyos datos analizados son útiles para la toma de decisiones de manejo de animales en condiciones in situ como ex situ. En Córdoba, Argentina, a través de un proyecto de monitoreo hormonal no invasivo en fauna silvestre, se formalizó durante el 2011 por primera vez un convenio marco (expediente aprobado 1739/11-CONICET central) entre el Jardín Zoológico de Córdoba y el CONICET, que tiene por objeto establecer vínculos de cooperación científica y tecnológica durante 5 años. Hasta el momento se realizaron diferentes investigaciones científicas conjuntamente a la formación de recursos humanos a nivel de grado y posgrado, cuyos productos puedan constituir una base de datos para mejorar el diagnostico y el manejo de fauna silvestre. En 2011, se determinaron los efectos del enriquecimiento ambiental con énfasis en la modificación de la dieta sobre la actividad adrenocortical y el comportamiento de osos meleros (Tamandua tetradactyla); en el 2012, se comenzó con la validación del monitoreo hormonal no invasivo de respuestas de estrés de la mara (Dolichotis patagonum); y en el 2013 se está trabajando en la evaluación de la respuesta de estrés al transporte en el manejo de osos hormigueros (Myrmecophaga tridactyla) durante la reintroducción a su ambiente natural. Estas tareas se realizan en colaboración con especialistas de la UNC-CONICET, de la Universidad de Medicina Veterinaria (Viena, Austria) y del Instituto de Biología de la Conservación del Smithsonian (Front Royal, Estados Unidos). Dada la larga trayectoria de trabajo en conjunto mencionada, es que surge la inquietud de concretar de manera formal, práctica y colaborativa la difusión de los resultados obtenidos. De esta forma, se elabora el presente proyecto de transferencia establecido en conjunto con el IIByT /CONICET-UNC (personal del Instituto de Ciencia y Tecnología de los alimentos); que pretende no sólo llegar a otros científicos, zoólogos e interesados en el monitoreo hormonal no invasivo, sino tambien al personal del Zoológico. Esto incluye a cuidadores, veterinarios y biólogos, con el fin de informar y fomentar el bienestar animal y estandarizar protocolos de trabajos para la aplicación del monitoreo hormonal no invasivo.

Mecanismo de interacción, calcio dependiente, entre Calcineurina y PERK, involucrado en el Estrés de Retículo Endoplásmico

El Estrés de Retículo Endoplásmico (RE) es inducido por la acumulación de proteínas sin plegar en el lumen de la organela. Esto se puede observar en diversas situaciones fisio-patológicas como durante una infección viral o en proceso isquémico. Además, contribuye a la base molecular de numerosas enfermedades ya sea índole metabólico (Fibrosis quística o Diabetes Miellitus) o neurodegenerativas como mal de Alzheimer o Parkinson (Mutat Res, 2005, 569). Para restablecer la homeostasis en la organela se activa una señal de transducción (UPR), cuya respuesta inmediata es la atenuación de la síntesis de proteína debido a la fosforilación de subunidad alpha del factor eucariótico de iniciación de translación (eIF2α) vía PERK. Esta es una proteína de membrana de RE que detecta estrés. Bajo condiciones normales, PERK está inactiva debido a la asociación de su dominio luminar con la chaperona BIP (Nat Cell Biol, 2000, 2: 326). Frente a una situación de estrés, la chaperona se disocia causando desinhibición. Recientemente, (Plos One 5: e11925) se observó, bajo condiciones de estrés, un aumento de Ca2+ citosólico y un rápido incremento de la expresión de calcineurina (CN), una fosfatasa citosólica dependiente de calcio, heterodimérica formada por una subunidad catalítica (CN-A) y una regulatoria (CN-B). Además, CN interacciona, sin intermediarios, con el dominio citosólico de PERK favoreciendo su trans-autofosforilación. Resultados preliminares indican que, astrocitos CNAβ-/- exhibieron, en condiciones basales, un mayor número de células muertas y de niveles de eIF2α fosforilado que los astrocitos CNAα-/-. Hipótesis: CNAβ/B interacciona con PERK cuando el Ca2+ citosólico esta incrementado luego de haberse inducido Estrés de RE, lo cual promueve dimerización y auto-fosforilación de la quinasa, acentuándose así la fosforilación de eIF2α e inhibición de la síntesis de proteínas. Esta activación citosólica de PERK colaboraría con la ya descrita, desinhibición luminal llevada cabo por BIP. Cuando el Ca2+ citosólico retorna a los niveles basales, PERK fosforila a CN, reduciendo su afinidad de unión y disociándose el complejo CN/PERK. Objetivo general: Definir las condiciones por las cuales CN interacciona con PERK y regula la fosforilación de eIF2α e inhibición de la síntesis de proteína. Objetivos específicos: I-Estudiar la diferencia de afinidades y dependencia de Ca2+, de las dos isoformas de CN (α y β) en su asociación con PERK. Además verificar la posible participación de la subunidad B de CN en esta interacción. II-Determinar si la auto-fosforilación de PERK es diferencialmente regulada por las dos isoformas de CN. III-Discernir la relación del estado de fosforilación de CN con su unión a PERK. IV-Determinar efectos fisiológicos de la interacción de CN-PERK durante la respuesta de Estrés de RE. Para llevar a cabo este proyecto se realizarán experimentos de biología molecular, interacción proteína-proteína, ensayos de fosforilación in vitro y un perfil de polisoma con astrocitos CNAβ-/- , CNA-/- y astrocitos controles. Se espera encontrar una mayor afinidad de unión a PERK de la isoforma β de CN y en condiciones donde la concentración de Ca2+ sea del orden micromolar e imite niveles del ión durante un estrés. Con respecto al estado de fosforilación de CN, debido a los resultados preliminares, donde solo se la encontró fosforilada en condiciones basales, se piensa que CN podría interactuar con mayor afinidad con PERK cuando CN se encuentre desfosforilada. Por último, se espera encontrar un aumento de eIF2α fosforilado y una acentuación de la atenuación de la síntesis de proteína como consecuencia de la mayor activación de PERK por su asociación con la isoforma β de CN en astrocitos donde el Estrés de RE se indujo por privación de oxigeno y glucosa. Estos experimentos permitirán avanzar en el estudio de una nueva función citoprotectora de CN recientemente descrita por nuestro grupo de trabajo y sus implicancias en un modelo de isquemia.

Evaluación del efecto del láser y magnetoterapia en miopatía experimental valorando biomarcadores de estrés oxidativo, histomorfometría y actividad enzimática mitocondrial

El láser de baja y media energía y la magnetoterapia son utilizados en desórdenes osteomioarticulares por sus efectos analgésico, antiinflamatorio y trófico, entre los más destacados. Sin embargo, son insuficientes las investigaciones sobre su mecanismo de acción y antecedentes científicos que avalen sus efectos. Es por ello, que la determinación de acontecimientos celulares y moleculares que ocurren durante la interacción de estos tipos de energía con el sistema muscular, sería relevante para el conocimiento y optimización de tales terapias en las ciencias biomédicas. En las miopatías inflamatorias idiopáticas, se encuentra afectada la estructura, morfología y bioquímica del tejido muscular. La energía que éste requiere para el normal funcionamiento es generada en la mitocondria. Esta organela también es la responsable de la generación de especies oxidantes provocando estrés oxidativo y el inicio de los procesos de apoptosis. Por lo antes dicho, consideramos que la determinación de los biomarcadores inflamatorios asociados a estrés oxidativo, realizando el análisis histomorfométrico ultraestructural y valorando la actividad de los complejos enzimáticos mitocondriales, permitiría una evaluación de la acción terapéutica del láser y la magnetoterapia en un modelo experimental de miopatía. Para ello se propone evaluar el efecto de la magnetoterapia y del láser de baja energía (He-Ne y As.Ga) en miopatía experimental determinando indicadores inflamatorios asociados a estrés oxidativo, análisis histomorfométrico y valoración de la actividad enzimática mitocondrial. Específicamente: -Determinar indicadores inflamatorios y de estrés oxidativo: Oxido Nítrico, Grupos carbonilos, L-citrulina, Fibrinógeno, Superóxido dismutasa, Glutation peroxidasa y Catalasa por espectrofotometría. -Identificar los cambios anatomopatológicos del músculo esquelético por microscopía óptica (MO): cuantificación del infiltrado inflamatorio; MO de alta resolución (MOAR) y por microscopía electrónica: histomorfometría de la ultraestructura miofibrilar y mitocondrial. -Valorar las actividades enzimáticas de la citrato sintasa y de los complejos: I (NADH-ubiquinona reductasa), II (succinato-ubiquinona-reductasa) III (ubiquinona-citocromo c-reductasa) y IV (citocromo c-oxidasa); en mitocondrias de tejido muscular por espectrofotometría. -Evaluar la actividad apoptótica en las fibras musculares de los diferentes grupos por ténica de T.U.N.E.L. Las mediciones mitocondriales (por ME) y de infiltrado inflamatorio (por MO) se realizarán en un total de 5 fotos de aumentos similares en forma aleatoria por grupo estudiado (n=10). Los cambios estructurales observados se analizarán en el programa Axiovision 4.8, para cuantificar el área total ocupada, número total y grado de alteración de las mitocondrias y el porcentaje de infiltrado inflamatorio determinando el grado de inflamación. Los resultados de los datos cuantitativos se analizarán aplicando ANAVA (test de Fisher para comparaciones múltiples); y para los datos categóricos se utilizará Chi cuadrado (test de Pearson), estableciéndose un nivel de significación de p < 0.05 para todos los casos. Importancia del Proyecto: La salud y el bienestar del hombre son los logros perseguidos por las ciencias de la salud. La obtención de terapias curativas o paliativas con un mínimo de efectos colaterales para el enfermo se incluye en estos logros. Por esto y todo lo anteriormente expuesto es que consideramos de gran importancia poder esclarecer desde las ciencias básicas los efectos celulares y moleculares en modelos experimentales la acción de la terapia con láser y magnetoterapia para una aplicación clínica con base científica en todas las áreas de las Ciencias Médicas.

IMPACTO DEL ESTRÉS ABIÓTICO SOBRE EL CULTIVO DE MANÍ: MECANISMOS FISIÓLOGICOS Y MOLECULARES IMPLICADOS EN LA ESTRATEGIA DE TOLERANCIA

El maní (Arachis hypogaea L.) es un cultivo relevante en la provincia de Córdoba ya que el 80% de la producción nacional se concentra en la región centro-sur de la provincia. El desarrollo normal y la alta productividad del cultivo muchas veces se ven afectados o interrumpidos por condiciones ambientales desfavorables entre ellos, el estrés hídrico. La obtención de plantas con mayor tolerancia no sólo aseguraría la estabilidad de los rendimientos en años de déficit hídrico, sino que permitiría extender la frontera productiva a regiones marginales. Considerando que el estrés hídrico es uno de los factores que más afecta la productividad y calidad de los cultivos y por ser el maní un cultivo regional existe escaso conocimiento sobre los mecanismos fisiológicos y moleculares involucrados en la estrategia de tolerancia a las condiciones ambientales adversas. El propósito del proyecto es contribuir al conocimiento del impacto del estrés hídrico y la rehidratación sobre plantas de maní dilucidando los mecanismos fisiológicos y moleculares implicados en las estrategias de defensa de las plantas, con el fin de seleccionar aquellos cultivares mejores adaptados a las condiciones adversas. Para ello, la metodología empleada consistirá en evaluar el crecimiento, la fijación biológica del nitrógeno y las estrategias de defensa antioxidante de cultivares de maní expuestos a estrés hídrico y posterior rehidratación.

Efectos sobre el metabolismo lipoproteico y estrés oxidativo en ratas zucker fa/fa de cárnicos enriquecidos con glucomanano y espirulina

Esta memoria doctoral versa sobre los estudios que se realizaron para evaluar los efectos de reestructurados cárnicos (RP) enriquecidos con glucomanano y espirulina sobre crecimiento, tamaño y estructura de órganos, glucemia, insulinemia, resistencia a la insulina, metabolismo lipoproteico y estrés oxidativo en un modelo de síndrome metabólico como es la rata Zucker fa/fa. Para ello se diseñaron diferentes dietas hipersaturadas, añadidas o no con agente hipercolesterolemiante, conteniendo 15% de RP control, 15% de RP enriquecido con glucomanano o 15% de RP con glucomanano más 3 g de espirulina/kg. Los animales, de cinco semanas de edad y aproximadamente 120 g de peso, se mantuvieron en jaulas metabólicas individuales a una temperatura de 22,3 ± 1,8 2C, en ciclos de 12 horas de luz/oscuridad. Las ratas recibieron pienso estándar de crecimiento durante un periodo de adaptación de una semana a las condiciones ambientales. Posteriormente se distribuyeron en seis grupos experimentales homogéneos y se sometieron durante 7 semanas a las dietas experimentales. Al finalizar dicho periodo se procedió a su sacrificio y extracción de sangre y órganos seleccionados para su estudio...

Valoración del bienestar animal porcino en diferentes condiciones de alojamiento, utilizando indicadores de estrés y parámetros reproductivos

El bienestar animal (BA) se ha consolidado como una de las bases que marcan la producción animal. Su necesidad ha nacido de la sensibilización de grupos sociales e investigadores que iniciaron propuestas para que se tuviesen en cuenta manejos y sistemas de producción que mantuviesen a los animales en condiciones de cría que permitan desarrollar su comportamiento natural, a la vez que una homeostasis en su ciclo vital. La Comunidad Europea ha sido pionera en introducir estos cambios sobre protección animal, que además de evitar dolor y sufrimiento innecesario en los animales, tiene por objeto la formación del personal responsable en el manejo de los animales, además de prevenir la distorsión de la competencia en los mercados comunitarios que podrían ocasionar los distintos niveles de exigencia existentes en cada Estado miembro, para lo cual se ha impulsado una legislación común...